INFORME DELA PRCTICA DE LA PLANTA DE ALCOHOLNDICE

CONTENIDO Pg.

RESUMEN 03INTRODUCCIN 04

OBJETIVOS 05

FUNDAMENTO TERICO 05 -28

MATERIALES Y MTODOS 28 -29

CLCULOS Y RESULTADOS 29 - 41

CONCLUSIN 42

RECOMENDACIN 43

BIBLIOGRAFA 44

ANEXO 45

RESUMEN

El presente informe de Prctica Pre-profesional desarrollado en la Planta Piloto de la Facultad de Ingeniera Qumica, se ejecut en dos modalidades: tericas y prcticas, inicindose con seminarios y entrega de materiales de lectura como apoyo a cada prctica que se realiz, dando a conocer al estudiante sobre los diferentes procesos y operaciones que sucede en la prctica desarrollada, donde las inquietud del estudiante ha sido resuelta por el expositor.

Donde el estudiante puso en prctica todos sus conocimientos y principios obtenidos en el desarrollo de la carrera de Ingeniera Qumica como los cursos de: Transferencia de Calor, Transferencia de Masa, Balance de Materia y Energa, Mecnica de Fluidos, Operaciones de Ingeniera Qumica, Termodinmica, entre otros, el cual nos sirvi como base para calcular y conocer el Balance de Materia y Energa y el Rendimiento en cada etapa del desarrollo de proceso.

Durante las prcticas pude realizar el reconocimiento de los equipos, del proceso de obtencin del producto y las tcnicas de mantenimiento de dichos equipos.

El presente informe esta desarrollado en captulos, el cual ayudar a entender mejor cada una de las prcticas desarrolladas.

En este informe se presentan tambin los resultados del balance de materia y energa la caracterstica tcnica del caldero, en el proceso de obtencin de Alcohol y dems actividades durante el periodo de entrenamiento.

El presente informe esta desarrollado en captulos, el cual ayudara a entender mejor la prctica desarrollada.

INTRODUCCIN

La facultad de Ingeniera Qumica cuenta dentro de la institucin con plantas pilotos tales como azcar y de cerveza y de alcohol.

Estas plantas complementan los conocimientos que se adquieren en las aulas con la parte prctica y as formarnos profesionalmente.

Las materias aprendidas como Balance de Materia y Energa, Mecnica de Fluidos, Procesos unitarios y los cursos de ingeniera de procesos. Con respecto a la produccin de Alcohol, luego de obtener el mosto se proceder a obtener, el producto realizando todos los procedimientos y pasos a seguir en sus equipos hasta su obtencin final

I. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVOS GENERALES* Conocer in situ el Proceso y Operacin de obtencin de alcohol y sub productos a partir de la caa de azcar y melaza con la tecnologa y el proceso de destilacin en la planta piloto de la Facultad de Ingeniera Qumica.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS* Realizar y describir el reconocimiento de cada una de las reas que intervienen en la obtencin de alcohol en la planta piloto tales como: rea de proceso, Control de Calidad, , as como informarse de las funciones que cumplen cada una de ellas.

* Instruir y familiarizar al practicante en el manejo y uso de diferentes equipos industriales, propios del rea de trabajo.* Dar oportunidad al practicante para adquirir mayores destrezas y habilidades con referencia a nuestra carrera profesional.* Incrementar y contrastar el aprendizaje adquiridos en nuestro centro de estudio con las operaciones unitarias realizadas en la planta Piloto de alcohol, proporcionando al estudiante una mejor visin de su carrera, que lo ayudara a fortalecer tanto su formacin personal como profesional.* Familiarizarse con la idiosincrasia del personal que labora en la empresa, intercambiar ideas y tratar en lo posible de dar solucin a las dudas o inquietudes que se les presenten.

II. FUNDAMENTO TERICO.

3.3. DESTILACIN.La destilacin es una operacin en la cual una mezcla de dos o ms sustancias son separadas mediante la evaporacin de una parte de la mezcla seguida de la condensacin del vapor obtenido, en dos o ms fracciones diferentes, entre los intervalos de temperatura en que fueron destilados.

Cuando una mezcla es sometida a un proceso de destilacin, por su calentamiento sucede la emisin de vapores, cuya composicin difiere en la mezcla y, a medida que la temperatura se eleva, la tensin de los vapores aumenta y, cuando la tensin iguala o supera a la presin atmosfrica reinante, la mezcla entra en ebullicin. Por la evaporacin de la parte de la mezcla, el vapor resultante contendr los lquidos en proporciones diversas, obviamente, en mayor proporcin el lquido mas voltil, esto es, aquel cuya tensin es superior al de los otros componentes. La destilacin es funcin de la tensin resultante de la solubilidad recproca de los diversos componentes de la mezcla.

El estudio de los fenmenos que ocurren durante el proceso de destilacin, exige un conocimiento de las leyes que gobiernan la fsica qumica. Mientras tanto comprendido el principio fundamental, y para atender las finalidades para las cuales fueron hechas stas notas, bastan las nociones generales descritas a seguir, sobre el comportamiento de las mezclas.

Considerndose una mezcla hidro - alcohlica, donde P representa la cantidad de alcohol y Q la cantidad de agua, y, p y q respectivamente las cantidades de alcohol y agua en el destilado, de manera general se tiene que:PQ = pq

La temperatura en que la mezcla entra en ebullicin a presin normal, (760 mm de mercurio), se llama punto de ebullicin. El punto de ebullicin de una mezcla es, por lo tanto, la temperatura en la cual la tensin de los vapores formados est en equilibrio con la presin atmosfrica.

Para cada liquido, sta temperatura de ebullicin es invariable, y cualquiera que sea la fuente de calor, sta temperatura permanece constante, desde que la presin tambin permanezca constante.

3.4. PROCESO DE DESTILACINEl jugo fermentado con una concentracin de 10,5-12% de etanol y 5,5-7,5 BRIX es bombeado continuamente a los tubos del deflegmador pre calentador.- este equipo junto a los dems condensadores que se encuentran en la misma lnea es un intercambiador de calor por tubos de disposicin vertical, cilndrica, con tubos hechos completamente de cobre y con cabezales soldados en las paredes del cilindro.

