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DESTILACION Operaciones Unitarias FarmacuticasEquipo 2Abraham
Gideon Su VelzquezDiego Rafael Mendoza CejaQu es la destilacin?Es
una operacin de separacin, que consiste en calentar una mezcla
lquida, hasta evaporar los componentes voltiles.
Los vapores posteriormente son condensados en un nuevo
contenedor para obtener el producto o "destilado"
Su objetivo es el de separar la mezcla en sus diferentes
componentes aprovechando las diferentes temperaturas de ebullicin
de los componentes.
O separar los componentes voltiles de los no voltiles
Su uso se puede observar en muchas de las industrias modernas,
teniendo su mayor ejemplo en la industria petroqumica y en la de
bebidas alcohlicas
Cuantos tipos hay?La destilacin se divide en base a que tipo de
mezcla es la que se pretende separar. Teniendo as la siguiente
clasificacin:
Destilacin extractiva y azeotropicaDestilacin simpleDestilacin
simple a presin atmosfricaDestilacin simple a presin reducida o
vacoDestilacin fraccionadaDestilacin por arrastre de
vaporDestilacin simpleSe utiliza cuando la mezcla slo contiene una
sustancia voltil. o bien cuando la mezcla presenta ms de uno, pero
la sustancia ms voltil posee un punto de ebullicin de al menos 80C
de diferencia con respecto a los dems componentes.
Existen dos variaciones de este proceso:
Destilacin simple a presin atmosfrica:
Cuando el punto de ebullicin del componente voltil se encuentra
por debajo de la temperatura de descomposicin del mismo.Sistema de
destilacin simple a presin atmosfrica
Destilacin simple a presin reducida o vaco.
Se diminuye la presin del sistema con la finalidad de promover
una disminucin del punto de ebullicin del componente que se
pretende destilar.
Esta variacin no es exclusiva de la destilacin simple, sino que
tambin puede adaptarse el para los dems tipos de sistemas de
destilacin.Esto se utiliza para aquellas sustancia cuya temperatura
de descomposicin es igual o menor a la de ebullicin a presin
atmosfrica.
Y para sustancias cuyo punto de ebullicin es tan alto que su
destilacin resulta difcil o poco conveniente.destilacin simple a
presin reducida o vaco: Rotavapor
Destilacin fraccionadaSe utiliza cuando la mezcla es muy
compleja o contiene diversas sustancia de diferentes puntos de
ebullicin,
El rasgo ms caracterstico de este tipo de destilacin es que
necesita una columna de fraccionamiento
Una columna de fraccionamiento contiene pequeos platos
distribuidos a lo largo de su longitud de forma que las pequeas
cantidades de lquido que se encuentran en cada una de ellas
Esto produce la llamada rectificacin, que consiste en una
destilacin repetida en la que los lquidos y vapores fluyen a
contracorriente en el interior de la columna.
Este es otro de los puntos clave en la destilacin.Dentro de las
columnas podemos encontrar las siguientes variedades:
Columnas de rellenoColumnas de plato perforadoColumnas de plato
de campanaColumnas de plato de vlvulas.Columnas de relleno
Las columnas de relleno contienen cuerpos metlicos, cermicos o
de otros materiales irregularmente distribuidos. Estas piezas de
relleno provocan un intenso intercambio entre el vapor y la fase
liquida.
Columnas de platos perforados.
Estn dotadas de planchas perforadas superpuestas, llamadas
platos perforados, en las que se acumula el liquido resultante de
la condensacin del vapor. A travs de los orificios de los platos
pasa el vapor y se mezcla con el liquido, impidiendo al mismo
tiempo que ste atraviese los platos
17El liquido pasa por desbordamiento al plato anterior
Columnas de platos de campana
Los platos estn dotados de cierres de campana. El vapor asciende
al plato superior a travs de los cierres de campana que le obligan
a atravesar la capa del liquido y a mezclarse con el mismo. El
liquido desciende al plato inferior al desbordarse por un
rebosadero.
Columna de platos de campana
Columna de platos de vlvula
En lugar de campanas tienen vlvulas mviles.
El vapor que ha atravesado la columna asciende a su parte
superior y llega por el tubo de evacuacin al condensador donde
condensa como destilado. Una parte del liquido as obtenido se
reconduce a la cabeza de la columna como reflujo.
Columna de platos de vlvula
La destilacin fraccionada se usa mucho en la industria y en
especial para la separacin de lospetrleosnaturales en sus derivados
bsicos
Destilacin fraccionada de petrleo
Destilacin extractivaEs una operacin utilizada para separar
compuestos de punto de ebullicin similares, mediante la utilizacin
de un agente (disolvente), el cual altera la volatilidad relativa
de los componentes de la mezcla, y de esta forma permitir la
separacin.
