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En esta unidad se desarrollan las razones y principios primordiales que intervienen en el diseño de columnas de destilación de componentes múltiples y mezclas binarias.
La destilación es una operación unitaria donde se separa una mezcla de líquidos homogéneos. Este proceso es muy difundido en la industria, ya que es económico y el más desarrollado tecnológicamente, ya que emplea el calor como medio de separación.
Como ejemplo se puede mencionar la destilación de mezclas binarias, donde los balances de masa, entalpia y equilibrios vapor-líquido son utilizados para el cálculo de las etapas de equilibrio. Los equilibrios entre fases son mucho más complejos que para sistemas
binarios, debido al número de componentes ya que los equilibrios dependen de la temperatura que varía de una etapa a otra. En los sistemas binarios se ven influenciados por variables tales como la temperatura y el equilibrio, estos también cambian de una etapa a otra. Cabe señalar que durante la destilación de mezclas multicomponentes uno de los componentes pueden ser más volátil, es muy importante tomarlo en cuenta.
Actualmente, para la realización de los cálculos para cuantificar las variables de ingeniería en el diseño y operación, es necesario apoyarse en computadoras y software especializado.
Competencia específica
Resuelve ecuaciones de los fenómenos y procesos involucrados en la transferencia o transporte de masa y energía a través del cálculo de sus modelos matemáticos, sus parámetros y variables para determinar resultados aplicables a situaciones reales de operaciones unitarias.
Logros
- Analizar el concepto de gradiente de concentración y de temperatura en la destilación.
- Aplicar el método para obtener el número de platos de una columna de destilación.
- Resolver problemas de destilación
Contenido
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Cierre
Para finalizar esta unidad es importante recordar que la destilación es un proceso que nos permite separar los distintos componentes de una mezcla mediante el calor, por lo que se realiza el calentamiento de dicha sustancia a separar, normalmente en estado líquido, para que sus componentes más volátiles pasen a convertirse en vapor y posteriormente volver al estado líquido mediante la condensación.
Los puntos de ebullición de todos o algunos de los componentes de una mezcla difieren en poco entre sí por lo que no es posible obtener la separación completa en una sola operación de destilación por lo que se suelen realizar dos o más. Así el ejemplo del alcohol etílico y el agua. El primero tiene un punto de ebullición de 78,5 °C y el agua de 100 °C por lo que al hervir esta mezcla se producen unos vapores con ambas sustancias aunque diferentes concentraciones y más ricos en alcohol. Para conseguir alcohol industrial o vodka es preciso realizar varias destilaciones.
Fuentes de consulta
Básica
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