El vapor ingresa por el casco y por los tubos el mosto al ser calentado. El mosto calentado ingresa por el plato superior de la primera columna de destilacin (agotamiento).- esta columna consta de 13 platos cada plato tiene 2 borboteadores de cobre entre cada dos platos adyacentes hay una abertura de limpieza y dos mirillas e inspeccin e eliminacin, con las boquillas necesarias y entre ellos cuatro grifos como muestras con los cuales es posible tomar muestras de fases de lquidos de los platos 1, 3, 5 y 13 como producto de fondo de la columna, la binada conducida a una de las cubas de fermentacin baca el agua del lutter procedente de la segunda columna de funcin similar.- la segunda columna consta de 18 platos y no lleva incorporado abertura de limpieza entre los platos, ya que la fase liquida es extensa de contaminaciones slidas. La calefaccin de ambas columnas tiene lugar por va directa por vapor cuya presin se mide mediante un manmetro manual.

Los vapores de la segunda columna se condensan parcialmente en el deflegmador, este primer reflujo contiene menos alcohol que el vapor de modo que su regreso se conduce al plato 13 , a travs del rotmetro medidor los vapores restantes pasan al condensador total cuya superficie es de 2 mt2.- una parte de la precipitacin hace pasar por el rota metro medidor en forma de flujo al plato superior, mientras que la parte restante prosigue su trayecto como producto final, llegando al enfriador de condensacin y despus de pasar la probeta se conduce calentador.- este equipo junto a los dems condensadores que se encuentran en la misma lnea es un intercambiador de calor por tubos de disposicin vertical, cilndrica, con tubos hechos completamente de cobre y con cabezales soldados en las paredes del cilindro.

El vapor ingresa por el casco y por los tubos el mosto al ser calentado. El mosto calentado ingresa por el plato superior de la primera columna de destilacin (agotamiento).- esta columna consta de 13 platos cada plato tiene 2 borboteadores de cobre entre cada dos platos adyacentes hay una abertura de limpieza y dos mirillas e inspeccin e eliminacin, con las boquillas necesarias y entre ellos cuatro grifos como muestras con los cuales es posible tomar muestras de fases de lquidos de los platos 1, 3, 5 y 13 como producto de fondo de la columna, la binada conducida a una de las cubas de fermentacin baca el agua del lutter procedente de la segunda columna de funcin similar.- la segunda columna consta de 18 platos y no lleva incorporado abertura de limpieza entre los platos, ya que la fase liquida es extensa de contaminaciones slidas. La calefaccin de ambas columnas tiene lugar por va directa por vapor cuya presin se mide mediante un manmetro manual.

Los vapores de la segunda columna se condensan parcialmente en el deflegmador, este primer reflujo contiene menos alcohol que el vapor de modo que su regreso se conduce al plato 13 , a travs del rotmetro medidor los vapores restantes pasan al condensador total cuya superficie es de 2 mt2.- una parte de la precipitacin hace pasar por el rota metro medidor en forma de flujo al plato superior, mientras que la parte restante prosigue su trayecto como producto final, llegando al enfriador de condensacin y despus de pasar la probeta se conduce como producto a los depsitos.

2.2.1. PASOS QUE SE SIGUEN PARA EL PROCESO DE OBTENCIN DEL ALCOHOLa.- Pesado de la caa.- la caa que ingresa a la fabrica debe ser pesada en una balanza de 500 a 1000 Kg. de capacidad.

b.-Lavado de caa.- Una vez pesada la caa debe ser en lavado para eliminar las impurezas adheridazas, las cuales influyen negativamente en los GRADOS BRIX del jugo de caa.

c.-Molienda.- Se realiza en trapiche de 1000 L / h de capacidad. Pesada la caa se extrae el jugo la que es tamizada con la finalidad de retener los dolidos no disueltos luego es depositado en la tina de fermentacin.

d.-Fermentacin.- Al jugo depositados en las cubas de fermentacin se agrega levadura en una cantidad aproximada de 0.3% en volumen de mosto o jugo obtenido.

El contenido de alcohol del mosto fermentado se determina con el alcoholmetro, Para lograr la concentracin ptima de alcohol en el flujo fermentado se deben realizar controles permanentes como son: pH, Brix, Temperatura, estos controles se efectan con el fin de realizar los ajustes necesarios.

2.2.2 CICLOS DE FERMENTACIN.El fermento a de contener en primer lugar fuente de carbn, dicha fuente recibe generalmente en la glucosa, fructuosa, sacarosa o maltosa obtenida por previa hidrlisis o bien contenida por la materia prima a ser usado. No obstante, no se debe dejar fuera de atencin la concentracin de dicha sustancias en la solucin nutritiva, es importante su concentracin ya que la solucin de azcar demasiada concentrada, las clulas del fermento puede sufrir plasmlisis y parecer.

Adems del hidrato de carbono, el fermento como todo organismo vivo, requiere tambin fuente e nitrgeno (el hidrato de carbono es tambin fuente de C, O y H) como fuente de nitrgeno se utilizan generalmente los productos de descomposicin de protenas o simples aminocidos, no obstante muchas especies de fermento son capaces de cubrir su consumo de N, de sales de amoniaco.

Adems de los elementos fundamentales enumerados, el fermento requiere tambin otras sustancias (K, Na, Cu, Mg, S, P, Cl, Sales, Biomateriales, etc.) estas sustancias se requieren en cantidades tan pequeas que tal requisito se considera satisfecho por la materia prima natural. Es importante sin embargo que la solucin a ser fermentado contenga fosfato inorgnico. Esto es necesario ya que cierta parte de la energa en la clula se une un grupo mas de fosfato producindose el ATP (Adenosina trifosfato).

Si la solucin nutritiva preparada segn los aspectos ante dicho se injerta con fermento y no se le ventila, se producir un proceso anaerbico de produccin de energa y se denomina fermentacin.

La fermentacin es por lo tanto una reaccin compuesta por varias etapas, cada una de los cuales es canalizada por algunas de las enzimas del fermento. La totalidad de tal procedimiento se denomina sistema enzimtico de simaza.

A fin de dicha reaccin transcurra con el mejor rendimiento hay que asegurar para los fermentos. (Es decir, para sus enzimas que catalizan el proceso) las circunstancias optimas. El pH de la solucin de debe mantener a un valor dbilmente cido (4,5-5,5) por medio de cidos sulfricos, o bien, NH4OH (en inters de impedir la contaminacin de bacterias). La temperatura optima esta alrededor de 30 0C. Dado que la fermentacin es una reaccin exotrmica y en inters de mantener dicha temperatura al usar grandes cubas de fermentacin, es indispensable asegurar la constante refrigeracin del sistema.

