Destilacion

Destilación por arrastre de vapor
La destilación por arrastre con vapor es una técnica usada para separar sustancias orgánicas insolubles en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales inorgánicas.
Cuando se tienen mezclas de líquidos que no son miscibles entre sí, se tiene un tipo de destilación que sigue la ley de Dalton sobre laspresiones parciales.
Como resultado de este comportamiento, y cuando uno de los componentes es agua, al trabajar a presión atmosférica, se puede separar un componente de mayor punto de ebullición que el del agua a una temperatura menor a 100º (92º en el D.F.)
Debido a lo anterior, con esta técnica se pueden separar sustancias inmiscibles en agua y que se descomponen a su temperatura de ebullición ocerca de ella, por lo que se emplea con frecuencia para separar aceites esenciales naturales que se encuentran en hojas, cáscaras o semillas de algunas plantas (té limón. menta, canela, cáscaras de naranja o limón, anís, pimienta, etc,)
Los aceites esenciales también pueden aislarse de sus fuentes naturales por medio de la extracción con disolventes orgánicos.
Dependiendo de la técnica que seutilice para el aislamiento, será la pureza y rendimiento del aceite esencial.
DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR
La destilación por arrastre de vapor es un tipo especial de destilación que se basa en el equilibrio de líquidos inmiscibles. Según se ha visto anteriormente, la temperatura de ebullición de una mezcla de dos componentes inmiscibles es inferior a la temperatura de ebullición de cualquiera deellos por separado.
Supóngase que se desea recuperar un hidrocarburo pesado, C18 H38, que impregna un residuo sólido. Como la volatilidad de este compuesto es muy baja, habrá que elevar mucho su temperatura para alcanzar una velocidad de vaporización y, por tanto, de recuperación apreciable. A veces, por diversas razones, no es deseable alcanzar estas elevadas temperaturas, (descomposicióntérmica de los productos, cambio en sus propiedades, etc). En estos casos, una solución técnica viable puede ser la destilación por arrastre de vapor. Esta operación se puede llevara a cabo de varias formas:
Modalidad 1: Se inyecta vapor saturado a través del residuo que contiene la sustancia a recuperar, mientras se mantiene una presión de operación de 1 bar. Parte del vapor condensará para calentar yvaporizar el hidrocarburo, formándose dos fases líquidas inmiscibles que alcanzan el equilibrio a una temperatura muy próxima a los : = 0,9993 + 0,0007.
La cantidad de vapor de arrastre necesaria por cada mol de hidrocarburos a recuperar es: mol de vapor/ mol de HC.
El consumo de vapor es, sin embargo, superior, ya que hay que contabilizar el vapor que condensa para calentar y vaporizar elhidrocarburo. Modalidad 2: Supóngase ahora que se inyecta vapor sobrecalentado y que, gracias al aporte de una fuente externa de calor, el vapor no condensa.
En estas condiciones, la relación de equilibrio es:
P = Pagua + PºHC , y la temperatura de operación se puede fijar independientemente para cualquier presión de operación. Asumiendo que ésta es de 1 bar y que la temperatura se fija en 204º C graciasa la fuente externa de calor, la presión parcial de vapor de agua será:
Pagua = 1 - PºHC (204º C) = 1 - 0,0442 = 0,9558.
Las necesidades de vapor serán ahora:
mol de vapor/ mol de HC
Puede observarse cómo al operar a mayor temperatura se reducen las cantidades de vapor de arrastre. En contrapartida, hay que aportar calor mediante una fuente externa que evita la condensación de parte del vapor.Modalidad 3:
Es posible ahorrar más vapor aún, si se opera a presión reducida. En efecto, si se mantiene como temperatura de operación 204º C, pero la presión de operación se reduce a 0,2721 bar, la presión parcial que debe aportar el vapor de agua es:
El consumo de vapor de arrastre es ahora:
mol de vapor/ mol de HC
En este caso sigue siendo necesario aportar energía mediante una fuente externa...