INSTITUTO TECNOLOGICO DE TAPACHULA
CATEDRATICO: Ing. Rosbi Cruz Ornelas MATERIA: Laboratório Integral lll.
PRACTICA: # 2 Aplicación Aplicación del rotavapor rotavapor en la evaporació evaporación n de leche leche entera. entera. NOMBRE DEL ALUMNO: Cortés Martínez Fernando Hernández Sandoval Carlos Hiram Morales López Jorge Eduardo Muños Sosa Arquímedes Vázquez Vázquez Abner Vilchis Mendoza Guadalupe
Tapachula, chis. A 12 de marzo de 2013.
Introducción
La mayor parte de los procesos que se llevan a cabo en los laboratorios de Química Orgánica, tanto durante la reacción como en el aislamiento y purificación del producto obtenido, requieren el uso de disolventes orgánicos que en algún momento hay que eliminar. El rotavapor es el aparato que, mediante una destilación a vacío, permite la evaporación rápida de disolvente de una disolución, recuperando el soluto (líquido o sólido). Generalmente se utiliza una trompa o una bomba de membrana o de vacío. En la Figura 7 se muestran las partes que componen un rotavapor. Básicamente presenta los mismos elementos que un aparato de destilación a vacío con las ventajas que la mecanización proporciona en cuanto a comodidad y rapidez. El matraz de destilación se conecta al tubo evaporador que dirige los vapores de los disolventes hacia el interior de un refrigerante de tipo serpentín, y se asegura con una pinza clip. Una vez que los vapores condensan, el disolvente se recoge en el matraz colector. El rotavapor lleva incorporado un motor rotatorio que hace girar el matraz y evita que el disolvente salte violentamente mientras se aplica vacío. Este mecanismo, permite que el líquido interior humedezca una mayor superficie de matraz y contribuye a que la evaporación se realice de manera controlada. El matraz de destilación puede calentarse externamente mediante un baño termostático de agua. Para facilitar la colocación del matraz el tubo y su introducción en el baño de agua, el rotavapor está unido a un soporte metálico que mediante un gato, permite subir y bajar todo el montaje.
Figura 7. Rotavapor
Objetivos
Evaporar agua de la leche entera a presión reducida con calefacción. Determinar el concentrado total de la leche al final del proceso. Determinar el porcentaje de agua evaporada de la leche.
Metodología
1.- Se conecta la bomba de vacío al rotavapor por medio de una manguera. 2.- Se coloca agua y hielo en un recipiente y sobre éste la bomba de recirculación de agua. 3.- Se conecta la bomba para recircular agua al rotavapor por medio de dos mangueras. 4.- Se enciende la bomba de vacío. 5.- Se llena de agua el baño calefactor (Hasta el orificio de la manguera). 6.- Se colocan 100 ml. De leche entera en un matraz bola y se conectan al rotavapor. 7.- El matraz que contiene la muestra se introduce al baño calefactor donde se calentará el agua. 8.- El otro matraz bola donde se recibirá el producto se coloca dentro de un recipiente con agua y hielo. 9.- El agua en la parrilla se calentará a 70 °C y el rotavapor se hará funcionar a 100 rev/min. 10.- Cerrar la llave de conexión con la atmósfera que está en el extremo superior del refrigerante. 11.- se enciende el motor que hace girar el matraz con la solución. Al término del uso del rotavapor, para desconectarlo. 1.-Abrir la llave del refrigerante para restablecer la presión atmosférica al sistema. 2.-Parar el motor. 3.-Retirar el matraz con el residuo. 4-Apagar la bomba de vacío, 5-Cerrar la llave de agua. 6.- Pesar y obtener la cantidad de agua perdida por diferenciad e pesos.
Cálculos:
De 100 ml de muestra se obtuvo un concentrado de 70 ml de leche y 26 ml de agua evaporada.
% de agua = 100-Concentrado de leche % de agua = 30
Discusiones
Se colocó inicialmente en un matraz la leche, y se llevo a cabo el proceso en un sistema de evaporación, y destilación en donde la finalidad es separar una solución binaria (soluto y solvente) aprovechando su diferencia de puntos de ebullición. Se aplicó calor (70°C) al matraz del líquido inicial, pero el sistema se realizó a presiones bajas, para acelerar el proceso y que las temperaturas de ebullición de los componentes fueran menores. Al alcanzar el punto de ebullición del componente más volátil, este se separó de la solución (matraz inicial), y convirtió de estado líquido a vapor, se condujo este vapor hasta un medio refrigerante, donde se llevó a cabo un intercambio de calor entre el solvente y el medio refrigerante (agua), condensando el vapor y recibiéndolo en un matraz, obteniéndose una cantidad de 26 ml de solvente. La suma del solvente más el soluto dará la cantidad inicial, pero en este caso para alcanzar la cantidad inicial a partir de la suma de los componentes separados, hizo falta 4 unidades, debido a una mala lectura en la medición, o posiblemente incrustaciones que quedaron en ambos matraces. Lo que se obtuvo como solvente fue agua, pero también componentes de la leche de punto de ebullición diferente.
Conclusión.
En una mezcla solido líquido, el punto de ebullición del solvente es pieza clave durante un proceso de separación por acción de calor. El rotavapor sigue el principio de un evaporador, sin embargo, con el objetivo de minimizar energía térmica, el único parámetro que queda por manipular, es la presión. Puesto que a menor presión menor temperatura, por ende la energía calorífica se reduce. El beneficio que brinda la interrelación entre la presión y la temperatura es a nivel industrial, desde una perspectiva de economía. El rotavapor disminuye la presión de operación y por tanto, el punto de ebullición del solvente llegara a una temperatura menor que la requerida a presión
atmosférica. Considerando el vapor de agua liberado por la mezcla caliente y dejando con mayor concentración de solidos la muestra inicial. El movimiento rotatorio beneficia que el calor se transfiera uniformemente entre la mezcla que se encuentra en el matraz. El principal objetivo del equipo, realizar una separación y concentrar aún más la muestra a utilizar, mediante el desprendimiento de vapor de agua, manipulando la presión de operación (disminuirla). Todo con el fin de obtener eficiencia por menor costo.
Bibliografía.
http://rodas.us.es/file/116d23b8-c458-2012-481b2357fffa2b34/2/modulo_general_SCORM.zip/pagina_19.htm Procesos de transporte y operaciones unitarias. C.J Geankoplis.
