Fraccionamiento
Para una mejor explicación de este tema abordaremos un proceso de fraccionamiento. Un ejemplo especialmente interesante es la separación de acetona y agua. Ambos líquidos son miscibles (forman una sola fase) en todas las proporciones. La acetona ebulle a 56°C y el agua a 100°C, pero una mezcla de ambos líquidos lo hace entre 56 y 100°C y el vapor que se forma contiene acetona y agua.
Ciertamente, al principio se evapora siempre más acetona que agua, pero de vapor es una mezcla de ambas. Aunque se repitiese la destilación no se conseguiría obtener acetona pura, pues el agua se evapora siempre como acompañante.
Sin embargo, se puede conseguir la separación si se coloca sobre la caldera una “columna”, un tubo ancho que contiene relleno u otro dispositivo y encima un refrigerante de reflujo de manera que resulte posible una buena distribución y mezcla do mutuos de la mezcla ascendente de vapores y del condensado que refluye (Fig. 3.30). Sobre la columna (1) se dispone el refrigerante (2) de manera, que el condensado que sale de él vuelva a al cabeza de la columna (3), dejando fluir al colector (4) otra parte del condensado. Ahora, la destilación tiene lugar de manera diferente.
En cuanto comienza a hervir la mezcla líquida contenida en la caldera, asciende conjuntamente vapores de agua y de acetona que calientan el material de relleno, alcanzando el refrigerante y se condensa de nuevo. Simultáneamente se controla la temperatur de la caldera y del paso de la columna al refrigerante (5). Al principio, la temperatura de este paso será considerablemente mayor de 56°C, pues la mezcla contiene todavía vapor de agua. Por esta razón se regula el reflujo de modo que vuelva totalmente a la columna.
De la caldera asciende la mezcla de vapores calientes acetona-agua y de arriba viene en dirección contraria el condensado frío. La mezcla d e vapores calientes intercambia su calor con el condensado frío y el vapor de agua sé condensa completamente pero el vapor de acetona lo hace parcialmente.
Por consiguiente, el vapor de agua es concentrado hacia abajo por el condensado que vuelve, el “reflujo”, mientras que finalmente en la parte superior se enriquecerla acetona y, si se regula correctamente, pasa a la cabeza de la columna como acetona pura. Poco después de haber comenzado la ebullición, la temperatura en la zona de paso desciende a 56°C.
Supuesto previo para esto es que la columna esté protegida contra pérdidas de calor por un buen aislamiento, para que el equilibrio de evaporación se establezca exclusivamente entre el reflujo y los vapores ascendentes. En cuanto se establezca este equilibrio se regula el reflujo para que pueda recogerse en el colector una parte del condensado de acetona pura.
Esta parte que se extrae es la que realmente se produce, este producto se llama destilado. La relación entre las cantidades que se recogen (destilado) y que refluyen de nuevo se llama “relación de reflujo” y varía de un caso a otro. Por ejemplo, una relación de reflujo de 10 a 1 indica que por cada 10 litros de reflujo se saca un litro de destilado.
Fuente: Apuntes de procesos químicos de la UNIDEG
