Universidad de Los Andes Laboratorio de Procesos de Separación Departamento de Ingeniería Química ! de Abril del "#!
Marielena Acosta Juanita Hidalgo Daniela Miranda Juan Sebasti$n Uribe
In%orme del laboratorio& Destilación etanol agua 'esumen
La destilación es un método altamente empelado dentro de las industrias actuales, y además de ello se ha convertido en una herramienta útil para solucionar problemáticas ambientales, tales como la contaminación de aguas en diferentes zonas del mundo. Por esta razón, es de vital importancia el estudio de este fenómeno para la formación de un ingeniero qumico! en ese sentido en el presente informe se pretende evaluar el proceso de destilación de una mezcla binaria de composición inicial ba"a, identificando las partes, el modo de operación y mecanismos de control de un equipo de destilación por partes. #on este ob"etivo claro, se procedió a hacer una e$perimentación en la cual se tena una torre de destilación fraccionada, a la cual se insertó una mezcla de etanol agua, con composiciones conocidas a una temperatura dada, para luego e$traer los fondos y destilado y medir sus concentraciones e ndices de refracción. %inalmente, se obtuvo un comportamiento esperado donde se separó la mezcla en el componente más volátil y menos volátil, a pesar de tener unas desviaciones ligeras de la idealidad. Palabras clave: destilación, destilación fraccionada, mezcla binaria, destilado, fondos, recircul recirculación. ación. ( Intr Introd oduc ucci ción ón
La destilación es una operación que consiste en separar por obra del calor una sustancia volátil de otras más más fi"a fi"ass &'e# &'e#onc oncep epto tos.c s.com om,, s.f.(. s.f.(. )ste )ste proce proceso so no suce sucede de en esta estado do estab estable le debi debido do a qu quee la composición del destilado, formada por la vaporización, se reduce mientras que se lleva a cabo este proceso en el sistema. )sto se demuestra con el aumento de temperatura en la torre de destilación, ya que dentro del recipiente permanecen los compuestos menos volátiles &*eader + enley, -(. )$isten varios tipos de destilación/ fraccionada, flash, a vaco, por arrastre de vapor, azeotrópica, continua y por lotes. • • •
• •
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Los principales componentes de una columna de destilación se encuentran entre/ 0n recipiente vertical donde se realiza la separación )l recipiente está constituido por unos platos! 1rays o empaques que fomentan a separación de la materia. )l reboiler o rehervidor, se encarga de la vaporización en el proceso. 0n condensador que condensa y disminuye la temperatura del vapor saliente en la parte superior de la columna. 1anque 1anque de reflu"o que se encarga de mane"ar el vapor condensado saliente de la columna para que el lquido pueda ser recirculado al proceso.
Figura 1. Columna de Destilación
)n esta práctica se hablará sobre la destilación por lotes, que también se le llama destilación 2atch, dónde el equipo es cargado con una mezcla inicial de compuestos, luego la destilación se lleva a cabo calentando toda la muestra mientras se e$trae el vapor obtenido y se condensa. )ste sistema se caracteriza por que la primera gota es la de mayor concentración del componente más volátil en todo proceso generando que la concentración inicial en los fondos sea cada vez más ba"a en el tiempo. %inalmente, cuando se obtienen las corrientes con los componentes con la pureza deseadas, se vaca y se vuelve a alimentar la columna con un nuevo flu"o &0niversidad de Piura(. )sta es la forma más básica de destilación ya que puede asociarse a la que se realiza en el laboratorio y cuando se realiza para mezclas binarias es modelada por medio de las ecuaciones de Lord 3ayghleigh. )n este modelo se asume que la composición en el vapor está en equilibrio termodinámico por un breve periodo de tiempo con la composición en fondos &4guirre 3obles, -5(. )ste tipo de destilación tiene la venta"a de que posee la capacidad de realizar destilación continua a una velocidad práctica y es me"or en el tratamiento de alimentaciones que poseen o pueden formar sólidos. 4qu no se tienen en cuenta reflu"os y debido a que las composiciones varan en el tiempo, no debe traba"arse de forma estacionaria &*eader + enley, -(. Por lo tanto, la mezcla en cuestión que para este caso será una mezcla etanol6agua, ingresa a un rehervidor, y luego durante el proceso, la temperatura aumenta y los componentes más volátiles cambiarán de fase y abandonarán la mezcla. 4 partir de ello, estos componentes convertidos en vapor, entrarán en un condensador donde volverán a su fase inicial y será recogido en otro recipiente. 4demás de esto, la torre que se utilizó en la práctica, fue una torre empacada, con el ob"etivo de mantener la temperatura constante en todo el sistema y para evitar que el calor que esta produce no se disipe &2entez, -7(. 4l tener esta mezcla de etanol6agua, luego del proceso de destilación, solo será posible obtener hasta el 758 de pureza de etanol, esto es debido a que la mezcla presenta un azeótropo, por lo que aunque se realicen más destilaciones posteriores a la primera, esto permanecerá igual gracias a los coeficientes de actividad del agua y del etanol, que permanecen iguales &9udson, -:(.
