MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
-
Upload
hellen-quiroz -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
Transcript of MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
1/13
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
CURSO: Ingeniería de Alimentos II
DOCENTE: Mg. Hubert Arteaga Miñano
ALUMNA: Marreros Sánchez Angela.
GUADALU!"!#$
%&'(
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
2/13
LABORATORIO 1. DESTILACIÓN DE ALCOHOL
RESUMEN
!l ob)eti*o de esta +ráctica ,ue concentrar - +uri,icar el alcohol mediante el +roceso
de destilacin ,raccionada o recti,icacin/ +ara se +re+ar una mezcla de agua -
alcohol obteniendo así un alcohol con un ba)o de +ureza/ se coloca esta mezcla en el
caldero +ara realizar el +roceso de destilacin sim+le/ en seguida +asa +or un
+roceso de recti,icacin en el cual +or una serie de +rocesos se obtu*o un alcoholmás +uro - concentrado.
ABSTRACT
0he ob)ecti*e o, this +ractice 1as concentrated and +uri,ied alcohol b- the +rocess
o, ,ractional distillation or recti,ication/ to a mi2ture o, 1ater and alcohol 1as
+re+ared thus obtaining an alcohol 1ith a lo1 +urit-/ this mi2ture is +laced in the
+ot to conduct the +rocess sim+le distillation/ then goes through a grinding +rocess
in 1hich a series o, +rocesses a +urer and concentrated alcohol 1as obtained.
I. INTRODUCCIÓN
La destilacin es el m3todo de se+aracin de sustancias 4uímicas +uras/ más antiguo e
im+ortante 4ue se conoce/ ho- en día es un área de in*estigacin rele*ante/ con una gran
acogida tanto en el ámbito industrial como en el uni*ersitario/ es el m3todo más usado +ara
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
3/13
se+arar los di,erentes com+onentes de una mezcla/ esencialmente mediante la e*a+oracin.
Se usa en muchas industrias/ +ero tiene una im+ortancia ,undamental en la industria
alimentaria. Ha- *arios ti+os de +rocesos de destilacin/ de+endiendo de lo 4ue se desee
destilar de la mezcla original.
Unos de los m3todos de destilacin más utilizada en las industrias es la destilacin
,raccionada o recti,icacin la cual se realiza +ara obtener bebidas alcohlicas. !l +roceso de
destilacin es ,undamental en la elaboracin de numerosos +roductos industriales/ aun4ue
sin duda es la industria +etro4uímica/ el área industrial en la cual el +roceso de destilacin
ad4uiere una ma-or im+ortancia. Las columnas de destilacin utilizadas +ara realizar el
+roceso/ constitu-en un +orcenta)e signi,icati*o de la in*ersin 4ue se realiza en +lantas
4uímicas - re,inerías de todo el mundo.
II. OBJETIVOS
• 5oncentrar - +uri,icar el etanol obtenido en las destilacin• !studiar el +roceso de destilacin ,raccionada o recti,icacin• 6bser*ar el +roceso de destilacin ,raccionada +ara la +uri,icacin del alcohol.
DESTILACIÓN
La destilacin es una t3cnica 4ue nos +ermite se+arar mezclas/ com7nmente lí4uidas/ desustancias 4ue tienen distintos +untos de ebullicin. 5uanto ma-or sea la di,erencia entre
los +untos de ebullicin de las sustancias de la mezcla/ más e,icaz será la se+aracin de sus
com+onentes8 es decir/ los com+onentes se obtendrán con un ma-or grado de +ureza. La
t3cnica consiste en calentar la mezcla hasta 4ue 3sta entra en ebullicin. !n este momento
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
4/13
los *a+ores en e4uilibrio con el lí4uido se enri4uecen en el com+onente de la mezcla más
*olátil 9el de menor +unto de ebullicin:. A continuacin los *a+ores se dirigen hacia un
condensador 4ue los en,ría - los +asa a estado lí4uido. !l lí4uido destilado tendrá la misma
com+osicin 4ue los *a+ores -8 +or lo tanto/ con esta sencilla o+eracin habremos
conseguido enri4uecer el lí4uido destilado en el com+onente más *olátil.
