Balance de materia y energia

Asignatura: Balance de materia y energía

PRÁCTICA DESTILACIÓN
(Guía elaborada con la colaboración de la Estudiante Natalia Perea-Monitora 2009)
OBJETIVOS
· Aplicar los conceptos de Balance de masa y requerimientos energéticos, vistos en clase, en la operación unitaria de destilación.
· Establecer el balance de masa y energía para la operación.
· Obtener la eficiencia másica y energéticade la operación de destilación

MARCO TEÓRICO
La destilación es una operación unitaria que consiste en la separación de los componentes de una mezcla líquida (en la que todos los compuestos son más o menos volátiles) por evaporación y condensación sucesivas. La separación se basa en la diferencia de volatilidades absolutas de los componentes, lo que tiene como consecuencia la formación de unvapor de composición diferente a la del líquido del que procede.
Entendiendo volatilidad como la capacidad de una sustancia[->0] de evaporarse[->1] a una temperatura[->2] determinada y a una presión[->3] determinada; cuanto menor sea la temperatura de evaporación de la sustancia se dice que es más volátil. Cuanto mayor sea la diferencia de volatilidades (puntos de ebullición de los líquidos aseparar), mayor será la separación que se puede conseguir. La composición del vapor que se desprende como destilado se mantiene constante en la fase de vapor y en la fase liquida, obtenida después de pasar por el condensador. A la fase condensada se le mide la composición mediante un ALCOHOLIMETRO.

La destilación se lleva a cabo en un destilador, que NECESARIAMENTE requiere ingresos de calor.El calor se proporciona al destilador de varias formas: i) por quema de combustible; ii) calentamiento eléctrico (planchas de calentamiento); iii) calentamiento con vapor.

El destilado sale del destilador en forma de vapor y para recuperarlo, se requiere un condensador el cual usa agua de enfriamiento, la cual aumenta su temperatura al recibir el calor latente de condensación del destilado.CONCEPTOS BASICOS A DESARROLLAR ANTES DE REALIZAR EL LABORATORIO

· Que es un alcoholímetro
· Que es una plancha de calentamiento, Cuáles son las variables a tener en cuenta para hallar la cantidad de energía que provee.
· Que es trabajo eléctrico.
· Que es un condensador y Cuáles son las variables a tener en cuenta para hallar la cantidad de energía que se intercambia
· Qué es la capacidadcalorífica y qué expresan las tablas de capacidad calorífica?
· Qué es calor sensible y calor latente?
· Generalidades sobre destilación.
· Métodos industriales de suministro de calor en la destilación.

MATERIALES
1 Alcoholímetro
1Balon aforado 500 ml
1Condensador
1 Erlenmeyer
1 Probeta 250 ml
1Placa de calentamiento
1Cronometro
1Termometro

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1.Previo a la practica




















2. Inicio de la práctica y toma de datos















2. Lavado de equipos y materiales

DATOS A TOMAR

1. Alimentación
Vol. (L)|Masa (Kg.)|gL (%) (grado alcoholico)|
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2. Desarrollo de la práctica
Toma de datos: cada 5 minutos
Balón aforado|Condensador|Erlenmeyer (Destilado condensado)|
|Aguarefrigerante||
T(°C)|Te. (°C)|Ts.(°C)|Volumen/Masa(Kg.)|T(°C)|Masa (Kg.)|Vol. (L)|gL (%)|
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3. Productos de fondo
Vol. (L)|Masa (Kg.)|gL (%)|Tc. (°C) |
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Donde:
Te=Temperatura de entrada
Ts=Temperatura salida

CÁLCULO DE RESULTADOS:

1. cálculos para la Destilación

A medida que se calienta la mezcla esta gana el calor cedidopor la placa, de lo cual se tiene que
+ Q productos de fondo + Q pérdidas
Donde:

IMPORTANTE:
Calor de la placa (Q placa) es el Q que se suministra durante la practica, ya sea usando una plancha de calentamiento o un mechero.
SI SE LLEGARA A UTILIZAR PARA EL CALENTAMIENTO MECHERO Y NO PLANCHA DE CALENTAMIENTO, LOS CALCULOS DE ENERGIA PARA LA DESTILACIÓN SE REALIZA : VOLUMEN Y MASA...