"( Materiales ) m*todos
La parte e$perimental de la práctica se llevó a cabo en una columna de destilación operando por lotes con una mezcla de etanol6agua como se mencionó anteriormente, además se utilizó un densmetro refractómetro y tubos de %alcom. La torre utilizada en la práctica constaba de ;< platos perforados de vidrio, un rehervidor de = litros de capacidad y una electroválvula que controla el reflu"o por tiempos. )l destilado se tomó en un 2ea>er de - litros. )n la %igura - se observa un esquema des sistema utilizado en la práctica
Figura 2. Esquema de un sistema de destilación or lotes
#omo primera instancia, se realizó la curva de calibración para determinar la concentración de etanol en la muestra. Luego se procedió a operar la unidad de destilación, al encontrar que la temperatura en la parte de arriba estuvo casi constante, luego de esperar apro$imadamente ;5 minutos, se procedió a recolectar muestras tanto en el destilado como en la alimentación a través del tiempo durante = minutos, cada - minutos. Por último, se les midió el ndice de refracción a dichas muestras. #uando se terminó de medir los ndices de refracción de cada una de las muestras, se mezclaron dichas muestras de destilado en el bea>er del destilado y las muestras de la alimentación se mezclaron con lo que quedaba dentro del rehervidor y se midió el ndice de refracción de cada uno, para luego determinar as la composición del destilado y del rehervidor. )n cuanto a seguridad y protección personal, se utilizaron los implementos básicos para una un laboratorio, como el uso de bata blanca, gafas y guantes de nitrilo. Para el mane"o de la torre, se necesitó ayuda de la asistente de laboratorio. Para la medición del ndice de refracción, fue necesario limpiar el
lente del densmetro refractómetrocno agua destilada y fue necesario tener sumo cuidado con el equipo ya que es muy sensible. +( 'esultados ) an$lisis de resultados
Datos e!erimentales
)n primer lugar, se realizó una curva de calibración. )sta curva de calibración hace referencia a asignar valores de ndice de refracción a una concentración volumen volumen de etanol en agua. Las mezclas se prepararon a partir de etanol con una pureza de apro$imadamente 778 volumen. Los datos y resultados obtenidos de este primer paso fundamental, para luego relacionar los ndices de refracción con concentraciones se muestran a continuación. #abe resaltar que para realizar la curva, o más bien recta, se omitieron los valores correspondientes a .? ya que su ndice de refracción era idéntico al de la concentración .7.
#urva de calibración ;.:? ;.:@ f&$( A .:$ B ;.:= 3C A .7? ;.:@ ;.:5 Endice de 3efracción ;.:5 ;.:= ;.:= ;.:: ;.:: .; .- .: .= .5 .@ .? .< .7
;
#oncentración )tanol &vDv(
Figura ".Curva de calibración
Luego, se llevó a cabo el proceso de separación de la mezcla binaria etanol6agua por medio de una destilación por lotes en una torre de ;< platos. Los parámetros tanto iniciales como finales de operación se pueden observar en la tabla siguiente. #abla 1.Par$metro de oeración de la torre de destilación
Par$metro
,alor
Unidades
Peso molecular del componente volátil Peso molecular del segundo componente
=@.@<= ;<
#oncentración inicial del componente volátil
.;:;
#oncentración inicial del segundo componente #antidad inicial de la mezcla
.<@7 :?
gDmol gDmol fracción mol fracción mol mL
5.5;@ ;--; -=?7 =?.< -;.7
mol mL mol mol totalDL mol totalDL min fracción .?7 mol fracción .7-; mol fracción .?-5mol fracción .-?=< mol
#antidad inicial del componente volátil #antidad inicial del segundo componente #antidad final en alimento #antidad final de destilado 1iempo de proceso #oncentración final en alimento del volátil #oncentración final en alimento del segundo componente #oncentración final en destilado del volátil #oncentración final en destilado del segundo componente
0na vez encendido el equipo se esperó un tiempo a que éste alcanzara una temperatura deseada alrededor de los 7F# para as comenzar el proceso de recolección de datos. )sto hace referencia que a partir de que la torre alcanzó esta temperatura, se recolectó destilado y alimentación cada dos minutos. Luego, una vez recolectadas - muestras para cada etapa se de"ó enfriar el equipo. )l comportamiento de temperatura de la torre se observa en la gráfica siguiente.
