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DESTILACION SIMPLE Y FRACCIONADA DE VINO COMERCIAL

Katherine Cerquera¹, Jhonny Giraldo ¹, Jonathan Ortiz¹, Diego Poveda¹, Claudia

Rengifo¹.

¹Servicio Nacional de Aprendizaje SENA, Centro de Gestión Industrial, Bogotá,

Colombia, 2014.

jaortiz218@misena.edu.co

DESTILACIÓN

La destilación es una de las principales técnicas que se emplean para la

separación de mezclas, esta separación se hace efectiva por la diferencia de la

presión de vapor de los componentes de la mezcla.

Cuando se calienta la mezcla, los componentes se evaporan realizando el proceso

de condensación quedando así el componente de la mezcla más volátil.

DESTILACIÓN SIMPLE

Se emplea generalmente cuando la diferencia entre los puntos de ebullición de la

mezcla de los componentes es grande, es decir mayor de 80º C, o cuando las

impurezas son sólidos disueltos en el líquido a purificar.

DESTILACIÓN FRACCIONADA

Se emplea cuando la diferencia entre los puntos de ebullición de la mezcla de los

componentes es pequeña para que una destilación simple resulte eficiente,

entonces se debe recurrir a destilaciones repetidas a través de una columna de

fraccionamiento en donde las fases de vapor y condensada fluyen en direcciones

opuestas, lo cual permite que los componentes de la mezcla se separen más

rápido y más eficiente.

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SUSTANCIA PUTA

Son aquello elementos los cuales poseen una composición parcial del estado, por

ende no se pueden crear, ni destruir, debido a que son elementos reales, es decir

que se encuentran en la naturaleza fijos.

COMPUESTO

Es una sustancia pura formada por la combinación de dos o más elementos

diferentes por medios de diversas reacciones químicas.

MEZCLA

Materia compuesta de dos o más sustancias puras, usualmente es llamada

solución, existen dos clases de mezclas: Homogéneas y heterogéneas.

SOLUCIÓN

Es la cantidad de soluto que se disuelve en un solvente. Existen 3 clases: Solución

diluida, concentrada y saturada.

MEZCLA AZEOTRÓPICA

Estas se caracterizan por que su vapor tiene la misma composición que la fase

liquida y por lo tanto no se puede separar por destilación.

MATERIALES Y PROCEDIMIENTO

Matraz de fondo redondo de 500 mL, matraz de 200 mL, perlas de ebullición,

montaje de destilación simple, 3 Erlenmeyer de 100 mL, vino comercial.

Procedimiento general

MONTAJE DE DISTILACION SENCILLA

CALENTAR MATRAZ DE FONDO REDONDO

CON 200 mL DE VINO COMERCIAL

HACER CIRCULAR AGUA POR EL TUBO

REFRIGERANTE

EL AGUA QUE SALE POR LA PARTE

SUPERIOR DEL TUBO REFRIGERANTE IRÁ AL

DESAGUE

RECOJER LAS 3 FRACCIONES SEGÚN

LA TEMPERATURA (I - II -III)

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Fig.1Procedimiento montaje de destilación simple.

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Para comenzar la práctica lo primero y fundamental es realizar el montaje del

equipo de destilación, y tomar la muestra a destilar, (200 ml de vino en estos caso)

con unas pequeñas piezas de material poroso, como la cerámica, con el objetivo

de que se formen las burbujas de vapor sobre la superficie del material poroso y

no salten violentamente (perlas de ebullición).

Se coloca el matraz con los 200 ml de vino a destilar encima de la manta

calefactora, y en la boca del matraz se coloca la columna por la cual ascenderá el

vapor destilado en cada caso (columna de destilación simple y fraccionada). Se

sitúa el termómetro correctamente, de tal manera que pueda medir la temperatura

del vapor que asciende. En el brazo que sale de la columna se coloca

correctamente el sistema de refrigeración del vapor, consistente en una entrada y

una salida de agua, siempre la entrada por abajo para que así salga el aire. Por

último al final del brazo se coloca una probeta para recoger el destilado y a su vez

medir el volumen respectivo del mismo, cubriéndola de tal modo que el etanol

recolectado producto de la destilación no se pierda.