Teniendo en cuenta que el alcohol producido es agente desinfectante. Las funciones vitales del fermento se vuelven cada vez ms lentas con el progreso de la fermentacin. (Con un contenido de etanol de 20 a 25 % perecen sus fermentos).

Adems del efecto plasmolizante de la solucin sacarosa concentrada, tambin dicho fenmeno justifica la fermentacin de solucin licuada.

Si se asegura las condiciones ptimas la fermentacin al cabo de 72 horas se obtiene el jugo fermentado con un contenido alcohlico aproximado de 12% partiendo de una solucin aproximada de 18% de contenido de azcar.

El rendimiento de la fermentacin se expresa con el grado de fermentacin que seala la relacin entre el contenido efectivo de alcohol en el flujo y la cantidad de alcohol. De la reaccin de cidos orgnicos o minerales con el alcohol, se forman sus esteres correspondientes, los cuales se pueden hidrolizar dando alcohol y cido.

CH3CH2OH + CH3COOH CH3 COO CH2 CH3 + H2OAlcohol + Acido Actico Acetato de Etilo + Agua

3.5. OBTENCIN.El alcohol puede ser obtenido a travs de la va biolgica (alcohol de fermentacin), va sinttica (alcohol de sntesis), y, excepcionalmente de la destilacin de lquidos alcohlicas (alcohol de recuperacin).

2.2.3 Va Biolgica.En la va biolgica, se parte de materias azucaradas (jugo de caa, mezcla, jugo de frutas, cereales, etc.), las cuales despus de su transformacin en mosto son sometidas al proceso fermentativo resultando como producto principal de la actividad enzimtica de las levaduras, el alcohol. La obtencin de alcohol de fermentacin puede ser resumida en la ecuacin de Gay - Lussac:

C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 + 23,5 cal.Glucosa Etanol + Dixido de carbono + Energa

Segn esta ecuacin, 100 partes en peso de glucosa (o fructuosa) son desdobladas formando 51,1 partes de peso de alcohol y 48,9 partes en peso de dixido de carbono. En realidad, la cantidad de alcohol producida es menor de la establecida por Gay - Lussac, debido a la produccin de otras sustancias tales como glicerina, cido sulfrico.

2.3.2. Va Sinttica.A travs de sntesis, dependiendo de la disponibilidad, se puede partir de diversas materias primas, tales como: eteno, acetileno, gases de petrleo, dixido de carbono, hulla, etc.

Actualmente son conocidas varias patentes de procesos industriales. Amanera de ilustracin se muestra en secuencia la obtencin del alcohol de sntesis del etileno, proceso utilizado por la Standard Alcohol De Baten Rouge, Luisiana, USA.

Inicialmente el etileno es tratado con el acido sulfrico produciendo el sulfato cido de etilo, y por la secuencia de las reacciones, el sulfato neutro de etilo:H2C = CH2 + H2SO4 --------- SO4H C2H5Etileno. + Acido sulfrico. Sulfato acido de etilo y

H2C = CH2 + SO4H C2H5 ----------

SO4(C2H5)2Sulfato neutro de etiloPosteriormente los sulfatos se hidrolizan dando alcohol y regenerando el cido sulfrico.

SO4H C2H5 + HOH --------- H2SO4 + CH3CH2OHAlcohol Etlico

SO4(C2H5)2 + 2HOH --------- H2SO4 + 2CH3CH2OH

El rendimiento estimado en este proceso es 190 L de etanol por 100 L de etileno.

3.6. TIPOS DE ALCOHOLES.Independientemente de su origen, segn su concentracin y pureza, el alcohol se puede presentar en los siguientes tipos.

2.4.1 Alcohol Rectificado.El alcohol rectificado es el producto de la purificacin y concentracin de las flegmas o del alcohol bruto (segunda), con un grado alcohlico que vara entre 95 a 97 GL. En funcin al proceso de purificacin al que fue sometido, el alcohol rectificado puede ser clasificado en :

2.4.2. Alcohol Industrial.Obtenido de la purificacin parcial de las flegmas, especialmente en las destileras anexas a los ingenios azucareras, contiene un pequeo porcentaje de impurezas, presentado en las siguientes caractersticas.

Grado Alcohlica . 95,2 GLAcidez total . 3 mg/100 ml (mximo).Reaccin Barbet . 2 min (mnimo).

2.4.3. Alcohol Fino.Obtenido de la purificacin de las flegmas, contenido un menor porcentaje de impurezas, presentando las siguientes caractersticas.

Grado Alcohlica . 96,2 GL.Acidez total . 1,8 mg/100 ml (mximo).Reaccin

Barbet . 10,0 min (mnimo).

2.4.4. Alcohol Extra Fino.Obtenido de la purificacin de las flegmas, rectificado industrial, etc., contiene una pequea porcentaje de impurezas, presentando las siguientes caractersticas.

Grado Alcohlica . 96,0 GL.Acidez total . 0,5 mg/100 ml (mximo).Reaccin Barbet . 15,0 min (mnimo).

2.4.5. Alcohol Neutro.Obtenido a travs de un proceso de rectificacin ms depurado de flegmas, alcohol rectificado, y alcohol bruto o segunda, conteniendo apenas trazas de algunas impurezas, presentando las siguientes caractersticas.

Grado Alcohlica . 96,0 GL.Acidez total . Ninguna.Reaccin Barbet . 45,0 min (mnimo).

2.4.6. Alcohol Bruto o Segunda.El alcohol de segunda es obtenido en el proceso de evaporacin de vino o de flegma, conteniendo cerca del 3% de impurezas, aldehdos, acetatos, cidos voltiles, alcoholes superiores, furfural, etc., presentando las siguientes caractersticas.

Grado Alcohlica . 92,00 GL.Acidez total . 100 mg/100 ml (mximo).

2.4.7. Alcohol Anhidro.El alcohol anhidro o absoluto es obtenido por medio del proceso de deshidratacin de las mezclas hidro-alcohlicas, presentando las siguientes caractersticas.