METODO DE DESTILACIÓN: RECTIFICACIÓN
La destilacin ,raccionada tambi3n llamada #ecti,icacin/ es una *ariante de la destilacin
sim+le 4ue se em+lea cuando es necesario se+arar com+uestos de sustancias con +untos de
ebullicin distintos +ero cercanos 9di,erencia de menos de %(;5 en su +unto de ebullicin:.
Algunos de los e)em+los más comunes son el +etrleo/ - la +roduccin de etanol.
!n este ti+o de destilacin los ciclos de e*a+oracin - condensacin se re+iten *arias *eces
a lo largo de la columna de ,raccionamiento. !s un ti+o de destilacin mucho más e,iciente
4ue la destilacin sencilla - +ermite se+arar sustancias con +untos de ebullicin mu-
+r2imos. La recti,icacin es una de las ,ormas de la destilacin. Se em+lea/ +or e)em+lo/
+ara el ,raccionamiento del +etrleo. Si se *uel*e a destilar el condensado obtenido de una
destilacin/ se obtiene un nue*o destilado con un contenido a7n ma-or de com+onentes
más *olátiles. #e+itiendo *arias *eces este +roceso se +uede aumentar con cada +aso este
contenido en el destilado. !n la +ráctica/ esta destilacin multieta+a se realiza en unacolumna de destilacin en contracorriente 9recti,icacin:. !n este +roceso/ la mezcla lí4uida
a se+arar 9alimento: se lle*a al ,ondo de la columna 9calderín: - se +one allí en ebullicin.
!l *a+or generado sube +or la columna/ sale de ella +or la +arte su+erior - se condensa.
Una +arte del condensado se se+ara como +roducto de cabeza. La otra +arte *uel*e como
re,lu)o a la columna/ +or la 4ue desciende como ,ase lí4uida.
III. MATERIAL DE ESTUDIO
3.1 ALCOHOL!l alcohol etílico o etanol es un alcohol 4ue se +resenta como un lí4uido incoloro e
in,lamable con un +unto de ebullicin de 5. Al mezclarse con agua en cual4uier
+ro+orcin/ da una mezcla azeotr+ica.!s un lí4uido trans+arente e incoloro/ con sabor a 4uemado - un olor agradable
característico. !s conocido sencillamente con el nombre de alcohol.
http://www.ecured.cu/Alcoholhttp://www.ecured.cu/Alcoholhttp://www.ecured.cu/Aguahttp://www.ecured.cu/Aguahttp://www.ecured.cu/Alcohol
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
5/13
Su ,rmula 4uímica es 5H?"5H%"6H / +rinci+al +roducto de las bebidas
alcohlicas.!l etanol es el alcohol 4ue se encuentra en bebidas como la cer*eza/ la sidra/ el *ino
tinto@*ino - el brand-. Debido a su ba)o +unto de congelacin/ ha sido em+leado
como ,luido en termmetros +ara medir tem+eraturas in,eriores al +unto decongelacin del mercurio/ "& >5/ - como anticongelante en radiadores de
autom*iles. Bormalmente el etanol se concentra +or destilacin de disoluciones
diluidas. !l de uso comercial contiene un C( en *olumen de etanol - un (
de agua. 5iertos agentes deshidratantes e2traen el agua residual - +roducen etanol
absoluto. !l etanol tiene un +unto de ,usin de "''/'>5/ un +unto de ebullicin de
5 - una densidad relati*a de &/5.
Obtenciónara obtener etanol libre de agua se a+lica la destilacin azeotr+ica en una mezcla
con benceno o ciclohe2ano. De estas mezclas se destila a tem+eraturas más ba)as el
azetro+o/ ,ormado +or el disol*ente au2iliar con el agua/ mientras 4ue el etanol se 4ueda
retenido. 6tro m3todo de +uri,icacin mu- utilizado actualmente es la absorcin ,ísica
mediante tamices moleculares.A escala de laboratorio tambi3n se +ueden utilizar disecantes como el magnesio/ 4ue
reacciona con el agua ,ormando hidrgeno - 2ido de magnesio.