Una vez instalado el equipo de destilación simple conectamos la manta calefactora

para empezar a aplicar calor a la mezcla, y medimos tanto su temperatura como

su volumen a intervalos de dos minutos, hasta pasados 8-10 minutos y alcanzadas

unas temperaturas determinadas, en este caso para las dos destilaciones se

toman fracciones con el fin de reconocer la pureza del producto recolectado y la

temperatura a la cual se da y para cerciorarnos de que todo el etanol y todo el

agua ha destilado.

Tomamos 98º C como la temperatura de ebullición del agua puesto que sería 100º

C para presión 1 atm, como en nuestro caso la presión es ligeramente más baja

que 1 atm realizando los cálculos en base a la definición de punto de ebullición la

temperatura de ebullición del agua es 98º C.

Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

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RESULTADOS Y ANÁLISIS

Siguiendo el procedimiento de realización de la destilación simple, se obtuvo:

Se inició el proceso de destilación con una temperatura de 20°C, teniendo en

cuenta la variación de la temperatura cada 5 minutos:

En la siguiente tabla se encuentran consignados todos los datos obtenidos en la

práctica de destilación simple. Comportamiento del vino, temperatura VS Goteo X

segundo de destilado, cada 5 minutos.

Cada 5 minutos

Temperatura °C 1 Gota X

Segundo

79 3

Después de

10minutos

78 6

76 10

76 10

80 8

80 8

89 1

91 1

8

92 1

92 1

92 2

92 4

Se muestra al comenzar el proceso con 20°C, al cabo de 10 minutos tenemos una

temperatura de 79°C y un goteo de 3 por segundo; en este procedimiento se toma

la cabeza de la destilación que empezará a observarse entre los 76-85°C. Al cabo

de los 35 minutos notamos un cambio de temperatura en donde desciende la

cantidad de gotas y baja por un momento la temperatura, mostrándonos luego un

aumento de temperatura; cambiando así el Erlenmeyer destinado para la siguiente

fracción.

En su análisis organoléptico se denota un aroma a etanol con uvas, color

trasparente con un volumen total de 22 mL.

Luego se cambia el Erlenmeyer cuando sube la temperatura para extraer el

cuerpo del vino que se encuentra entre los 86-95 °C; tendremos allí a los 40

minutos de iniciar el proceso una temperatura de 89°C con una gota por segundo,

al cabo de 5 minutos asciende la temperatura a 91 con la misma velocidad de

goteo para a los 5 minutos estabilizarse con una temperatura de 92°C.

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Al cabo de 20 minutos por variación de velocidad de goteo, se cambia el Erlenmeyer obteniendo un

cuerpo de 120 mL. En su análisis organoléptico su olor era a etanol puro más trasparente que la

cabeza.Después se recoge por último la cola del destilado con lo cual la temperatura de 92°C no

varía pero si la velocidad del goteo.

Después de 10 minutos se obtiene 37 mL de cola. De residuos en el balón se obtuvieron 23 mL

viscosos y bastante oscuros. Para la toma de medidas de la densidad de las fracciones

recurrió a un picnómetro que pesaba 12.48 g.

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Se obtuvo la tabla:

Tabla N°2 – Análisis y cálculos del vino después de su destilación.

VOLUMEN (mL) MASA (g) DENSIDAD

(g/mL)

FRACCION I

CABEZA 10 8,96

0,896

FRACCION II

CUERPO 10 10,17

1,017

FRACCION III

RESIDUOS 10 10,29

1,029

El objetivo de la destilación es la separación de un líquido volátil de una sustancia

no volátil o de diferentes puntos de ebullición. En esta actividad experimental la

sustancia a trabajar es el vino tinto, una solución etanoica de bajo costo con un

porcentaje de alcohol reportado de 13.75; al realizar la destilación simple para

verificar su veracidad se separa aprovechando los diferentes puntos de ebullición

entre el agua y el etanol, 100 °C y 78 °C; ambas sustancias difieren en la presión

de vapor, sus fuerzas de cohesión (Capacidad de ambas sustancias en formar

puentes de hidrogeno), por eso la diferencia de sus puntos de ebullición distan

entre sí de 22°C.

