Destilación fraccionada

Muchas de las bebidas alcohólicas blancas o de color transparentoso que el ser humano consume, son producidas gracias a un proceso llamado destilación. Bebidas como el Vodka y el Tequila se producen gracias a la destilación de los alcoholes junto con elementos como el almidón de papa en el caso del Vodka y la penca de la agave azul. Dentro de la familia de las destilaciones se encuentran varios tipos, unos más relevantes que el otro. Por ejemplo la destilación fraccionada se usa a gran escala dentro del área de la ingeniería petrolera, con el fin de reducir gran parte del proceso del tratado del petróleo.  

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Destilación

¿Qué es la destilación fraccionada?

La destilación fraccionada es un proceso que forma parte de los diferentes tipos de destilaciones, el cual forma parte de los principios de la física pero es utilizado dentro de la química para separar diversas mezclas liquidas las cuales por lo general se encuentran con una consistencia homogénea. Es decir, se emplea cuando su usuario necesita separar una solución liquida, haciéndose valer de los estados de la materia, logrando llevar a uno de los dos líquidos que componen a su mezcla a un punto de ebullición, logrando evaporarla y separarla.

En qué consiste

Este es un proceso en el cual se consiguen unir dos mezclas diferentes con diversos fines, como eliminar ciertos elementos de una de las mezclas, conseguir armar una mezcla de forma unísona, pero por sobretodo eliminar residuos existentes dentro de la mezcla principal.

Este método, no es algo muy novedoso debido a que se usa desde las primeras civilizaciones, aunque de una forma más rudimentaria. Aunque en un principio no se conocía de forma completa sus usos, con el paso del tiempo fue adaptándose a las diversas necesidades del ser humano.

Para qué sirve la destilación fraccionada

Este sistema se usa mayormente en las industrias, no solo con meas simples de dos líquidos, los cuales por lo general son alcohol o agua junto a otros elementos como diversas fermentaciones o también compuestos como el nitrógeno liquido; su no que sirve para mezclas mucho complejas como lo son las partes orgánicas en el alquitrán que se encuentra dentro del petróleo sin procesar.

Todo este proceso se consigue gracias a un elemento dentro de sus estructura de destilación llamada torre de burbujeo, en ella las placas que lo componen se encuentran de manera horizontal, las cuales se encuentran separadas por unos centímetros y son ellas quienes juegan un papel fundamental dentro del proceso.

Características

Dentro de las características más resaltantes de este sistema de destilación encontramos:

• La sustitución de la torre principal por una torre de burbujeo.
• Aunque se cree que su origen se remonta a las primeras civilizaciones, este sistema se aplica por primera vez durante la edad media pero se incorpora a las industrias durante la revolución industrial.
• En la actualidad cumple diversos roles dentro de diferentes empresas y laboratorios, por sobretodo las que buscan purificar sus mezclas o soluciones.
• Estas torres se encuentran dentro de muchos de los laboratorios de química, en los institutos educativos siendo usados durante la etapa de la química básica y la física avanzada.

Proceso

El proceso de la destilación se produce dentro de las torres de destilación fraccionada, siendo este un proceso bastante simple. En primera instancia se colocan los líquidos en el balón de vidrio para ser calentados, posterior a esto se produce un efecto en donde la sustancia que se evapora más rápido desaparece y luego ocurre con la siguiente sustancia.

De igual forma, mediante el apoyo dentro de una columna de fraccionamiento, la primera sustancia es condesada de nuevo en el frasco, mientras que la otra sustancia viaja a través de la torre hasta encontrarse con el condensador. Posterior a esto el termómetro se encarga de mantener una temperatura constante casi al punto de ebullición.

Esto al final de todo el proceso dejara en uno de los vasos la solución más volátil, mientras que en la otra que sería el balón de vidrio contendrá el líquido menos volátil.

Torres de destilación fraccionada

Las torres de las destilaciones fraccionadas se encuentra conformada por:

• Una estructura de hierro en donde se suspenden todas las partes.
• Un mechero o fogoncillo de química.
• Un balón de vidrio o matras adaptado para soportar las altas temperaturas.
• Una columna en donde se fraccionan las soluciones.
• Un termómetro superior para el control de las temperaturas.
• Un condensador en forma de vara a donde llega el líquido final.
• Un vaso precipitado en donde se deposita la mezcla final.
• Una manguera delgada conectada al condensador en donde se agregan pequeñas cantidades de agua.
• Un juego de gomas o empacaduras que van distribuidas dentro de todo el sistema interno para separa un proceso del otro.
• Unas piedras “termales” las cuales se colocan en el interior del balón para ayudar al mismo en el proceso de ebullición.
• Los platos internos que facilitan la unión entre el líquido condensado y el evaporado.

En qué se diferencia de la destilación simple

Dentro de la diferencias existen entre la destilación entre la simple con respecto a la fraccionada es el uso de la columna de fraccionamiento. Es por esto que le permite a la destilación fraccionada, un mayor contacto entre el vapor que asciende y junto al liquido que desciende por el conducto ya condensado a través de la utilización de los platos.

Esto facilita que se mantengan las bajas temperaturas dentro de los vapores y los líquidos. Es por ello que en este proceso que los líquidos con menor punto de ebullición se evaporan mientras que los que presentan como un vapor mayor punto de ebullición se convierten en líquidos.

Ventajas

Este proceso es muy usado a nivel industrial y de laboratorios, debido a que les permite a los operadores separar una mezcla liquida. Es por ello que se representa como una separación física la cual presenta muchas ventajas a nivel de las distintas aplicaciones.

En un principio ayuda a las empresas petróleo la cual en sus torres de destilación fraccionada separan los líquidos extraídos llamados petróleos, permitiendo refinarlos, y así suceden en las empresas que producen vinos o en las industrias farmacéuticas, sobre todo las naturistas.

Desventajas

Aunque la destilación fraccionada nos presenta una gran variedad de ventajas, presenta una única desventaja y es que dentro de su proceso existe una parte que se aproxima más o menos a la mitad del destilado condensado, la cual debe volver a comenzar el proceso dentro de la torre en donde desde el punto en donde se hierve la mezcla y por ello se le debe aumentar el calor.

De igual forma, gracias al sistema de funcionamiento de las torres permiten el ahorrar la temperatura, es decir el calor de una manera exponencial y por esto  el destilado que se consigue, puede servir de igual forma para precalentar a la mezcla que está comenzando el proceso.

Ejemplos de destilación fraccionada

Como quedo explicado anteriormente la destilación fraccionada cumple diversas funciones:

• Dentro de las plantas criogénicas, se usan para separar el aire condensado del aire de la atmosfera con respecto a sus componentes principales.
• Dentro de las plantas que trabajan con el agua de mar, esta las ayuda a la desalinización del agua.
• Dentro de los laboratorios, permite purificar los diversos reactivos de los diferentes productos, una de estos por ejemplo es la obtención de el ciclopentadieno que cual se consigue a través de una destilación del diciclopentadieno en su forma comercial.
• Dentro de los laboratorios de farmacología, se usan para poder reciclar diversos solventes, los cuales ya han sido trabajados y gracias a esta técnica se purifican, y de esta manera se pueden volver a usar.