Métodos para la separación de mezclas de líquidos

1. OBJETIVO

• Balance de materia en un proceso de destilación para obtener pisco.

• Familiarizarse con elproceso de fermentación alcohólica.

• Aprovechar la sacarosa, por desdoblamiento fermentativo.

• Conocer y familiarizarse con las operaciones de elaboración de este producto.

2. FUNDAMENTO TEORICO

DESTILACION:

Destilar significa separar. Esta es una de las operaciones mas básicas en el laboratorio químico.

Esta separación se realiza mediante vaporización y condensación de los componentes de una solución liquida o también gaseosa aprovechando el hecho que cada uno de estos componentes tienen diferentes puntos de ebullición.

La destilación es un método ampliamente utilizado para la separación de mezclas a base de las diferencias en las condiciones requeridas para cambiar la fase de los componentes de la mezcla.

Para separar una mezcla de líquidos, el líquido se fuerza a la separación al calentarlo dado que los componentes tienen diferentes puntos de ebullición.

El gas se condensa de nuevo en forma líquida y se recoge. Si repetimos el proceso con el líquido recogido para mejorar la pureza del producto se llama doble destilación.

Aunque el término se aplica más comúnmente a los líquidos, el proceso inverso se puede utilizar para separar los componentes de una mezcla gaseosa por licuefacción utilizando cambios en la temperatura y / o presión.

La destilación se utiliza para muchos procesos comerciales, tales como la producción de gasolina, agua destilada, xileno, alcohol, parafina, queroseno, y muchos otros líquidos. Los Tipos de destilación incluyen destilación simple, destilación fraccionada (Donde se recogen diferentes "fracciones" volátiles que se producen), y la destilación destructiva (por lo general, un material se calienta de manera que se descompone en compuestos para la recolección).

Destilación fraccionada

si se consigue que una parte del destilado vuelva del condensador y gotee por una larga columna a una serie de placas, y que al mismo tiempo el vapor que se dirige al condensador burbujee en el líquido de esas placas, el vapor y el líquido interaccionarán de forma que parte del agua del vapor se condensará y parte del alcohol del líquido se evaporará. Así pues, la interacción en cada placa es equivalente a una redestilación, y construyendo una columna con el suficiente número de placas, se puede obtener alcohol de 95% en una operación individual. Además, introduciendo gradualmente la disolución original de 10% de alcohol en un punto en mitad de la columna, se podrá extraer prácticamente todo el alcohol del agua mientras desciende hasta la placa inferior, de forma que no se desperdicie nada de alcohol.

Este proceso, conocido como rectificación o destilación fraccionada, se utiliza mucho en la industria, no sólo para mezclas simples de dos componentes (como alcohol y agua en los productos de fermentación, u oxígeno y nitrógeno en el aire líquido), sino también para mezclas más complejas como las que se encuentran en el alquitrán de hulla y en el petróleo. La columna fraccionadora que se usa con más frecuencia es la llamada torre de burbujeo, en la que las placas están dispuestas horizontalmente, separadas unos centímetros, y los vapores ascendentes suben por unas cápsulas de burbujeo a cada placa, donde burbujean a través del líquido. Las placas están escalonadas de forma que el líquido fluye de izquierda a derecha en una placa, luego cae a la placa de abajo y allí fluye de derecha a izquierda. La interacción entre el líquido y el vapor puede ser incompleta debido a que puede producirse espuma y arrastre de forma que parte del líquido sea transportado por el vapor a la placa superior. En este caso, pueden ser necesarias cinco placas para hacer el trabajo de cuatro placas teóricas, que realizan cuatro destilaciones. Un equivalente barato de la torre de burbujeo es la llamada columna apilada, en la que el líquido fluye hacia abajo sobre una pila de anillos de barro o trocitos de tuberías de vidrio.

La única desventaja de la destilación fraccionada es que una gran fracción (más o menos la mitad) del destilado condensado debe volver a la parte superior de la torre y eventualmente debe hervirse otra vez, con lo cual hay que suministrar más calor. Por otra parte, el funcionamiento continuo permite grandes ahorros de calor, porque el destilado que sale puede ser utilizado para precalentar el material que entra.

Cuando la mezcla está formada por varios componentes, estos se extraen en distintos puntos a lo largo de la torre. Las torres de destilación industrial para petróleo tienen a menudo 100 placas, con al menos diez fracciones diferentes que son extraídas en los puntos adecuados. Se han utilizado torres de más de 500 placas para separar isótopos por destilación.

Destilación por vapor

Si dos líquidos insolubles se calientan, ninguno de los dos es afectado por la presencia del otro (mientras se les remueva para que el líquido más ligero no forme una capa impenetrable sobre el más pesado) y se evaporan en un grado determinado solamente por su propia volatilidad. Por lo tanto, dicha mezcla siempre hierve a una temperatura menor que la de cada componente por separado. El porcentaje de cada componente en el vapor sólo depende de su presión de vapor a esa temperatura. Este principio puede aplicarse a sustancias que podrían verse perjudicadas por el exceso de calor si fueran destiladas en la forma habitual.

VINO

Introducción:

Según la definición legal, la materia prima para la elaboración del vino es la uva “fresca”, y el vino es el producto obtenido por fermentación alcohólica total o parcial de uva fresca, estrujada o no y/o mosto. Ponemos “fresca” entre comillas puesto que existen vinos elaborados recolectando la uva en condiciones de temperatura bajo cero grados centígrados, estando las uvas, literalmente congeladas.

Con lo que “Uva Fresca” se define como: fruto de la vid utilizado en el proceso de vinificación, maduro o ligeramente sobre-maduro, en la planta o soleado, susceptible de ser estrujada o prensada por medios corrientes de bodega y capaz de iniciar espontáneamente una fermentación alcohólica. Y aquí es donde comienza el proceso químico para finalmente obtener el vino.

Los pasos que hay que seguir desde que la

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