balance

DESTILACIÓN CONTINUA

OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
Objetivo General
Generar un producto translúcido, enriquecido en alcohol etílico a partir de vinos turbios
obtenidos del proceso de fermentación de la melaza por medio de una destilación continua.
Objetivos Específicos
1. Determinar la composición azeotrópica y el equilibrio para el sistema etanol-agua para
la presión de Manizales.
2.Utilizar el método McCABE-THIELE para determinar el número de etapas teóricas de
la columna y la altura equivalente a un plato teórico para el empaque.
3. Realizar los balances de materia y energía de la destilación
4. Determinar la eficiencia térmica y másica de la operación

MARCO CONCEPTUAL
Generalidades
La destilación simple es un proceso que ya se conocía en el primer siglo A.C. Sinembargo,
el reconocimiento del proceso de rectificación no se dio sino hasta 1830 a Aeneas Coffey,
quien propuso este método para lograr la separación de la mezcla etanol-agua, obteniéndose
un producto con una composición muy cercana a la azeotrópica.
La destilación es un método que utiliza el principio de etapas de equilibrio para lograr la
separación de una solución1. La facilidad de la separaciónpuede determinarse mediante
el concepto de volatilidad relativa, que se define como la relación entre la composición del
componente A en el vapor y en el líquido dividida en la relación de la composición de otro
componente de referencia en la fase vapor y el líquido así:

Cuando el valor numérico de la volatilidad relativa es mayor a 1, la separación es factible.
Hay que tener en cuenta queeste parámetro es un valor que varía con la concentración,
aunque para sistemas binarios que puedan ser modelados con la ley de Raoult la variación
es muy poca a presión constante. En la figura se muestran algunas curvas de equilibrio para
diferentes valores de volatilidades relativas.

Equilibrio de fases
Para que fases se encuentren en equilibrio es necesario que no exista ningunatendencia
de la energía o de la materia a cruzar la interfase que separa las fases. Por tanto, la
transferencia de materia o energía entre fases es un proceso reversible. Las condiciones
para que exista equilibrio son:
1. Que no haya transferencia neta de calor entre las fases
2. Que no exista desplazamiento del límite entre las fases
3. Que la transferencia neta de materia entre las fases seaconsiderada nula
Para que se cumplan las dos primeras condiciones se requiere que la presión y la
temperatura para cada fase sean constantes. Para cumplir la tercera situación Gibas propuso
en 1875 el concepto de potencial químico, como la fuerza impulsora para la transferencia
de masa. Entonces, el equilibrio de fases se da cuando el potencial químico para cada
componente es igual en cada fase.Debido a que el potencial químico no tiene significado físico se utiliza la función
fugacidad, propuesta por G. N. Lewis, que se define como la tendencia que tiene un
componente a escapar de una mezcla.
Para relacionar la fugacidad con cantidades físicamente cuantificables se emplean en la
práctica las siguientes relaciones:
-Coeficiente de actividad: es un indicativo de que tan “activa” esuna sustancia en relación
a un estado de referencia.
- Coeficiente de fugacidad: es el caso particular en donde el estado estándar se toma como
la presión de la fase considerada.
Los coeficientes de actividad y fugacidad se relacionan con la presión, temperatura y
volumen mediante relaciones termodinámicas exactas y/o por medio de consideraciones
basadas en estructuras e interaccionesmoleculares. Un resumen de los modelos más
utilizados se muestra en la tabla.
Aunque muchos sistemas binarios se comportan de una manera aproximada a la ideal, no

todos cumplen esta condición. Para determinar el equilibrio líquido-vapor de una mezcla
se tienen diferentes métodos:
1. Determinación experimental
2. Aproximar el comportamiento de las fases al ideal
3. Determinar los datos de...