La destilación es un método para separar los componentes de una solución que depende de la distribución de los mismos entre la fase gaseosa y líquida.
Una característica muy importante y específica de este método de separación es que en cada una de las fases se encuentran presentes ambos componentes ya que éstos son apreciablemente volátiles.
El método consiste en aplicar calor a la solución y producir una evaporación parcial de la misma, en la que la fase gaseosa está compuesta por una mayor cantidad del componente más volátil.
Por tal motivo, si se realizan vaporizaciones y condensaciones numerosas veces, se pueden recuperar ambos componentes de la mezcla en un estado casi puro.
La destilación depende fuertemente del equilibrio termodinámico entre líquido y vapor de la mezcla que se desea separar. En el proceso de destilación se ponen en contacto en contracorriente las dos fases (líquido y vapor). Para realizar la separación se lleva a cabo una transferencia de masa entre las fases, siempre y cuando el sistema no se encuentre en equilibrio termodinámico.
El equilibrio termodinámico
Es una condición estática en la cual no ocurren cambios con respecto al tiempo en las propiedades macroscópicas del sistema, por lo que el potencial químico de cada una de las sustancias en las diferentes fases es igual.
El equilibrio líquido – vapor se refiere a que una sustancia en estado líquido se encuentra en equilibrio con su vapor. La velocidad de transferencia de cada especie depende de la desviación del sistema con respecto al equilibrio
Principio de la destilación
La separación de componentes de una mezcla líquida por medio de la destilación depende de las diferencias en los puntos de ebullición de los componentes individuales. También, depende de las concentraciones de los componentes presentes, la mezcla líquida tendrá características de punto de ebullición diferentes. Por consiguiente, los procesos de la destilación dependen de las características de presión de vapor de mezclas líquidas.
El proceso de separación normalmente se realiza en columnas constituidas por dispositivos que permiten un contacto líquido-vapor continuo o discontinuo.
Presión de vapor
La presión de vapor de un líquido a una temperatura particular es la presión de equilibrio ejercida por las moléculas saliendo y entrando en la superficie líquida. La destilación ocurre debido a las diferencias en la volatilidad de los componentes en la mezcla líquida.
La destilación en los procesos industriales
La gran mayoría de los procesos industriales tienen como unidades finales etapas de separación. La operación de destilación representa un 95% de las operaciones de las industrias químicas y de refinería, además, es una operación que tiene un gran impacto en la calidad del producto y el uso de energía. Estos son los motivos por los cuales el control de las columnas de destilación es de gran importancia.
El control de las columnas de destilación presenta un importante reto debido a su no linealidad inherente, su comportamiento no estacionario, la relación existente entre el control de dos composiciones y la gran cantidad de perturbaciones.
Aplicaciones de la Destilación
Aplicaciones Farmacéuticas de destilación:
Recuperación de hexano de MIBK, de la materia sólida y de mezclas del aceite.
Recuperación del di-metil acetamida y concentración del residuo
Concentración de antibióticos con recuperación de metanol
Recuperación de butanol de los extractos del caldo
Recuperación de acetato de etilo /acetato isopropílico
Aplicaciones Alimenticias de Destilación:
Concentración de alcohol de la precipitación en la fabricación de pectina
Retiro del amoníaco de los fluidos de intercambio iónico
Reducción de alcohol en cervezas con la recuperación del alcohol
Recuperación de varios solventes de la miscella
Aplicaciones Ambientales de Destilación:
Recuperación de tri-cloro etileno de efluentes conteniendo látex.
Eliminación y rectificación de Amoníaco del abono líquido
Carbonato del propano (CFC-substituto) en la fabricación de circuitos impresos
Recuperación de etanol/ acetona del efluente de la fabricación
BIBLIOGRAFÍA
- McCabe, W. L. (1991). Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. Madrid, España: McGraw Hill.
- Seader, J. D. (2000). Operaciones de Separación por Etapas de Equilibrio en Ingeniería Química. México D.F.: Reverté S.A.
- Treybal, R. (1990). Operaciones de Transferencia de Masa (Segunda ed.). México: McGraw ‐ Hill.