Temperatura (ºC) 100 80 60
Temperatura (ºC)
40 20 0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Tiempo (min)
Figura %. #emeratura en la torre
4dicionalmente, sobre lo recolectado de destilado y alimentación cada dos minutos se midió el ndice de refracción para as relacionarlo con una concentración. )sto se hace a partir de la Ley de 2eer de absorbancia, definida as/ A = abc ( 1)
'onde 4 corresponde a absorbancia, esta vez obtenida en el ndice de refracción, dos constantes ab y c, la concentración. *e puede ver que el ndice de refracción sigue entonces un comportamiento lineal con respecto a la concentración, y es por eso que la figura ; donde se muestra la curva de calibración &que en realidad es una recta( se puede aplicar la ley de 2eer para encontrar la concentración. Para esto, utilizando los datos de la figura ; y la regresión lineal ilustrada en esta misma figura, se calculó la concentración de etanol &volumen, volumen( para cada tiempo. )l cálculo fue el siguiente/ c=
(
Indice Refracción −1.3409 0.0265
)[ ] ( ) v v
2
*in embargo, para los cálculos posteriores y realmente analizar el procedimiento se cambiaron las unidades de concentración volumen a fracción molar del componente más volátil, etanol. Para esto se calculó la concentración molar &G( tanto para el etanol como para el agua.
( ) =
C et
v v
∗784
kg 3
[ ]
m mol C H O = g L 46.0684 mol 2
() v v
∗1000
g 18 mol
kg 3
m
[ ]( ) mol L
3
Luego, con la definición de concentración total y fracción molar, se calculó la fracción molar de destilado y de la alimentación para cada tiempo. )specficamente, C tot =C et + C H O ( 4 ) 2
x et =
C et C tot
(5 )
)n breve, a partir de la ley de 2eer se calculó una concentración volumen para cada muestra tomada del destilado y alimentación del proceso de destilación. Luego, esta concentración se convirtió a fracción molar, obteniendo as los siguientes resultados. #abla 2.&esultados or tiemo fracción molar destilado ' alimentación
-racción mol de alco.ol /iempo 0min1 Destilado Alimento
= @ < ;
.5:.5< .5< .5@; .57.@5
.;
;;= ;@ ;< - --= -@ -< : ::= :@ :<
.57.@-5 .@-5 .@;< .@:.@5 .@@ .@:.@5: .@5 .@;< .@;< .@;< .@;<
.;=@ .;=@ .;= .;=.;== .;-< .;;.;7 .;@ .?? .75 .7: .
Luego, a partir de estos se puede observar el comportamiento de la fracción molar de etanol tanto para el destilado como para los fondos. )n la siguiente figura, $H hace referencia a la fracción molar de etanol en la alimentación y y' a la fracción molar de etanol en el destilado. 4dicionalmente se ilustra la fracción molar promedio de todo el destilado, una vez se terminó el proceso esta muestra correspondió a todas las muestras de destilado "untas. .< .? .@ .5
%racción molar etanol .= $H
y'
.:
y' average final
..;
5
;
;5
-
-5
:
1iempo &min(
Figura (.Fracción molar etanol en destilado ' fondos en función del tiemo e!erimental
:5
4 partir de los datos obtenidos en el laboratorio, especialmente utilizando la fracción molar inicial y final en el destilado de etanol, fue posible calcular la fracción de recuperación e$perimental en el proceso de destilación. 4 partir de estas dos ecuaciones, dos incógnitas &usando una base de cálculo de flu"o inicial ; ya que no se registró el volumen final ni del destilado ni de la alimentación(, se encontraron los flu"os finales. W = D + W ( 6 ) 0
W 0 x w 0= D ´y D + W x w ( 7 )
4s se calcularon unas moles iniciales y finales de etanol para encontrar la fracción de recuperación. )ntonces, la fracción de recuperación es/ FR=
ndestilado etanol ninicial etanol
= 45 ( 8)
4dicional a los anteriores datos recolectados, se midió la velocidad de evaporación de la solución inicial etanol6agua. )l valor corresponde a @5 mL en @ minutos, y convertido a L por min se obtiene/ L ∗1 m3 min ∗784 kg 1000 L 3
m ! =0.01083
∗1000 g
1 kg 46.0684 g
∗1 mol (9 )
! =0.1843 mol / min
Datos teóricos
4simismo, obtuvieron teóricamente los valores de fracción molar del destilado, fondos y destilado promedio. Para esto, primero se obtuvieron los datos de equilibrio a partir de la ley de 3aoult modificada y aplicando los coeficientes de actividad según el modelo de Ian Laar. Luego, asumiendo un valor de reflu"o constante e igual a ; se calcularon los platos teóricos para diferentes momentos en este destilador por lotes. )n la siguiente figura se muestra el equilibrio y las distintas lneas de operación, todas con la misma pendiente.
