Destilación

Definición de destilación.

El proceso de destilación se llevara a cabo en destiladores es una operación básica de transferencia de masa en la que una mezcla es calentada hasta que la temperatura alcanza un punto tal que el líquido más volátil comienza a desprenderse en fase vapor y, posteriormente, enfriar el vapor hasta recuperar estos componentes en forma líquida mediante el proceso de condensación.

La destilación se refiere a separar soluciones en que todos los componentes son apreciablemente volátiles. El componente más volátil se recogerá por condensación del vapor y el compuesto no volátil quedará en el recipiente de destilación. En algunos casos el cambio de composición es tan pequeño que el proceso no es práctico, más aún puede que no haya ningún cambio en la composición.

La separación directa que comúnmente es posible por destilación, en productos puros que no requieren procesamiento posterior, tal vez ha hecho de ésta la más importante de todas las operaciones de transferencia de masa.

El objetivo principal de la destilación consiste en separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus diferentes volatilidades, o bien, separar materiales volátiles de otros no volátiles. La destilación constituye una de las principales técnicas de laboratorio para purificar líquidos volátiles.

La destilación es altamente usada en la Industria Alimentaria como una operación de transferencia de masa, se utiliza ampliamente en la obtención de bebidas alcohólicas, en el refinado del petróleo, en procesos de obtención de productos petroquímicos de todo tipo y en muchos otros campos de la industria. Es uno de los procesos de separación más extendidos.

Una mezcla de dos líquidos miscibles destila a una temperatura que no coincide con las temperaturas de ebullición de los dos líquidos componentes de la mezcla. Esta temperatura puede ser intermedia entra las dos, superior o inferior. El vapor que se desprende no tiene la composición del líquido original, sino que es más rico en el volátil. Para llegar a tener el conocimiento de la ingeniería aplicada en este proceso es necesario comprender los equilibrios existentes entre la fase vapor y líquido de las mezclas encontradas.

Dentro de proceso de destilación, las operaciones de una sola etapa o evaporación instantánea se evapora una mezcla líquida donde el vapor y el líquido residual alcance el equilibrio separándose y eliminando la fase vapor y líquido resultante, para esto se realiza un balance de materia y entalpia.

En la destilación diferencial o sencilla solo se evaporiza instantáneamente una porción infinitesimal sucesiva de un líquido, se realiza un balance de materia para la mezcla binaria en la condensación diferencial y la volatilidad relativa. 

Esquema del destilador.

Para la explicación de las partes del destilador, se hará énfasis en la destilación simple, el cual es una técnica de separación de mezcla de líquidos miscibles mediante la eliminación de impurezas no volátiles

Tal y como se observa en la gráfica, se tiene un equipo de destilación con un enfoque de laboratorio químico, en el cual se evidencian las siguientes partes:

Quemador: 

Es el que se encarga de proporcionar calor a la mezcla a destilar. A nivel industrial se utiliza el vapor de agua proveniente de una caldera o de un generador de vapor, o la energía térmica generada mediante resistencias eléctricas de inmersión, que transmiten, mediante conducción directa, energía térmica al agua.

Matraz de fondo redondo: 

Es el recipiente en el cual se almacena el líquido que va a ser destilado. Cuando es de tipo industrial este tanque de ebullición como se le conoce, se fabrica generalmente de acero inoxidable si son de baja capacidad, y cuando son máquinas de gran capacidad de cobre recubierto con estaño o titanio. Además pueden disponer de válvulas de control, con el fin de regular el flujo de agua hacia el tanque del generador de vapor.

Cabezal de destilación: 

Es la pieza que une el matraz de destilación con el termómetro y el condensador, a nivel industrial se lo conoce como torre de destilación y permite el transporte del vapor hacia el condensador.

Termómetro: 

Para hacer lectura de la temperatura de destilación.

Condensador: 

Es un dispositivo en el cual el vapor pierde energía térmica, se enfría y vuelve a la fase líquida. Para acelerar el proceso se utilizan métodos de convección forzada, mediante la circulación de fluidos aire o agua a baja temperatura alrededor del conducto, a través del cual fluye el vapor.

El agua debe entrar por la toma inferior y salir por la superior, con un flujo moderado y continuo durante todo el proceso.

Cola de destilación: 

Es la pieza que dirige el destilado al depósito de destilación.

Depósito de destilación: 

Es un dispositivo en el cual se recolecta el fluido que se ha sometido al proceso de destilación.

Como se mencionó fue un enfoque de laboratorio, pero a nivel industrial sigue los mismos principios, y cuenta con las mismas partes tales como tanque de ebullición, torre de destilado, torre de condensación, y la salida del destilado.

Funcionamiento.

Con respecto a su funcionamiento, esta consiste que a medida que la disolución se calienta y alcanza el punto de ebullición del componente más volátil, algunas moléculas de este pasan a la fase gaseosa y suben hacia el condensador.

El vapor pasa por la sección interior del condensador, mientras que el refrigerante que puede ser agua o aire a bajas temperaturas fluye en la sección exterior del condensador. Permitiendo que este vapor se condense, y se forme lo que se conoce como destilado, el cual se recoge en otro recipiente.

Clasificación de destiladores.

Aplicación en la industria.

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Video explicativo.

Destilacion OP.mp4