Grado Alcohlica . 99,95 GL.Acidez total . 3,0 mg/100 ml (mximo).

2.4.8. Alcohol Desnaturalizado.Son los alcoholes a las cuales se les adiciona sustancias que los tornan inadecuados para la preparacin de bebidas y aplicaciones similares. Estas sustancias adicionadas en pequeas proporciones pueden ser azul de metileno, violeta de genta cina, cauchtenos, canfora, piridina, etc. En la destilera Casa Grande se desnaturaliza el alcohol de segunda con la adicin de aceite fusel. Estas sustancias desnaturalizantes son de difcil separacin por los procesos qumicos, fsicos o mecnicos.

3.7. COMPOSICIN DEL ALCOHOL.3.8.1. cidos: Orgnicos, especialmente el cido actico, a veces cidos minerales como: Sulfrico y Sulfhdrico.

3.8.2. Aldehdos: Adems de los aldehdos etlicos, encontramos los de la serie de los grasos y furtural.

3.8.3. Esteres: Resultado de la combinacin de alcoholes con diversos; cidos especialmente acetato de etilo.

3.8.4. Alcoholes Superiores: Alcanzan de 0,2 al 0,5% de alcoholes amlicos, proplicos, butlicos y trazas de metanol.

3.8.5. Sustancias: Constituidas por amoniaco y aminas, combinadas con cidos en diversas formas, que se liberan en el ambiente alcohlico

Todas estas impurezas del alcohol no pasan del 1% del mismo. Mientras tanto, su presencia lo caracteriza, como por ejemplo, en el caso del aguardiente que da el olor y gusto caracterstico.

3.8. CARACTERSTICAS DEL ALCOHOL* El alcohol es un lquido incoloro, de olor agradable, ardiente, fcilmente inflamable, de llama plida, muy higroscpico.* Es coagulante de albuminas, conserva tejidos animales en l inmersos con cloro forma acetaldehdos.* En estado deshidratado es perfectamente soluble en diversas sustancias orgnicas o minerales, como esteres, carburantes, acetonas, etc. Su solubilidad disminuye con el aumento de la presencia de agua.* Disuelve ms o menos con facilidad, sulfatos, carbonatos, cloratos y acetatos de potasio. No disuelve por el contrario, los sulfatos, carbonatas, sales alcalinas y acetatos de sodio.* Su mezcla con agua tiene su punto de congelamiento ms bajo que el agua. Sus caractersticas son:

a) Peso Molecular: 46,5b) Peso Especfico a 20 C: 0,7894 gr/ml.a 15 C: 0,7942 gr / ml.c) ndice de refraccin a 20 C: 1,3619d) Punto de ebullicin: 78,32 Ce) Punto de inflamacin: 12,00 Cf) Punto de congelamiento: -130,00 Cg) Estable hasta: 300,00 Ch) Tensin de vapores a 0 C: 12,00 mm Hg.20 C: 44,00 mm Hg.80 C: 812,91 mm Hg.100 C: 1.697,55 mm Hg.150 C: 7.318 mm Hg.i) Calor Especfico a 0 C: 0,548 Kg/cal.20 C: 0,615 Kg/cal.80 C: 0,769 Kg/cal.j) Calor latente: 209,00 Kg. cal.k) Calor Total de ebullicin: 264,92 Kg. cal.l) Densidad a 0 C: 0,806025.15 C: 0,79433.ll) Mxima concentracin de Agua: 52,3 partes alcohol/47,7 partes de agua.

3.9. CARACTERSTICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE ALCOHOL.3.10.6. Alcohol bruto.Peso especifico, a 20 C (mnimo): 0,822 g/ml.Grado en peso IPNM: 88,4.Porcentaje en Volumen, a 15 C: 92,0.Acidez (mxima): 20,0 mg/100 ml.

2.7.2. Alcohol Rectificado.Peso Especfico, a 20 C (mnimo): 0,8112 g / ml.Grado en peso IPNM: 92,5.Porcentaje en Volumen, a 15 C: 95,0.Acidez (mxima): 3,0 mg/100 ml.Esteres (mximo): 3,6 mg/100 ml.Reaccin Barbet (mnimo): 2,0 min.

2.7.3. Alcohol Rectificado Fino.Peso Especfico, a 20 C (mnimo): 0,8073 g/ml.Grado en peso IPNM (mnimo): 92,9.Porcentaje en Volumen, a 15 C (mnimo): 95,0.Acidez (mxima): 1,8 mg/100 ml.Reaccin Barbet (mnimo): 10,0 min.

2.7.4. Alcohol Rectificado ExtraFino.Peso Especfico, a 20 C (mnimo): 0,8073 g/ml.Grado en peso IPNM (mnimo): 92,9.Porcentaje en Volumen, a 15 C (mnimo): 96,0.Acidez (mxima): 0,5 mg/100 ml.Reaccin Barbet (mnimo): 15,0 min.Residuo fijo, alcoholes superiores, aldehdos,Piridinas, amoniaco, formaldehido, fenol,Alcohol metlico, acetona: Exento.

2.7.5. Alcohol Deshidratado. (Absoluto).Peso Especfico, a 20 C (mnimo): 0,7918 g/ml.Grado en peso IPNM (mnimo): 99,2Porcentaje en Volumen, a 15 C (mnimo): 99,95.Acidez (mxima): 3,0 mg/100 ml.Residuos Fijos (mximo): 5,0 mg/L.Cloro (mximo) 1,0 mg/L.

2.7.6. Alcohol Deshidratado Fino (Absoluto).

Peso Especfico, a 20 C (mnimo): 0,7918 g/ml.Grado en peso IPNM (mnimo): 99,2Porcentaje en Volumen, a 15 C (mnimo): 99,95.Acidez (mxima): 1,0 mg/100 ml.Reaccin Barbet (mnimo): 10,0 min.Residuos fijos, Alcoholes superiores, aldehdos,Piridinas, amoniaco, formaldehido, fenol,Alcohol metlico, acetona, metales pesados,Taninos, bencina: Exento.

3.10. PROCESOS DE RECTIFICACIN.La rectificacin de una flegma puede ser realizada industrialmente a trabes de procesos intermitentes y continuos.