'atos equilibrio )tanol64gua ; .7 .< .? .@ y; .5 .= .: ..;
.;
.-
.:
.=
.5
.@
.?
.<
.7
;
$;
Figura ).Datos equilibrio ara el sistema Etanol*+gua con sus resectivas lneas de oeración ara un reflu-o de 1
La primera lnea de operación parte de una fracción molar alrededor de .?5, valor apro$imado al obtenido e$perimentalmente en el laboratorio. Luego, para el último valor de partida de la fracción molar en el destilado &y'( el mnimo de platos es -, por lo tanto se usará este valor como mnimo de platos posibles para llevar a cabo el proceso de destilación. Jo son necesarios los ;< e$perimentales, se observa esto gráficamente. )ntonces, se trazan los platos y as se una tabla teórica &tabla :( de composición en destilado y alimentación para @ diferentes tiempos. )l procedimiento manual se puede ver en la figura 5. F igura
.Platos teóricos ara llevar a cabo una destilación con fracción molar del destilado /.( aro!imadamente
#abla ".0alores obtenidos de la figura ara comosición en alimentación ' en destilado
)D
23
.?5 .@5 .55 .=5 .:5 .-5
.@= .-@ .? .5 .= .-
Luego, se calculará la integral por un método gráfico de la ecuación de 3ayleigh a partir de los datos obtenidos,
x w
xw 0
( )
d xw W =ln o (10 ) W D − x w
∫ y
La gráfica para obtener el valor de dicha integral es la siguiente/ 10 9 f(x) = 37.22x^2 15.35x ! 3.71 8 "# = 0.95 7 6 1%(&'x) 5 4 3 2 1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
x$
Figura .Polinomio ara integral &a'leig
4 partir de esta integral y la ecuación de 3ayleigh, se calcula un H para cada punto. Egualmente, para cada H se calcula el tiempo a partir de la siguiente ecuación/ R + 1 t = ( W −W ) (11) !
0
)ntonces se obtiene la siguiente figura con las composiciones teóricas del destilado, alimentación y destilado promedio. )s importante recalcar que los únicos datos utilizados son aquellos cuya fracción de alimentación es menor a la fracción molar inicial e$perimental &.;:(. 4demás, el valor de I también es e$perimental. 0.6 0.5 0.4
*ra++ion mo,ar etano, x
0.3 &'
0.2
&'a
0.1 0 60
70
80
90
100
110
120
130
Tiempo (min)
Figura 3.Fracción molar etanol en destilado ' fondos en función del tiemo teórico
)n último lugar, se calcula la temperatura en el rehervidor a partir de los datos de temperatura en el equilibrio.
