Destilación En Columna De Etanol A Partir De Jugo De Manzana Marca

Destilación en columna de Etanol a partir de Jugo de Manzana marca Petit®

Autor Principal: Pamela López

Universidad del Valle de Guatemala, Lunes 04 de Marzo de 2013

Abstract: El objetivo de la práctica era conocer la técnica de Destilación Fraccionada para separar etanol del jugo fermentado de manzana marca Petit®, y a partir del mismo evaluar su rendimiento y viabilidad como biocombustible. Para lo cual, se armó el sistema de destilación en columna y por medio del baño de maría y un balón redondo de 250mL se hizo ebullir la fermentación. Se logró registrar una temperatura máxima de 62 ±0.5°C, y una mínima de 25°C. Debido a que la temperatura máxima no coincidía con la temperatura teórica de ebullición del Etanol, no fue posible destilar el mismo. Entre las fuentes de error se puede mencionar, el baño de maría ya que constantemente había que agregarle más agua para tener siempre la misma proporción y el tiempo de fermentación, es posible que el jugo necesitara más tiempo para producir etanol. Se recomienda no engrasar demasiado el sistema para evitar posibles fugas de etanol, cubrir con aluminio las partes más vulnerables del sistema donde el etanol pudiera salir, y fermentar con más tiempo de anticipación el jugo. No se logró cumplir el objetivo, ya que no se separó etanol de la fermentación.

Introducción: El objetivo de la práctica era conocer la técnica de Destilación Fraccionada para separar etanol del jugo fermentado de manzana marca Petit®, y a partir del mismo evaluar su rendimiento y viabilidad como biocombustible. La destilación es una de las principales técnicas para separar mezclas de líquidos. La separación se fundamenta en la diferencia de la presión de vapor de los diferentes componentes de la mezcla. Al calentar la mezcla los componentes se evaporan para condensarse posteriormente y durante el proceso el vapor se enriquece con los componentes más volátiles.

En la práctica se emplea una columna fraccionadora a través de la cual, la fase de vapor y la fase condensada fluyen en direcciones opuestas. La columna de destilación consta de un matraz el cual contiene una mezcla, que se conecta con una columna larga con alambre de cobre es espiral. Cuando la disolución hierve, el vapor se condensa en las cuasi circunferencias que forma el alambre en espiral de la columna y el líquido regresa al matraz de destilación. (Chang y Reymond, 2007).

La destilación fraccionada se lleva a cabo en las llamadas columnas de fraccionamiento, uno de cuyos tipos es el de platos, como se muestra en la Ilustración 1. En este tipo de columnas, cada plato contiene una mezcla líquida de composición creciente en el líquido más volátil y de punto de ebullición menor, por lo cual los vapores que se forman en cada uno pasan al líquido del plato superior a través de los bordes de la campana o sombrerete que actúa de cierre, se condensan parcialmente, mientras que dicho líquido entra en ebullición, forma a su vez vapores y el líquido que queda de concentración menor en el componente más volátil pasa a través del tubo de caída del líquido al plato inferior. Como resultado de lo anterior, el componente más volátil sale como vapor de lo alto de la columna y el componente menos volátil sale como líquido por la parte inferior de la columna. (Apuntes Científicos, 2011).

Se emplea cuando es necesario separa dos o más compuestos volátiles. El principio de la destilación fraccionada está basado en la ejecución de un gran número de ciclos teóricos de condensación-evaporación. Al usar una columna de fraccionamiento, se produce un equilibrio entre el líquido condensado que desciende por su interior y los vapores ascendentes, lo cual produce el efecto de múltiples ciclos de evaporación-condensación. (Apuntes Científicos, 2011).

La eficiencia de una columna de fraccionamiento se expresa en término de su número de platos teóricos; este es el número de sucesivos estados de equilibrio que originan al final en los vapores un producto de determinada pureza. (Apuntes Científicos, 2011).

La ley de Raoult se cumple de forma cuantitativa únicamente para disoluciones ideales. A medida que nos alejamos de la idealidad, nos alejamos de los resultados exactos. Por consiguiente se puede plantear que una disolución es ideal cuando cumple con la ley de Roult. Una disolución es ideal si sus componentes pueden mezclarse entre sí en cualquier proporción, o sea, que la solubilidad de cada uno de ellos en el otro es ilimitada; Si no se consume ni libera energía al formar la disolución partiendo de sus componentes (sin variación térmica); Si no hay cambio de volumen al formar la mezcla (sin variación de volumen); y si a naturaleza química de ambos líquidos deben son muy semejantes. (Pavia, Lampman, Kriz y Engel, 2005).

Ilustración 1: Diagrama Destilación Fraccionada. (Apuntes Científicos, 2011).

Resultados y Discusión: El objetivo de la práctica era conocer la técnica de Destilación Fraccionada para separar etanol del jugo fermentado de manzana marca Petit®, y a partir del mismo evaluar su rendimiento y viabilidad como biocombustible.

La destilación es una técnica utilizada para separar componentes de una mezcla líquida cuando éstos difieren en sus puntos de ebullición o cuando uno de los componentes no es destilable. En esta práctica se realizó una Destilación por Fracciones en columna, para separar etanol de un jugo fermentado con levadura. Al comienzo de la práctica se supuso que la destilación se daría a una tasa de recolección y temperatura constante, para que el equilibrio se estableciera en el sistema de destilación y así obtener una separación óptima de etanol.

Al armar el sistema de destilación por columna, se introdujo un cable de cobre en forma de espiral a lo largo de la columna, esto permitiría condensar cualquier vapor de agua que pudiera ser destilado en el sistema. El bulbo del termómetro se colocó bajo del brazo lateral del tubo condensador para que registrara la temperatura exacta a la cual el vapor de etanol comenzaría a condensarse. El agua fría que fluía dentro del tubo condensador permitiría que el vapor se condensara dentro del tubo interior y comenzara a destilar. Debido a que era posible la expansión del vidrio al calentar

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