¿Qué es un Equipo de Destilación?
Un equipo de destilación es un dispositivo utilizado para separar un componente específico de una mezcla basándose en las diferencias de puntos de ebullición.
En la destilación de laboratorio, la separación se realiza por evaporación y condensación repetidas, mientras que a nivel industrial se utiliza un dispositivo de destilación continua llamado columna de destilación. La destilación de bebidas alcohólicas utiliza un método de destilación conocido como mono-destilación, que sólo implica la evaporación y condensación una vez.
Usos de los Equipos de Destilación
Los equipos de destilación se utilizan en diversos sectores industriales. Algunos de estos usos se enumeran a continuación:
1. Refinado de Petróleo
El petróleo crudo está formado por diferentes componentes, que se separan utilizando equipos de destilación. Los componentes con diferentes puntos de ebullición se separan mediante equipos de destilación y se utilizan como diferentes productos.
2. Producción de Alcohol
Los equipos de destilación también desempeñan un papel importante en la producción de alcohol. El líquido obtenido por fermentación se destila para obtener una alta concentración de alcohol.
3. Industria Farmacéutica
En la industria farmacéutica, los equipos de destilación se utilizan para extraer principios activos y eliminar impurezas. De este modo se garantiza la calidad del medicamento.
Principio de los Equipos de Destilación
Los componentes de un equipo de destilación incluyen una columna de destilación, un condensador, un evaporador y una válvula de control de flujo. El líquido a destilar se evapora en el evaporador y se envía a la columna de destilación. En la columna de destilación, la destilación se lleva a cabo de forma continua, el líquido separado se transporta de vuelta al evaporador y el gas separado se transporta al condensador. En el condensador, los gases separados son licuados y separados por agua de refrigeración u otros medios.
Existen dos tipos de estructuras de columnas de destilación: columnas estantes y columnas empaquetadas. En una columna de estantes, el interior está dividido en estantes denominados bandejas, cada una de las cuales pone en contacto los gases y los líquidos, y se lleva a cabo la separación. En las torres empaquetadas, el interior se rellena irregularmente en la parte superior y regularmente en la inferior. El material empaquetado aumenta la superficie del líquido, lo que permite que el gas y el líquido entren en contacto más fácilmente y aumenta la eficiencia del proceso de destilación. Además, la caída de presión es menor que en los sistemas de etapa estante.
¿Cómo Seleccionar un Equipo de Destilación?
A la hora de seleccionar un equipo de destilación, es necesario tener en cuenta su resistencia para garantizar que sea lo suficientemente fuerte como para soportar los puntos de ebullición y de fusión del destilado, su durabilidad frente al destilado, su tamaño y la velocidad de destilación.
A nivel de laboratorio, el equipo de destilación se compone de un matraz, un quemador y tubos de refrigeración, mientras que a nivel industrial, la escala del equipo es mucho mayor. Debido al elevado rendimiento y a la necesidad de purificar el producto hasta alcanzar la pureza deseada, la destilación continua se lleva a cabo en una columna de destilación que se asemeja a una serie de matraces.
Para obtener el producto deseado, la unidad de destilación se diseña determinando los componentes clave entre los componentes de bajo y alto punto de ebullición de la columna de destilación, y el punto de ebullición de estos componentes es la temperatura de control. Dependiendo de la composición del fluido a ser procesado en la unidad de destilación, puede ser necesario seleccionar un material resistente a la corrosión, etc. Si la calidad del material se reduce debido a consideraciones de coste, deberán tomarse medidas, como la inyección de productos químicos anticorrosión.
Más Información sobre los Equipos de Destilación
1. Formas de Utilizar el Equipo de Destilación
El aparato de destilación puede ser montado con material de vidrio a nivel de laboratorio. El aparato consta de un matraz para la materia prima, un tubo de refrigeración para enfriar el vapor, un termómetro, un calentador (quemador), un aislante térmico y un vaso de precipitados para aceptar los componentes de bajo punto de ebullición. También se instala un agitador si es necesario agitar y mezclar.
Para las operaciones de destilación, la temperatura del calentador se ajusta para calentar la materia prima en el matraz. Si se utiliza un quemador, el ajuste se realiza apagando una llama y comprobando el termómetro.
El agua se introduce en el tubo de refrigeración vertiéndola por la entrada situada en el lado más alejado del matraz. Esto se debe a que el flujo en contracorriente puede enfriar más eficazmente que el flujo paralelo en el mismo tamaño de tubo de refrigeración. En los equipamientos de laboratorio, la temperatura de los tubos por donde pasa el vapor debe ser mantenida caliente, pues son fácilmente afectados por la temperatura del aire exterior.
2. Consideraciones para la Destilación
La posición de medición del termómetro es importante a la hora de proyectar un equipo de destilación. La temperatura varía dependiendo de la parte del gas/líquido de la columna que se esté midiendo, por lo que diferentes posiciones de medición del termómetro conectado al control del calentador afectarán a la separación en la propia columna de destilación.
También debe prestarse atención a la temperatura del agua de refrigeración que fluye hacia el condensador (enfriador). Si se utiliza agua de mar como agua de refrigeración, es posible que en verano no consiga enfriarse a la temperatura deseada. Por ello, lo ideal es utilizar agua de refrigeración cuya temperatura esté controlada por un sistema de refrigeración.