En los procesos intermitentes, La rectificacin es llevado a efecto de columnas en las cuales una determinada carga de flegma es purificada separndose en fracciones sucesivas, productos de cabeza, corazn (alcohol rectificado) y colas, mientras que en procesos continuos, con una alimentacin ininterrumpida de flegmas a las columnas de destilacin, las impurezas como el alcohol de segunda, las flegmas y aceite fusel son separadas en forma continua del producto principal.

Se debe resaltar que, se puede clasificar como rectificar directa, cuando la mescla hidro - alcohlica a ser rectificada entra en la columna en fase vapor, rectificacin indirecta, cuando la mezcla entra en fase liquida y rectificacin semi directa, si la mezcla entra en las dos fases. Actualmente los procesos de rectificacin directa, son los ms usados en la obtencin de los alcoholes rectificados industriales, mientras que, los procesos de rectificacin indirecta, son usados en la obtencin de alcohol extra fino.

3.11.7. Rectificacin Intermitente.Este tipo de rectificacin e los cuales son utilizados aparatos rectificadores intermitentes, tales como la columna rectificadora de Egrot o Deroy, que son ni ms ni menos que alambiques de alto grado que por ahora se encuentra en completo desuso industrial para la produccin de alcohol rectificado debido a los siguientes inconvenientes: gran consumo de vapor y agua, necesita de un mayor nmero de repases, mayores prdidas de alcohol, operacin larga con gran prdida de tiempo, etc. La rectificacin intermitente se encuentra ahora en la fabricacin de bebidas alcohlicas finas.

3.11.8. Rectificacin Continua.Los procesos de rectificacin continua pueden ser conducidos de varias maneras, dependiendo del tipo de alcohol rectificado deseado. As, dependiendo del producto a ser obtenido, los conjuntos rectificadores pueden ser ms o menos complejos. Bsicamente varan con el nmero de columnas, como por ejemplo, la adicin de la columna de depuracin de vino o de flegmas, o de columnas de repase, etc., como posteriormente sern descritos.

3.11.9. Columna Rectificadora.La Columna rectificadora propiamente dicha, es una columna de alto grado, caracterizndose por presentar una zona de agotamiento, con cerca de 13 platos, y una zona de concentracin compuesta por ms de 48 platos. En sta columna, la flegma es concentrada hasta 96 97 GL, habiendo adems la separacin de las columnas de cola (aceite fusel), de cabeza (aldehdos), y de agua (flegmasa).

La constitucin de platos es fundamentalmente la misma que de la columna de agotamiento de vino (mostera), variando en lo que respecta al nmero y la forma de las calotas, como tambin en el nmero de platos por cuerpo (gomo).3.11.10.1. Accesorios de la Columna de Rectificacin.Adems de los accesorios normales de una columna de destilacin (reguladores de vapor, condensadores, etc.) la columna de rectificacin posee un decantador Lavador de aceite fusel, visto correspondiente.

3.11.10.2. Aparatos de Rectificacin.Dependiendo del tipo de alcohol que se desea obtener, pueden ser usados diferentes equipos rectificadores. Los esquemas de estos equipos se tornan ms complicados a medida que una mayor calidad de alcohol sea exigida, variando el equipo en relacin al tipo alcohol rectificado de ms baja calidad hasta el alcohol rectificado extra fino.

3.11. USOS Y APLICACIONES DEL ALCOHOL.Son innumerables las aplicaciones del alcohol etlico. Es utilizado como materia prima para obtencin de otras sustancias, participando en el proceso de fabricacin de otros productos. Puede ser empleado como combustible, y tiene una larga aplicacin en la fabricacin de bebidas diversas.

Las principales aplicaciones del alcohol son las siguientes:

3.12.10. Como disolvente.* Para colorantes en la fabricacin de pinturas.* Para confitera en la produccin de productos alimenticios.* Para diluir y clarificar en la fabricacin de pintura para aviones, barnices para madera y metales, esmaltes, pulidores para metales.* En la fabricacin de seda artificial, cuero artificial, plstico, adhesivos.* En la fabricacin de pinturas para grabados, insecticidas, cpsulas de gelatinas, repelentes.* Productos qumicos como alona, fenolftalena, cido tnico, valeriana, genciana.* Estricnina.* Aceites y ceras para pulidores de calzada, aceites minerales purificados para usos mdicos y lubricantes.* Para gomas y resinas en la produccin de barnices.* Para jabones en la fabricacin de de alcohol solidificado, jabones transparentes.* Para limpieza de joyera, relojera, vidriera.* En procesos de purificacin en la obtencin de cnfora bromada, cido oxlico.

3.12.11. Como materia prima en la industria qumica.En la industria qumica, el alcohol etlico encuentra un gran nmero de aplicaciones:

* En la obtencin de esteres como acetato de etilo, butirato de etilo, sulfato de etilo, oxalato de etilo.* En los procesos de hidratacin, en la produccin de ter, etileno, dicloroetano.* En los procesos de oxidacin en la produccin de acetaldehdo, acido actico, vinagre, cloroformo, yodoformo.* En las reacciones de halogenacin en la produccin de bromato de etilo, yodato de etilo, butirato de etilo, acetato de etilo* En la industria de bebidas alcohlicas

3.12. PRODUCCN DE ALCOHOL.En el proceso de produccin de etanol, de acuerdo a la calidad del producto que se desea obtener, puede ser dividida hasta en tres partes diferentes.

Considerando por separado cada tipo o clase de alcohol, los diversos procesos de produccin son las siguientes:

3.13.12. Alcohol bruto destilacin.Cuya finalidad es extraer del mosto o vino fermentado, todo el alcohol en el contenido, junto con sus impurezas voltiles, produciendo el alcohol dbil, bruto o flegma, con una graduacin alcohlica de 50 a 94GL.

3.13.13. Alcohol rectificado rectificacin.Cuya rectificacin tiene la funcin de eliminar del alcohol dbil o flegma, todas las impurezas, y, concentrar el alcohol as purificado, hasta 97GL. Su retirada del equipo de destilacin se hace por la parte superior de columna de rectificacin B.

3.13.14. Alcohol Absoluto Deshidratacin.Por medio de un tercer agente llamado arrastrador u otro elemento apropiado, elimina del alcohol rectificado una cantidad de agua en l contenido, que no se consigue separar ms por fraccionamiento. Se produce as un alcohol deshidratado o tambin llamado absoluto, apropiado para mezclado con carburantes, teniendo una graduacin mnima de 99,95 GL. La salida del sistema se hace por la base de la columna de deshidratacin C.