92 90 88 86 84
Temperatura (ºC)
82 80 78 76 200
150
100
50
74 0
50
100
150
Tiempo (min)
Figura 1/.#emeratura en el reervidor
1eniendo en cuenta los resultados reportados anteriormente se prosigue hacer una análisis riguroso de los mismo con animo de determinar su valides y calidad, comparar los datos e$perimentales con los teóricos, y finalmente poner sobre la mesa las posibles fuentes de error que se presentaron en el laboratorio y la forma de mitigarlos. )n primer lugar, con base en los resultados reportados en la 1abla ; se puede afirmar que los resultados son los esperados y la destilación logra su ob"etivo/ separar el componente más volátil del menos volátil aumentado su concentración. Por un lado, la concentración inicial de etanol en el rehervidor se redu"o de ;:.;8 a ?.78 y la de agua aumento de <@.78 a 7-.;8. )sto se traduce en una recuperación del componente más volátil en el destilado, en el cual la concentración final promedio de etanol fue de ?-.5-8. 4hora bien teniendo en cuento estos resultados se calculó el porcenta"e de recuperación de etanol en el proceso y este fue de tan solo =58. )ste valor es muy ba"o, lo que indica que menos de la mitad del etanol presente en la muestra se recuperó. )n el caso el que se deseara aumentar el porcenta"e de recuperación se debe aumentar el tiempo del proceso, este debe ser mayor a 7 minutos como en este caso. Por lo general se busca que el destilado sea lo más puro posible en el componente más volátil y en este caso se presentó un concentración de -?.=<8 de agua en el destilado. )n segundo lugar, el comportamiento del perfil de la fracción molar de etanol en el destilado en función del tiempo mostrado en la figura : no es el esperado. La concentración de la primera gota, es decir de la primera muestra tomada de destilado en el tiempo cero, debera ser similar o mayor al de la concentración final promedio del destilado, sin embargo esto no es as. )n ningún momento durante el proceso la concentración del destilado es similar a la concentración final del mismo, por lo cual de"a en evidencia que este resultado no tiene sentido fsico puesto que no es posible alcanzar una concentración final de destilado superior a la concentración de las muestras tomadas a lo largo del proceso de separación. La concentración promedio final de destilado debera ser menor a la primera gota de
destilado puesto que el volumen de destilado agregado en los tiempos posteriores debera ser cada vez más diluida. 4dicionalmente, en este caso se observa que las primeras fracciones de destilado tienen una menor concentración de etanol que en las últimas, el perfil tiene un comportamiento ascendente. )ste no es resultado esperado, puesto que a medida que transcurre el proceso de separación las fracciones de etanol en el destilado deberan ser menores como se di"o anteriormente. *iempre la primera gota de destilado tiene la mayor concentración y esta se va reduciendo a media que pasa el tiempo. Jo obstante, el perfil de la concentración de etanol en los fondos si presenta la tendencia esperada, la concentración de etanol en los fondos disminuye con el tiempo. 'e igual forma, vale la pena resaltar que los perfiles presentan saltos los cuales no se deberas deberan presentar, estas curvas deberan tener un comportamiento suave descendente. Lo dicho anteriormente queda en evidencia al comprar las figuras : y ? en donde se presentan los resultados teóricos. 1eóricamente este proceso de separación se podra llevar acabo en un torro de dos platos, sin embargo la concentración promedio de los fondos es mucho menor a la alcanzada en el laboratorio. Las diferencias entre los resultados e$perimentales y los teóricos se pueden atribuir a la no idealidad del proceso llevado a cabo en el laboratorio. 4l resolver este problema teóricamente por medio del método de 3ayleigh se supone que no hay reflu"o, que la condensación es total y que no hay acumulación en el condensador, aspectos que si se pudieron presentar e$perimentalmente. 