ESTUDIO TEÓRICO-EXPERIMENTAL DE DESTILACIÓN BINARIA EN DESTILADOR SOLAR

Abstract

Se realiza un estudio teórico y experimental de la destilación etanol-agua. Se revisa la bibliografía existente, se analizan las patentes de invenciones más relevantes, se disean y realizan experiencias en un destilador solar tipo batea con y sin aislación, con el objetivo de validar un modelo teórico del proceso, se analizan los resultados para determinar las características del proceso, con el fin de dar un primer paso en la estimación de los parámetros de diseo. Se llevan a cabo cinco experiencias, dos destilaciones de la mezcla etanol-agua usando una cubeta sin aislación, y tres destilaciones de la mezcla etanol-agua, pero con aislación de plumavit alrededor del equipo. Durante las dos experiencias realizadas sin aislación, se alimenta el equipo con la mezcla etanol-agua al 14% y 44% en peso respectivamente, de donde se obtiene como concentración media de destilado 22% y 61% en peso. Las experiencias realizadas con el equipo aislado son alimentadas con una mezcla etanol-agua al 22%, 30% y 40% en peso, obteniéndose en cada caso un destilado con concentración promedio de 35%, 49% y 58% en peso. -Se observa que la concentración de destilado obtenida en cada caso es prácticamente constante en el tiempo. Se disea un modelo transiente para estimar el comportamiento de la destilación solar de etanol-agua, considerando cinco elementos: ambiente, cubierta de vidrio (cubierta), líquido a destilar(líquido), el espacio gaseoso comprendido entre ambos(gas) y fondo del destilador. Al desarrollar el modelo de manera transiente, los resultados no son satisfactorios, ya que tanto las concentraciones como los volúmenes de destilado no se acercan a los datos experimentales. Finalmente se modela este fenómeno de manera estacionaria, suponiendo que la evaporación y la condensación ocurren de manera instantánea. Este enfoque permite obtener resultados cercanos a los datos obtenidos durante las experiencias. Cabe destacar que al ajustar él modelo en estado estacionario, se ha definido como parámetro de ajuste la concentración de aire (no condensable) en la fase gaseosa al interior del destilador. Su valor se determina por medio de la curva de equilibrio que mejor se ajusta a los resultados experimentales es la fracción molar de aire entre 0,3 en el caso no aislado y 0,1 cuando está aislado