3.13. NOMENCLATURA USADA.A fin de evitar errores en la interpretacin en la terminologa usada en el presente libro, a continuacin se mencionan las determinaciones de las denominaciones ms importantes:

* Melaza: Residuos de la fabricacin de azcar, con u promedio de 85 Brix y 55 de ART.* ART: (Azcares reductores totales).* Jugo: Jugo de caa proveniente directamente de la extraccin de la caa en la molienda, con cerca de 16 Brix.* Mosto: Mezcla de melaza o jugo con agua con un Grado Brix determinado, destinado a la fermentacin.* Vino: Mosto fermentado con aproximadamente 7 8% de alcohol.* Vinaza: Residuo de la destilacin del vino que fluye de la columna respectiva.* Gas Carbnico: Es el dixido de carbono (CO2), gas liberado durante la fermentacin arrastrando aproximadamente el 1,5% del alcohol producido.* Alcohol Dbil o Bruto: Llamado tambin flegma de 52 - 92 GL.* Alcohol Deshidratado: Llamado tambin absoluto de 94 96 GL.* Alcohol de Cabeza: Es el alcohol ms voltil, llamado tambin de aldehdo, que se desprende por el tope de la columna de destilacin.* Alcohol de mal gusto: Llamado tambin cauda o cola, retirado en la base de la columna de rectificacin.* Alcohol de Liquidacin: Alcohol dbil, se obtiene al final del proceso, cuando el equipo de destilacin paraliza para la limpieza. Se agreda a la dorna de fermentacin donde se mezcla con el vino.* Aceite Fusel: Sub producto perjudicial a la calidad del alcohol, debe ser retirado del sistema en la columna de lutter y rectificadora.* Agua de Lutter: Residuo retirado en la base de la columna de lutter, exento de productos voltiles y aceite fusel.* Columna A: Columna de destilacin donde se hace la evaporacin de la mezcla alcohol agua hasta aproximadamente 48 52 GL., cuyo residuo es la vinaza.* Columna B: Columna de rectificacin, donde el alcohol se enriquece.* Columna Bi: Columna de lutter o agotadora de flegma donde se separa el aceite fusel y se obtiene agua de lutter o flegmasa.* Columna D: Columna de cabeza, donde se procesa la eliminacin de los alcoholes voltiles, aldehdos o alcohol de cabeza, llamado tambin concentradora de cabezas.* Columna C: Donde se produce el alcohol deshidratado o absoluto, llamado tambin columna de deshidratacin.* GL: grados Gay Lussac.* Alcohol: Sin ninguna caracterstica especfica, se considera al alcohol etlico. Proceso de elaboracin de alcohol: Comprende dos fases, una que corresponde al pesado, lavado y molienda de la caa que se realiza en una pequea planta ubicada en la misma plantacin de caa y otra que corresponde hasta la obtencin del jugo fermentado, que se realiza en la planta piloto ubicada en la ciudad de Iquitos.

3.14. SUBPRODUCTOS DE LA DESTILACIN RECTIFICACIN.Los sub productos son productos derivados y resultantes del proceso de obtencin del producto principal, y que por sus caractersticas presentan condiciones para una evaluacin econmica.

Dentro de esta definicin, los principales subproductos normalmente evaluados en conjunto con la obtencin del alcohol etlico a partir de la destilacin de los vinos obtenidos por fermentacin de mosto por accin de las levaduras son:* Vinaza.* Levaduras.* Aceite Fusel.

El aprovechamiento racional de los subproductos, adems de ser fuente adicional de renta para la industria, se torna muchas veces de imperiosa necesidad como es el caso de la vinaza, por ejemplo. El aprovechamiento de este subproducto, se origin de la necesidad de evitar su lanzamiento en los cursos de agua, como los ros, reduciendo as su contaminacin.

El control de la destilacin, consiste en la verificacin de las condiciones de funcionamiento de los equipos implicados en el proceso, as como la calidad del producto obtenido. Ese control es normalmente afectado con la medicin del grado alcohlico del vino que entra en el equipo, de los residuos (vinaza, flegmasa, etc.), que abandonan el equipo, as como por la determinacin del grado alcohlico de los productos y sus respectivos coeficientes de impurezas.

3.15.15. ALCOHOLIMETRA.La alcoholimetra es un conjunto de procesos para la evaluacin del grado alcohlico de las mezclas hidro alcohlicas. Esta evaluacin es efectuada con mayor exactitud, basndose en las propiedades fsicas de estas mezclas.

3.15.16.3. Procesos Alcohomtricos.Los procesos mediante los cuales se determinan el grado alcohlico de una mezcla, pueden ser divido en:

Procesos basados en la densidad o en el peso especfico.Para una mezcla hidro alcohlica, con una determinada densidad o peso especfico, corresponde un determinado grado alcohlico, que puede ser constatado por:

3.15.16.4.

Densmetros.Los densmetros son aparatos que por inmersin en un lquido determinan lecturas correspondientes a las densidades. En el caso de las mezclas hidro alcohlicas, despus de la determinacin de la densidad, se puede obtener su grado alcohlico a travs de tablas de correspondencia entra la densidad y el grado alcohlico.

3.15.16.5. Balanza Hidrosttica.En estas balanzas se determina la densidad de la mezcla hidro - alcohlica a 15 o a 20 C. Despus, con el empleo de tablas de correspondencia, peso especifico y el grado alcohlico, se obtiene el grado alcohlico.

Entre las balanzas ms utilizadas, tenemos la de MOHR WEST PHAL y la de CRISTIAN BECKER.

3.15.16.6. Picnmetros.Los picnmetros son aparatos que determinan el peso especifico de las mezclas hidro - alcohlicas a 15 /15 C o a 20 /20 C cuando se opera con los dos lquidos, esto es agua y la mezcla, ambas a 15 C o a 20 C. Son empleados cuando se desea saber con mayor precisin el grado alcohlico de una mezcla.

3.15.16.7. Aremetros Especiales o Alcohmetros.Los aremetros o alcohmetros son nada ms que densmetros que, por inmersin en el lquido examen, determinan la lectura de la graduacin alcohlica del mismo, directamente.

