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Índice A

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7.1. Aspectos generales

7.2. Descripcion del Proceso de Destilacion

7.3. Diseño de la Columna de destilación

7.3.1. Determinación del caudal de alimentación a la torre de destilación

7.3.2 Determinación de la relación de reflujo de la torre de destilación

7.3.3 Determinación del número de platos de la torre de destilación

7.3.4 Determinación de la altura dela torre de destilación

7.3.5 Determinación del diámetro de la torre destiladora



7.4. Necesidades de calefacción y refrigeración en la operación de destilación






















7.1. Aspectos generales

El propósito de esta etapa es la separación del etanol de los demás componentes de la mezcla de fermentación.  
La destilación es un método que se utilizapara separar componentes líquidos de una mezcla, basándose en la diferencia entre los puntos de ebullición de dichos componentes. Considerando que el punto de ebullición es una propiedad intensiva de cada compuesto, mediante el manejo de la presión y temperatura de la mezcla, se evaporan secuencialmente los distintos componentes volátiles, los cuales son recogidos por condensación. Para que éstaseparación sea eficaz, la composición del vapor debe ser diferente que la composición de la mezcla de la que forma parte. De esta forma el condensado obtenido será más rico en el componente más volátil que la mezcla de partida.
Los principales componentes volátiles de la mezcla resultante de la fermentación son el etanol y el agua, cuyos puntos de ebullición a presión atmosférica son 78 y 100 ºCrespectivamente. Dada la similitud de sus puntos de ebullición no es posible separarlos completamente en una única etapa de destilación (destilación simple) por lo que es necesario realizar una secuencia de destilaciones simples o una destilación fraccionada.
La destilación fraccionada es un método que permite realizar una serie de destilaciones simples en una sola operación continua. Se utilizapara separar mezclas de líquidos cuyos puntos de ebullición difieren en menos de 25º C. Este tipo de destilación es el más apropiado para separar el etanol de la mezcla de fermentación.
Cuando existe interacción entre la fase líquido y vapor, la destilación recibe el nombre de rectificación. Industrialmente este tipo de operaciones se realiza en torres o columnas de contacto o rectificación.
Elproceso consiste en calentar la mezcla, generando un vapor cuya composición es más rica en el componente más volátil de la mezcla, en este caso el etanol. El vapor pasa a la parte superior de la columna donde condensa. A medida que aumenta la temperatura este condensado se calienta generando un vapor más rico que el anterior en el componente más volátil que vuelve a ascender por la columna, y unlíquido condensado que refluye hacia la parte baja de la columna. Durante la rectificación el vapor ascendente entra en contacto con el líquido descendente cuya concentración no está en equilibrio con el vapor, de forma que para alcanzarlo parte de los componentes menos volátiles del vapor (en este caso agua) han de condensar sobre el líquido y a cambio ceden calor produciendo la evaporación departe de los componentes más volátiles del líquido (en este caso etanol) que pasan a la corriente de vapor. De esta forma se producen una serie de evaporaciones y condensaciones parciales a lo largo de toda la torre (pasando por los diferentes platos), cada una de las cuales equivale a una destilación simple, por lo que los productos "más ligeros" (con punto de ebullición más bajo) salen de la partesuperior de la columna, mientras que el fondo se va enriqueciendo de los productos "más pesados" (con punto de ebullición más alto).







A continuación se presenta un esquema de una columna de destilación:

Figura 7.1. Esquema del destilador

La sección de la columna por encima del plato de alimentación es llamada sección o columna de rectificación o enriquecimiento. Esta sección...