III. DESCRI!CION DEL E"UI!O
!l e4ui+o utilizado en la +ráctica +ara la se+aracin de esta mezcla ,ue la columna
destilacin ,raccionada con sistema de recti,icacinLa recti,icacin es una destilacin con enri4uecimiento de *a+or - es el ti+o más
em+leado en la +ráctica +ara se+arar lí4uidos *olátiles en la industria/ debido a la
,acilidad con 4ue se consigue el enri4uecimiento +rogresi*o del *a+or - del lí4uido
en los com+onentes res+ecti*os
Una columna de destilacin es una estructura cerrada en la cual se realiza la
se+aracin ,ísica de un ,luido en dos o más ,racciones. !sta se+aracin se logra
http://www.ecured.cu/Cervezahttp://www.ecured.cu/Sidrahttp://www.ecured.cu/Sidrahttp://www.ecured.cu/Brandyhttp://www.ecured.cu/Temperaturahttp://www.ecured.cu/Mercuriohttp://www.ecured.cu/Destilaci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/Destilaci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/Aguahttp://www.ecured.cu/Aguahttp://www.ecured.cu/Destilaci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/Bencenohttp://www.ecured.cu/Bencenohttp://www.ecured.cu/Magnesiohttp://www.ecured.cu/Magnesiohttp://www.ecured.cu/Magnesiohttp://www.ecured.cu/Aguahttp://www.ecured.cu/Hidr%C3%B3genohttp://www.ecured.cu/Hidr%C3%B3genohttp://www.ecured.cu/Magnesiohttp://www.ecured.cu/Cervezahttp://www.ecured.cu/Sidrahttp://www.ecured.cu/Brandyhttp://www.ecured.cu/Temperaturahttp://www.ecured.cu/Mercuriohttp://www.ecured.cu/Destilaci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/Aguahttp://www.ecured.cu/Destilaci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/Bencenohttp://www.ecured.cu/Magnesiohttp://www.ecured.cu/Aguahttp://www.ecured.cu/Hidr%C3%B3genohttp://www.ecured.cu/Magnesio
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
6/13
sometiendo el ,luido a condiciones de +resin - tem+eratura a+ro+iadas a lo largo
de la columna/ de modo de lograr 4ue las ,racciones 4ue se buscan se+arar se
encuentren en dos estados di,erentes.La ,raccin más +esada 9en estado lí4uido: ba)a +or gra*edad/ mientras 4ue la más
li*iana 9en estado gaseoso: sube - se condensa en las +artes su+eriores. De estamanera se logra un buen intercambio entre ambas ,ases +ermitiendo la e,ecti*a
trans,erencia de la +arte gaseosa del lí4uido 4ue ba)a a la ,ase gaseosa 4ue sube e/
igualmente/ de la +arte lí4uida 4ue +ueda arrastrar la ,raccin gaseosa 4ue sube al
lí4uido 4ue ba)a. !l dis+ositi*o de recti,icacin consta deE
• C#$%e&'n: donde se a+orta el calor necesario +ara la ebullicin de la mezcla/ - del
cual se e2trae la corriente de residuo. La ebullicin de la mezcla en el calderín da
lugar a una corriente de *a+or ascendente.• C($)*n#: donde se +onen en contacto la ,ase *a+or generada en el calderín con el
re,lu)o +rocedente del condensador.• C(n%e+#%(&: situado en cabeza de la columna/ condensa todo el *a+or 4ue ha
ascendido +or la columna - suministra así una corriente lí4uida 4ue se +uede
de*ol*er íntegramente a la columna 9re,lu)o:/ o se+arar +arcialmente como corriente
de destilado.