3.15.16.8. Otros Aremetros.Son los densmetros que generalmente dan lecturas arbitrarias transformables en grado alcohlico. El ms empleado es el alcohmetro de CARTIER, cuyo uso debe ser sacado de la prctica, ya que a cada uno de los grados de su escala corresponden aumentos diferentes de concentracin. En otra palabras, no hay proporcionalidad entre las divisiones de su

escala y los aumentos de concentracin de las mezclas hidro alcohlicas.

3.15.16. Procesos Basados en otras propiedades.Las determinaciones del grado alcohlico de la mezcla alcohol agua, pueden ser tambin llevadas a cabo basndose en otras propiedades, tales como: Tensin superficial, tensin de los vapores, temperatura de ebullicin, ndice de refraccin, etc. Mientras tanto en la prctica industrial, los mtodos basados en la densidad, y de estos, los que emplean alcohmetros, son los de mayor inters.

3.15.17.9. Alcohmetros.Los alcohmetros, son aparatos que dan directamente, por inmersin en una mezcla alcohol - agua, el grado alcohlico, y que nada ms es el porcentaje en peso de alcohol absoluto contenido en el lquido examen. La temperatura de calibracin de esos aparatos es de 15 C, siendo ms usados en Alemania.

A pesar del gran nmero de alcohmetros existentes, de modo general pueden ser divididos en volumtricos. Estos aparatos dan por lo tanto, lecturas correspondientes a los grados alcohlicos y volumtricos.

Con relacin al grado alcohlico, se distinguen el grado real y el grado aparente. Se entiende por grado alcohlico volumtrico o real a la lectura obtenida en volumen o en peso, cuando el liquido examen esta a temperatura de 15 C y, por grado alcohlico aparente, cuando el mismo esta a una temperatura diferente de 15 C.

3.15.17.10. Alcohmetros Volumtricos.Son alcohmetros que, por inmersin en una mezcla, determinan directamente su grado alcohlico volumtrico, definido como porcentaje de alcohol en volumen.

La alcohometra volumtrica centesimal es mas empleada, siendo estos los tipos de alcohmetros utilizados, variando solamente en su temperatura de calibracin, entre ellos tenemos:

3.15.17.11. Alcohmetros Volumtricos de Gay Lussac.Es el alcohmetro usado en Francia y en otros pases de Europa, as como tambin en Amrica Latina.

Este alcohmetro determina por lectura directa, mililitros de alcohol absoluto a 15 C contenidos en 100 ml de mezcla hidro Alcohlico.

Esta graduacin es hecha basndose en la densidad del alcohol anhidro que a 15 C corresponde a 0,79432 en relacin al agua tambin a 15 C.

3.15.17.12. Alcohmetro de Tralles.Es el alcohmetro usado en Suiza, Italia, Austria, Suecia y otros pases europeos, esencialmente no es diferente al alcohmetro de gay Lussac. La nica diferencia consiste en su graduacin que se refiere a la determinacin hecha a temperatura de 60 F (15,56 C), teniendo como base un alcohol absoluto de peso especifico correspondiente a 0,7946.

En USA se usa tambin el alcohmetro de Trelles para efectos fiscales, sin embargo el densmetro tiene una doble graduacin, que va de cero (agua), hasta 200 (alcohol absoluto), a 60 F (15,56 C). La graduacin representa el Proofspirit esto es en alcohol a 50 % en volumen.

En Inglaterra, el alcohmetro usado es el de Sikes, en que el Proofspirit es un alcohol cuyo peso especifico es 0,9186 a temperatura de 60 F (15,56 C) lo que corresponde a 57,0 en volumen.

3.15.17.13. Alcohmetro INPM.En el Brasil, de acuerdo con la disposicin N 174 del Ministerio de la Industria y comercio, los densmetros utilizados en la determinacin del grado en alcohol de las mezclas hidro alcohlicas, debern ser del tipo de mas constante y de transferencia variable.

Las determinaciones efectuadas con esos aparatos, determinan la ms especfica (tambin llamado mas volumtrica a temperatura en C, o sea, una masa en gramos de cada mililitro de la mezcla en 100 partes en peso d la mezcla), del liquido examen a 20 C que, a travs de las tablas de correspondencias contenidas en 100 gramos de mezcla hidro alcohlica.

III. MATERIALES Y MTODOS.4.15. Materiales.La planta piloto de alcohol, cuenta con equipos como son:* Bombas.* Reactor Batch.* Densmetro.* pH metro.* Condensadores.* Destiladores.* Microscopio.* Refractmetro.* Tinas de fermentacin.* Levaduras.

4.16. Mtodos.Se utiliz los siguientes mtodos:* Mtodo Experimental. El cual se dio en el desarrollo de la prctica.* Mtodo Analtico. El cual consisti en los anlisis que se hizo en la elaboracin de alcohol.* Mtodo Prctico. El se desarrolla cuando se ejecuto cada proceso y operacin de la prctica.* Mtodos Mecnicos. El cual se desarrollo al momento de manipular cada uno de los equipos de las Operaciones y Procesos.* Mtodos Cuantitativos. El cual nos sirvi para calcular el balance de materia y energa.

IV. RESULTADOS DE LA PRCTICA.

ELABORACIN DE ALCOHOL ETLICO A PARTIR DEL JUGO DE CAA Y MELAZA.