'entro de los resultados teóricos se observa igualmente que el perfil de temperatura en función del tiempo &figura <( tiene el comportamiento esperado, la temperatura en el rehervido aumenta con respecto al tiempo. *in embargo, los tiempos negativos son ilógicos, pero se pueden asociar al tiempo requerido para precalentar la torre y dar inicio al proceso de destilación. )sto se debe que las condiciones iniciales dentro del rehervidor se registraron antes de encender la torre y aun no se haba alcanzado las condiciones de operación. )$perimentalmente se obtuvo una mayor concentración promedio de destilado que al realizar los cálculos teóricos. *e obtuvo un @?8 más de etanol en el laboratorio. )sto se debe a que en los cálculos teóricos solo se emplearon dos plantos, puesto que es el número de platos que se poden trazar en la última lnea de operación en la figura 5 y la torre debe tener el mismo número de platos en todos los casos. )sto permite concluir que con un mayor número de platos de alcanza una mayor pureza en el destilado del componente más volátil como en el caso del laboratorio. %inalmente, el comportamiento de las curvas de la figura : y los resultados atpicos se puede atribuir a errores e$perimentales por el funcionamiento de la torre y por el método indirecto de medición de concentración empleado. Por un lado, a lo largo de la práctica se presentaron inconvenientes con el refractómetro lo que pudo contribuir a errores en la medición de las concentraciones de las muestras. Por el otro lado, la torre tena fugas y la chaqueta no aislaba completamente la torre por lo cual haba perdidas de calor que restringieron la recuperación de etanol en el destilado. Por esta razón se recomienda cuantificar el etanol con un densmetro digital o una técnica de espectrofotometra 0I6Iis con una mezcla o$idante de dicromato de potasio en ácido sulfúrico que al reaccionar con el etanol
cambia de color y adquiere diferentes tonalidades dependiendo de la concentración de etanol en la muestra analizada &Iela Krevalo + et al, -=(. )n cuanto a las pérdidas de calor a lo largo de la torre se recomienda aislar más la torre con otras chaquetas. Problemática en Colombia:
En el siguiente lin4 se encuentra la noticia acerca de la roblem$tica de contaminación de fuentes fluviales en el Pas. tt:55666.diariodeluila.com5neiva
)l principal afluente dentro de #olombia es el 3o Gagdalena, el cual atraviesa el Pas de sur a norte, con una distancia apro$imada de ;5 >m. )l ro es un recurso hdrico primordial, que representa un gran ecosistema, el cual abarca una variedad de fauna y centros de desarrollo económico y de transporte. *u importancia radica en que ocupa el -=8 del territorio continental del Pas, cruzando los ;< departamentos donde está el <8 de la población y se produce el <58 del PE2. &Jeiva, -;5(
Figura 111. &o 7agdalena en Colombia
Jo obstante, a causa de su importancia se ve gravemente afectado, gracias a la contaminación que se deposita a diario dentro de sus aguas, donde se ven afectadas, entre otras, -7 especies de pescado que lo habitan. )sta situación es bastante problemática, ya que impedira el sustento económico de muchas familias, como lo es la pesca! además, por su to$icidad puede llegar a e$peler olores que provoquen afecciones respiratorias para el transporte y el consumo. &Jeiva, -;5( )n ese orden de ideas, las sustancias contaminantes que se encuentran dentro del ro Gagdalena, pueden ser de carácter orgánico, inorgánico, radioactivo y sólidos sucedidos. #on respecto a los desechos orgánicos, estos abarcan heces que pueden ser descompuestas por bacterias aeróbicas, pero en el caso de tener una alta cantidad de estas sustancias se causa la proliferación de las bacterias que finalmente afectan el nivel de o$geno en el agua! igualmente, dentro de este tipo de sustancias, están presentes muchas moléculas orgánicas como petróleo, gasolina, plásticos, plaguicidas, disolventes y detergentes, entre otros. Por otra parte, las sustancias inorgánicas presentes, incluyen sales, nitratos, fosfatos, ácidos
y metales tó$icos &mercurio y plomo(. Las sustancias que se encuentran en suspensión son normalmente sólidos, lo cual no será tratado en el presente informe por su poca relevancia. &Jeiva, -;5( 1eniendo en cuenta esta problemática, las aguas residuales se pueden tratar antes de devolverlas a los ros como el Gagdalena. Para ello, normalmente se hace uso de una depuradora, en la que las sustancias cruzan varias etapas para reducir sus to$icidad! estas etapas consisten en primero eliminar los sólidos, liego reducir el contenido de materia orgánica y finalmente la purificación de otras impurezas, para poder de"ar el agua reutilizada. &Jeiva, -;5( )n vista de las sustancias que se encuentra como parte de la contaminación del rio del Gagdalena, un buen método de separación es la destilación. )sto a causa de que este método permite separar varias sustancias de una mezcla liquida, teniendo en cuenta sus volatilidades! con esto claro el ob"etivo principal es separar los componentes más volátiles de los no volátiles. &4guamar>et y #a. Ltda, -;@( 1eniendo en cuenta esto en la mezcla de agua con sustancias orgánicas e inorgánicas que se encuentra en el rio Gagdalena, este método aplica porque es