Toda bebida alcohólica contiene etanol- agua , para llevar a cabo la destilación de

esta mezcla se aprovechó la volatilidad, una de las propiedades de los líquidos

que se define como la capacidad de evaporarse rápidamente; el componente

volátil es el etanol puesto que este solo tiene un puente de hidrogeno (-OH),

mientras el agua tiene la capacidad de armar dos puentes de hidrogeno lo que

influye en las interacciones de las moléculas haciendo que sean mucho más

fuertes entre sí, por eso al destilar la solución etanoica conforme al tiempo

transcurre, se separan y se condensan los vapores y la cantidad de solución en el

balón va dismuyendo progresivamente al igual que el contenido de etanol

(componente más volátil en el líquido).

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Se obtuvieron tres partes del destilado tomados a partir de cambios de

temperatura mostrándonos la cabeza del destilado que contiene un aroma al vino;

el cuerpo de la destilación que presenta un aroma bastante concentrado de etanol

y no se percibe el aroma de las uvas, y una cola del destilado que serán los

residuos de esta. Como se puedo observar en el cuerpo y cola de la destilación se

observó una mayor densidad, superior al del agua; esto debe a que la destilación

simple se pueden separar mezclas de dos componentes que hiervan a una

diferencia de punto de ebullición de al menos de 60-80°C; ya que la diferencia de

nuestra sustancia solo es de 22°C, en el momento de la condensación como el

agua se evapora en Bogotá a 92°C aprox. Y en estas fracciones al haberlas

expuesto a temperaturas de 86 a 92°C donde permaneció estable, hay un arrastre

de vapor de agua al producto final de la destilación, lo que hace que aumente la

densidad final de producto, obteniendo así estos resultados, lo que nos indica que

el mejor proceso para la destilación del vino pudo haber sido la destilación

fraccionada por su proceso de condensación; ya que el fraccionamiento de la

columna hace que se repita varias veces el proceso de destilación simple; se

repite en cada plato el proceso haciendo que este sea muy eficaz acabando de

producir vapor más puro y de una manera continua aunque también difiere en la

diferencia de puntos de ebullición ya que es muy baja.

Se realizó una destilación fraccionada porque en esta se favorece el

establecimiento del equilibrio entre la forma líquida y vapor, haciendo que la

separación sea más efectiva y que el vapor liberado no arrastre moléculas del

componente menos volátil. Además, teniendo en cuenta el punto de ebullición del

alcohol (78°C) y el punto de ebullición del agua a 563mmHg (92°C) decimos que,

la diferencia es menor a 25°C por lo que nos dio una razón más para realizar una

destilación fraccionada.

El volumen del destilado obtenido después de terminar la destilación fue de

aproximadamente 1 mL, la cantidad de muestra utilizada para destilar fue de

100mL. Lo que indica que tuvimos un rendimiento aproximado del 2%. Se hizo un

análisis organoléptico a este destilado diciendo que, si tenía un olor particular del

alcohol, sin embargo se obtuvo un bajo rendimiento.

Al tener tan poco destilado, no se halló la densidad, pues mínimo se necesitaba

10mL, por ende no se determinó la concentración de la disolución de

hidroalcohólica que se esperaba.

CONCLUSIONES

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La destilación como un método de separación de mezclas es útil para purificar

sustancias. En este caso la destilación simple es importante para separar los

componentes volátiles.

Para separar dicha sustancia de partida (vino), es necesario tener en cuenta las

propiedades físicas de la mezcla como puntos de ebullición, de volatilidad y fusión.

La sustancia homogénea puede separarse por medio de la destilación, cada

componente tiene su punto de ebullición, cuando se destila el vino el alcohol

pierde su olor.

Al cambiar de fases el destilado, hay cambios de temperatura de goteos por

segundo, lo que nos ayuda a saber cuándo ha terminado de destilar una fase o la

mezcla como tal.

En la destilación de mezclas en las cuales sus puntos de ebullición son menos a

60°C en destilaciones simples, hay arrastre de vapores de agua al destilado

aumentando así sus densidades.

Es importante manejar la técnica de destilación simple como proceso físico de

separación; debido a que esta nos permite separar fácilmente una mezcla con

diferentes puntos de ebullición.

Con relación a la comparación entre los procesos de destilación simple y

fraccionada, se afirma que el proceso de destilación fraccionada como tal resulta

más eficiente, puesto que este procedimiento se basa en la repetición de varios

procesos de destilación simple gracias al uso de una columna de fraccionamiento,

de igual modo se afirma que en el proceso de destilación simple el denominado

destilado se obtiene con impureza puesto que es un proceso directo con una

columna no compleja sin embargo para este caso se puede obtener un alto

porcentaje de alcohol de la muestra inicial.