III.3 METODO
a) Balances de materia
En rectifcación existen dos balances de materia básicos:
1) Balance general que relaciona los caudales de alimentación,
destilado y residuo de la columna, Ec. 1. Este balance indica que
la carga inicial suministrada al calderín (F se se!ara en una
corriente de destilado (" rica en el com!onente #olátil y en otra
corriente de residuo ($.
, Balance al com!onente más #olátil, Ec. %. "onde &xF', &x"' y &x$'
re!resentan las concentraciones de este com!onente en la
alimentación, destilado y residuo de la columna res!ecti#amente.
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
7/13
b, Piso teórico El cálculo de las columnas de !latos se basa en el conce!to de )*+
+E-$/ que es aquel donde se alcan0a el equilibrio entre el líquido y el
#a!or, de modo que el líquido que desciende al !lato inerior, está en
equilibrio con el #a!or que asciende al su!erior.c) Relación de refujo 2e llama así a la relación entre el caudal del líquido que se de#uel#e a la
columna como re3u4o y el que se extrae como destilado. 2e ex!resa !or la
ra0ón )56 (ra0ón de re3u4o interna o como )5" (ra0ón de re3u4o externa.
)a columna rectifca gracias al re3u4o que !ermite el enriquecimiento del
#a!or que asciende. Es lógico que al aumentar la relación de re3u4o sea
mayor el contacto y más ácil la se!aración.
d) Refujo total /uando todos los #a!ores des!rendidos en la cabe0a de la columna se
condensan y se de#uel#en a la mis ma como re3u4o, de modo que no se
extrae destilado, se dice que la columna o!era ba4o $EF)78 ++*), en
estas condiciones la relación de re3u4o tiene !or #alor: )56 9 151 9 1 /on
lo que la relación re 3u4o externa será: )5" 9 15 9 ;
Método de McCabe y Thiele
todo matemático gráfco !ara
determinar el n?mero de !latos teóricos necesarios !ara la se!araciónde una me0cla binaria de * y B. Este m>todo em!lea balance de materia
con res!ecto a ciertas !artes de la columna, !roduciendo líneas de
o!eración y la cur#a de equilibrio y@x !ara el sistema. El su!uesto
!rinci!al consiste en que debe =aber un derrame equimolar a tra#>s de
la columna, entre la entrada de alimentación al !lato su!erior y la
entrada de alimentación al !lato inerior. )as corrientes de líquido y
#a!or entran a un !lato, establecen su equilibrio y salen del mismo.Balance de materia total en el !lato &n' lo cual resulta:
6nA1 A )n1 9 6n A )n
En este !lato &n' un balance de com!onente res!ecto a * (más #olátil
da:
IV. !ROCEDIMIENTO E-!ERIMENTAL
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
8/13
'. re+ara una
mezcla de
agua -
alcohol +arareducir el
grado de
+ureza%. Medir el grado de alcohol de la mezcla a se+arar mediante el alcoholímetro.?. 5olocar la mezcla a se+arar en el calderin de la columna de +latos.. 5olocar la columna +ara 4ue traba)e a re,lu)o total(. 5errar las salidas de toma de muestras.F. Abrir la entrada de agua al condensador
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
9/13
C)#%&(3. Medidas en las di,erentes instalaciones de la columna de destilacin ,raccionada
0iem+o9min: 0 tan4ue 0s Medio 0s Arriba Am+era)e olta)e
=E(& ?% %' 'C '.?F %&C=E(( ' %% %& '.?F %&CCE&& (< %& %% '.?( %&=CE&(
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
10/13
'&E&( C& =<
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
11/13
• Al ,inal se obtu*o =L de agua a &> de alcohol
• La destilacin ,raccionada es un +roceso ,ísico utilizado en 4uímica +ara se+arar
mezclas9generalmente homog3neas:de lí4uidos mediante el calor/ - con un am+lio
intercambio calrico - másico entre *a+ores - lí4uidos. Se em+lea cuando es
necesario se+arar com+uestos de sustancias con +untos de ebullicin distintos +ero
cercanos. Algunos de los e)em+los más comunes son el +etrleo/ - la +roduccin de
etanol. La +rinci+al di,erencia 4ue tiene con la destilacin sim+le es el uso de una
columna de ,raccionamiento. Jsta +ermite un ma-or contacto entre los *a+or es 4ue
ascienden con el lí4uido condensado 4ue desciende/ +or la utilizacin de di,erentes
K+latosK 9+lacas:. !sto ,acilita el intercambio de calor entre los *a+ores 94ue ceden: -
los lí4uidos 94ue reciben:. !se intercambio +roduce un intercambio de masa/ donde
los lí4uidos con menor +unto de ebullicin se con*ierten en *a+or/ - los *a+ores
de sustancias con ma-or +unto de ebullicin +asan al estado lí4uido.9Aguilar %&'':.