una mezcla simple de dos lquidos solubles entre s, la volatilidad de cada uno llega a alterar la presencia del otro. Jo obstante se debe considerar que no todas las sustancias se pueden separar por este medio, puesto que se aplica a mezclas de lquidos muy similares en su estructura qumica! no obstante, si un componente es un poco soluble en comparación con otro, su volatilidad aumenta anormalmente. &4guamar>et y #a. Ltda, -;@( 'entro del campo de la destilación, hacer uso de una destilación fraccionada es bastante venta"oso, a causa de que no sólo se usa para mezclas simples de dos componentes, sino también para mezclas más comple"as. La columna fraccionadora que más se emplea es la torre de burbu"eo, en la que las placas están dispuestas horizontalmente, donde los vapores se elevan gracias a unas cápsulas en las que burbu"ean a través del lquido. 'ichas placas están escalonadas de forma que el lquido fluye de izquierda a derecha en una placa! sin embargo, a pesar de los esfuerzos la interacción entre el lquido y el vapor puede ser incompleta gracias a la formación de espuma. *i se da el caso en el cual la mezcla está formada por varios componentes, estos son retirados de la mezcla gracias a los diferentes puntos con los que cuenta la torre de destilación. &4guamar>et y #a. Ltda, -;@( #on base en la información relatada, cabe mencionar que este tipo de separación de sustancias puede llegar a ser per"udicial, gracias a que gran parte del destilado condensado debe reingresar a la parte superior de la torre y para que posteriormente se vuelva a hervir causando un mayor gasto energético. )sto a diferencia de un sistema de destilación continua en la cual hay grandes ahorros de calor, ya que el destilado que sale puede ser utilizado para precalentar el flu"o de alimentación. &4guamar>et y #a. Ltda, -;@(
4( 5onclusiones
4 partir del análisis realizado y de los resultados obtenidos, es preciso afirmar que el proceso requiere de un mayor tiempo de operación de modo que se obtengan result@ados mas óptimos, donde el destilado contenga en mayor grado el componente más volátil! a pesar de ello, la e$perimentación fue satisfactoria en el sentido que efectivamente se estaba separando la mezcla binaria en el componente más volátil y menos volátil. Por otra parte la concentración promedio de los fondos teóricamente es mucho menor a la alcanzada en el laboratorio, con motivo de la no idealidad en el proceso a causa de supuestos intrnsecos como la no e$istencia de reflu"o, condensación total y no acumulación en el condensador. 4demás, de ello se debe considerar que en la practica el nivel de platos era superior a dos, cambiando as la concentración esperada en la teora. 4 futuro se recomienda ingresar más torres dentro de la torre de modo tal que e$ista una concentración mayor en el destilado y en los fondos de los componentes correspondientes! igualmente, es pertienete= emplear otro método diferente al del refractómetro para medir las alcuotas tomadas, en su defecto se puede emplear un densmetro. %inalmente, se logró evidenciar el comportamiento de una torre de destilación por lotes, de modo que se distinguieron sus partes, su funcionamiento y los mecanismos que lleva en su interior desde un punto de vista e$perimental y teórico, a modo de comparación que resaltara los aspectos que influyen dentro de la desviación de la idealidad en la práctica, para futuras e$periencias en la labor como ingenieros qumicos. 6( 'e%erencias& o
o o
o
o
o
o
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4guamar>et y #a. Ltda. &-;@(. 4guamar>et. http/DDNNN.aguamar>et.comDsqlDtemas6interesD--.asp
Mbtenido
de
'estilación/
4guirre 3obles, *. &-5(. 'E*)OM ') L4 MP)34#EJ Q )L #MJ13ML P434 #ML0GJ4*. 2entez, 9. &-7(. Principles and modern applications of mass transfer operations. JeN 9ersey/ Hiley. 'e#onceptos.com. &s.f.(. #oncepto de destilación. Mbtenido de http/DDdeconceptos.comDciencias6 naturalesDdestilacion 9udson, #. &-:(. Procesos de separación . 2arcelona/ 3everté. Jeiva. &-;5(. Jo cesa la contaminación a las aguas del ro Gagdalena. Mbtenido de http/DDNNN.diariodelhuila.comDneivaDno6cesa6la6contaminacion6a6las6aguas6del6rio6magdalena6 cdgint-;5=;5?-<<;@ *eader, 9. '., + enley, ). 9. &-(. Mperaciones de separación por etapas de equilibrio en ingeniera qumica. 3everté. *. 4. 0niversidad de Piura. &s.f.(. %undamentos de procesos de destilación. Piura.
o
Iela Krevalo , I., + et al. &Garzo de -=(. Propuesta de un método económico para la cuantificación de alcohol etilico . 3ecuperado el ;@ de 4bril de -;@, de medigraphic.com/ http/DDNNN.medigraphic.comDpdfsDbioquimiaDbq6-=Dbqs=;at.pdf