Alta selectividadBaja volatilidadPunto de ebullicin altoEntre
otros (costo, toxicidad, estabilidad, punto de congelamiento y
viscosidad)
Dentro de esta operacin hay otras cuestiones a tomar en cuanta,
sobre todo respecto al disolvente a utilizar:
Existen adems un tipo de mezclas con puntos de fusin tan
cercanos que al evaporarse se comportan como un compuesto puro,
estos son llamados azeotropos, y su separacin, aunque sigue el
mismo principio que la extractiva, se denomina destilacin
azeotropica.
Destilacin extractiva
Destilacin azeotropicaQu es una mezcla azeotropica?
Es aquella mezcla lquida de dos o ms componentes que poseen una
temperatura de ebullicin constante y fija y se comporta como un
lquido puro
Esto se comprueba ya que al ebullir, la composicin del vapor es
la misma que la del lquidoUna mezcla azeotropica puede ebullir a
una temperatura mayor, menor o intermedia a la de los
constituyentes.
positivanegativaDe esta manera la forma en que se destila una
mezcla azeotropica es de dos formas:
Agregando un tercer componente a la mezcla para as modificar los
puntos ebullicin de los componentes individuales, y proceder a una
columna de fraccionamiento.
Realizar constantes modificaciones a la presin para modificar la
temperatura de ebullicin en cada sucesiva destilacin.Diagrama de
destilacin azeotropica para la obtencin de etanol
Tabla de solventes para la separacin de mezclas de punto de
ebullicin similares y mezclas azeotropicas
Destilacin por arrastre de vaporEste proceso consiste en la
inyeccin directa de vapor de agua recalentado a la mezcla a
destilar
El vapor ejerce una doble funcin: Calentar la mezcla hasta la
ebullicin.Disminuir la temperatura de ebullicin de los
componentes.
Este tipo de destilacin es exclusivo para componentes
inmiscibles en agua.El vapor de agua no llega a condensarse, por lo
que abandona la columna con el destilado, separndose
posteriormente, normalmente por decantacin.Esquema de un sistema de
destilacin por arrastre de vapor
La destilacin por arrastre puede efectuarse por medio de otros
vapores, o bien gases y calefaccin directa; pero esto introduce
desventajas como:
Separacin del destilado.
Recuperacin del gas.
A su vez el vapor de agua es ms econmico y puede emplearse ver
de baja presin o de escape de turbinas u otros equipos de uso.
Debido a que es especialmente til para bajas temperaturas,
sustituye muchas veces con ventaja a la destilacin en vaco, y es
muy importante en la qumica orgnica.Esquema de extractor por
arrastre de vapor en un biorreactor de micro algas oleaginosas
Otros tipos de destilacin...Destilacin destructiva.
Consiste en calentar sustancias orgnicas a una temperatura
elevada en ausencia de aire para romperlas, generando una mezcla de
los componentes voltiles que se condensan y se recogen.Destilacin
destructiva
Destilacin flash.
Es una tcnica de una sola etapa, la mezcla lquida se alimenta a
un intercambiador calor donde aumenta la temperatura para vaporizar
parte de ella, luego entra a un tambor de separacin donde el lquido
y el vapor de separan.
Destilacin reactiva.
En este tipo de destilacin se separan los productos de una
reaccin, simultneamente que esta ocurre, se lleva a cabo en el
interior de la columna. Esto permite en muchos casos, el
rompimiento de azeotropos, incrementa la conversin de algunos
sistemas reactivos, as como la disminucin de costos del
proceso.Destilacin reactiva
Para concluirEn la actualidad la destilacin es un proceso
ampliamente difundido y utilizado tanto en la industria como en los
laboratorios de investigacin, la industria petroqumica es uno de
los mayores ejemplos de la utilizacin de la destilacin como
operacin
unitariabibliografahttp://www.iq.uva.es/separacion/archivos/destextractiva.pdfEl
Manual del Ingeniero Qumico.PERRY, Robert H.Sexta edicin. ED. Mc
Graw Hill. 1994. Tomo II: Seccin 10 (Mecnica de fluidos y de
partculas). Tomo III: Seccin 10 (Transmisin del calor). Tomo VI:
Seccin 22 (Control de
procesos).http://operaciones-unitarias-1.wikispaces.com/Tipos+de+Destilacion
(en lnea; 21/04/2015, 10:34 hr)Elementos de ingeniera qumica
(operaciones bsicas); Vian, Angel; Ocn, Joaqun; segunda edicin; ED.
Aguilar 1957; Pags. 615-667