BIBLIOGRAFÍA

[1] Lora, J., Pérez, R., Iborra, M. I., & Carbonell, I. (1992). Simulación del Proceso de

Destilación para la Concentración de Aromas del Vino. Revista española de ciencia y

tecnología de alimentos, 32(6), 621-633.

[2] www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_tipus.html visto25/07/14 14:25 pm

[3] J.M, Costa. Diccionario de Química Física. Publications I Edicions de la Universitat de

Barcelona, España. 2005. Pág 330 – 331.

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Regional Distrito Capital

Sistema de Gestión de la Calidad

MONTAJES DE DESTILACIÓN

Jonathan Ortiz1, Jhonny Giraldo

2, Katherine Cerquera

3

RESUMEN

Montajes para destilación a partir de Kit Corning hecho de material de vidrio.

1 Estudiante, Servicio Nacional de Aprendizaje- SENA, Química Aplicada a la industria, Bogotá, Colombia.

Joaortiz218@misena.edu.co 2 Estudiante, Servicio Nacional de Aprendizaje- SENA, Química Aplicada a la industria, Bogotá, Colombia.

3 Estudiante, Servicio Nacional de Aprendizaje- SENA, Química Aplicada a la industria, Bogotá, Colombia.

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INTRODUCCIÓN

La destilación es un proceso que

consiste en calentar un líquido hasta

que sus componentes más volátiles

pasen a la fase de vapor,

continuando a enfriar dicho vapor

para recuperar los componentes en

forma líquida por medio de la

condensación.

Existen varias clases de destilación,

en la cual las más comunes y

utilizadas son:

Destilación simple o destilación

sencilla, es un método donde se

pueden separar sustancia con una

diferencia de 100 a 200 °C y se

utiliza para separar solidos disueltos

en líquidos con una diferencia de

50°C en el punto de ebullición.

Destilación fraccionada se emplea

para separar líquidos de punto de

ebullición cercanos, se diferencia de

la destilación simple ya que en esta

se utiliza una columna de

fraccionamiento, la cual permite

mayor contacto entre los vapores que

ascienden junto con el líquido

condensado de desciende, facilita el

intercambio de vapores y los líquidos.

Destilación por arrastre de vapor se

lleva a cabo la vaporización del

componente más volátil del no volátil,

lo que logra es formar agua en la

mezcla y es donde se genera el

“arrastre del vapor”, que al final el no

es un arrastre del líquido más volátil

sino condensar el vapor destilado.

Destilación al vacío

En este caso se va a especificar la

destilación al vacío que también es

llamada destilación a baja

temperatura, es el método de

separación que se utiliza para extraer

mezclas a una presión inferior a la

presión atmosférica, la cual la presión

más baja reduce el punto de

ebullición de la mezcla liquida.

Dicha destilación a una presión más

baja asegura que los líquidos

sensibles a la temperatura puedan

ser separados efectivamente sin ser

degradados.

Esta destilación también es utilizada

en materiales sensibles para eliminar

los disolventes de la mezcla sin dañar

el producto, o también cuando la

destilación al vapor tiene un nivel

inferior de la acumulación de

residuos.

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El montaje de esta destilación es

similar a la de una destilación simple,

lo único que la diferencia es que se

conecta el matraz de

desprendimiento lateral a una bomba

la vacío, la cuela permite destilar los

líquidos a temperaturas inferiores a

un punto de ebullición normal.

Materiales.

1. Matraz con desprendimiento

lateral

2. condensador

3. mangueras de caucho

4. bomba la vacío

5. matraz ( mL según cantidad a

recoger)

1

1

MONTAJES DE DESTILACION AL VACIO (CORNI).

2

2

3

3

BIBLIOGRAFIA.

Destilación al vacío, aplicaciones a escala de laboratorio, aplicaciones

industriales de escala. Destilación molecular.

http://www.centrodeartigos.com/articulos-enciclopedicos/article_86255.html

Destilación sencilla fraccionada y al vacío.

www.quimicaorganica.net/destilacion.html

4

4

Métodos de destilación. www.ehowenespanol.com/metodo-

destilacion.lista_86591