De acuerdo a lo establecido se +rocedi a la se+aracin de una mezcla etanol"agua. !l
etanol es mucho más *olátil - +or tanto a+arecerá en ma-or concentracin en la
corriente de destilado mientras 4ue el residuo se enri4uecerá en aguaDe acuerdo al establecido al calentar una mezcla 4ue contiene agua - alcohol/ los
com+onentes más li*ianos/ en este caso el alcohol/ se concentran en el destilado. Las
columnas de destilacin/ elementos utilizados +ara lle*ar a cabo este +roceso/ son el
resultado de la e*olucin tecnolgica en la 4ue se hace e2actamente lo mismo slo
4ue de una manera más e,icazE a tra*3s de una serie de eta+as ha- e*a+oraciones -
condensaciones escalonadas/ aco+ladas entre sí/ obtieniendose un nue*o destilado con
un contenido a7n ma-or de com+onentes más *olátiles. #e+itiendo *arias *eces este
+roceso se +uede aumentar con cada +aso este contenido en el destilado !s así 4ue en
la +ráctica/ la mezcla lí4uida a se+arar 9alimento: en este caso la mezcla de
agua@alcohol se lle*a al ,ondo de la columna 9calderin: - se +one allí en ebullicin. !l
*a+or generado sube +or la columna/ sale de ella +or la +arte su+erior - se condensa.
Una +arte del condensado se se+ara como +roducto de cabeza. La otra +arte *uel*e
http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Operaciones_de_separaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Operaciones_de_separaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Homog%C3%A9neas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Homog%C3%A9neas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Columna_de_fraccionamientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Operaciones_de_separaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Operaciones_de_separaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Homog%C3%A9neas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Columna_de_fraccionamiento
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
12/13
como re,lu)o a la columna/ +or la 4ue desciende como ,ase lí4uida/ en este +roceso
obtu*imos < botellas de etanol de las cuales las +rimeras tu*ieron un alto grado de
alcohol/ - las ultimas botellas ,ueron +erdiendo esta +ureza/ esto se +roduce +or
e,ecto de la recti,icacin -a 4ue en la 7ltima eta+a del +roceso el alcohol -a ha salido
en su totalidad.
VI. CONCLUSIONES
• !l +roceso destilacin +ermite obtener sustancias más concentradas -a 4ue
+ermiti obtener un alcohol más +uro del 4ue se tu*o inicialmente.• Se concentr - +uri,ic el etanol obtenido en las destilacin• Se obser* el +roceso de destilacin ,raccionada +ara la +uri,icacin del
alcohol.
VII. RECOMENDACIONES
!s necesario tener un buen control de la tem+eratura del +roceso - si está se
incrementa demasiado/ a+agar el e4ui+o 9boiler: +or un tiem+o necesario - *ol*er a
+onerlo +ara continuar con el +roceso.VIII. BIBLIO/RAFA
• osel-n Aguilar Arguedas/ %&'' Destilacin ,raccionada
• a*aleta 6rtiz acN/%&&< 5olumnas de destilacin
FOTOS
FI1! re!aración de
FI"! Equi!o coldestilación racciocon sistema
FI#!
-
8/16/2019 MARREROS SÁNCHEZ DESTILACION DE ALCOHOL.docx
13/13