* Al inicio se necesita que el jugo de la caa que a un inicio se encuentra con una concentracin de 19 Brix baje a una concentracin de 1 Brix, tambin se puede usar una solucin de miel que se pudiera obtener del evaporador de la planta de la elaboracin de azcar que mayor mente se encuentra a una concentracin de 44 Brix que tiene que bajar a una concentracin de 4 Brix. Este proceso de bajar la concentracin de grados brix es por medio de la fermentacin de la levadura.* Todo esto se realiza antes de la destilacin, y tambin se necesita mover el jugo y recircularlo para as agilizar la destilacin.* Los datos tomados del da sbado.* Ya en 37 C, se observan reacciones que no son beneficiosos para el proceso por va microscpica.* Al inicio de la prctica debemos tener, las siguientes concentraciones de grados Brix tanto para la caa, como para el jugo. Para la caa una concentracin de 3,8 Brix, y para el jugo 4,10 Brix.* Se inicio con la destilacin en horas de la tarde del mismo da sbado, pero por problemas de presin en el equipo se retraso un poco.* Iniciada la destilacin se tubo lo siguiente:1. Se desaloja la primera vinaza, que es el vino sin alcohol, pero aun seguir el proceso de la condensacin en los evaporadores.2. Los vapores alcohlicos deben llegar hasta el ltimo condensador.3. Luego desde ah se eliminaron los desechos.4. La presin de vapor es en la primera columna es 1,8 atm., y lo ideal debe ser de 1,1 atm.5. El alcohol de la primera llave del rectificador es de color turbio es decir tiene aldehdos, aceite vegetal, alcoholes superiores.6. El alcohol de la cuarta llave es alcohol ms puro con respecto al de la columna anterior.7. El alcohol de la quinta llave, sigue siendo como el alcohol de la primera llave.8. El alcohol de la cuarta llave ya se puede tener alcohol mucho ms diferenciado con respecto al alcohol que sale de las dems llaves.9. El objetivo principal en esta etapa es desalojar y evaporar todos los aldehdos (alcoholes).10. El rectificador se usa para eliminar las impurezas que quedan de la primera destilacin. La primera columna se usa para eliminarla vinaza11. Una vez obtenido una muestra de alcohol donde posiblemente tenga permanganatos en su composicin, se realiza la prueba de los permanganatos o la prueba de Marvet.12. En el alcohol de la cuarta llave observamos que al aplicar prueba de Marvet, esta colorea a los 40 segundos aproximadamente, utilizando 2 mL de reactivo, es decir, es decir no tiene aldehdos en su composicin.13. En un alcohol del comercio observaremos que al aplicar la prueba de Marvet, esa no colorea, es decir tiene bastante aldehdos, aun al uso de 2 mL de reactivo.14. Se tiene la siguiente concentracin para el permanganato de potasio en 100 mL de volumen: En 0,01 g/100 mL de concentracin del KMnO4.15. En 10 minutos, dejo la coloracin rosada del alcohol que estamos destilando.16. El grado alcoholico de una muestra de caazo es de 25,0 grados Gay Lussac.17. El grado alcohlico de la muestra que estamos destilando es de 6 grados Gay Lussac.18. Se prosigui con la prctica es decir vamos a proseguir destilando hasta obtener alchol de 96 GL.19. El objetivo de esta destilacin es obtener alcohol de 96 GL., sustancia de color transparente y con olor a caa muy penetrante.20. Se realizo la prctica con problemas de calderos es decir no de tenia la potencia necesaria para seguir destilando. Los equipos tanto los evaporadores as como tambin los condensadores haban dejado de funcionar por tal desperfecto.21. Se llego a obtener alcohol de 86 GL. Luego continualmos la prectica, un dia despus, pero esta vez hicimos una rectificacin, se obtuvo alcohol de 96 GL.

CARACTERSTICAS TCNICAS DEL CALDERO DE LA PLANTA PILOTO DE LA FACULTAD DE INGENIERA QUMICA

Caldero:Marca : Metal Empresa S.A.Tipo : Piro tubular.Presin : Baja.Nmero : 3141.Caractersticas : Potencia de motor 40 BHP H.ST. 200 pies2.1380 lb/h150 Psi max

Nota: este caldero fue calibrado a 100 Psi a travs de la foto celdas.

BALANCE DE MATERIA Y ENERGA DEL ALCOHOL ETLICO

Balance de Materia.Datos Experimentales de destilacin a 60 GL.Despus de establecer el estado estacionario se ha obtenido los siguientes datos:* Caudal volumtrico del flujo a ser destilado: 246,730 L/h.* Temperatura del flujo a ser destilado: 30 C.* Temperatura del flujo dosificado en la columna de rectificacin 80 C.* Composicin del flujo dosificado 4,22 mol %.* Caudal de masa de vapor de caldeo: 59.88 kg/h.* Presin de vapor de caldeo (manomtrica): 1,5 kg/cm2.* Temperatura del vapor que sale de la segunda columna de rectificacin: 91 C.* Temperatura del liquido que refluye del condensador 32 C.* Caudal volumtrico del lquido que refluye del condensador 551 L/h.* La concentracin de alcohol que supuesta debi salir es de 60 % de concentracin.* Caudal del alcohol saliente 23 L/h.* Densidad de alcohol saliente a 30 C es 0,908 kg/h.

Determinacin del Caudal de masa del flujo.* Porcentaje Molar : 4,22 % mol = 10,12 % en peso.

* Temperatura : 30 C.* Caudal Volumtrica : 246,750 L/h.* Peso Molecular del etanol : 46.* Peso Molecular del Agua : 18

La densidad de la mezcla de 1,12 % en peso de contenido de etanol y 30 C de temperatura es de 0,987 kg / L, por lo tanto el caudal de masa del flujo es:(246,73 L / h)(0,987 kg / L) = 243,52 Kg /h.

BALANCE DE MATERIA EN EL PRE CALENTADOR DEL DEFLEGMADORAFGAD

A: Flujo al ser calentado, va al tope de la 1ra columna: 243,52 kg/h.D: Viene del tope de la segunda columna : 82,29 kg/h.F: Va como vapor al condensador parcial : 70,29 kg/h.G: Va como reflujo : 12 kg/h.Balance:A + D = F + G+ A243,5+82,29=70,29+12+243,5282,29= 82,29

BALANCE DE MATERIA EN EL CONDENSADOR PARCIAL.

MJLMF

F: Viene como vapor del deflegmador : 70,29 kg/h.J: Va al condensador total : 20,9 kg/h.L: Va como reflujo : 46,39 kg/h.M: Agua de enfriamiento : 42 kg/h.

Balance:F + M = J + L + M70,29+42,00 =20,90+49,39+4270,29= 70,29

BALANCE DE MATERIA EN EL CONDENSADOR TOTAL.FLMM

J: Viene del condensador parcial: 20,9 kg/h.K: Producto Final: 20,9 kg/h.M: Agua de enfriamiento: 42 kg/h.

Balance:F + M = K + M20,90+42,00 =20,90+4220,90 = 20,90

BALANCE DE MATERIA EN LA COLUMNA I.A: Alimentacin a la columna : 243,52 kg/h.XA: Concentracin del alcohol en la alimentacin : 10,12 % en peso.B: Vapor del alcohol: XB: Concentracin del alcohol en la corriente B : 35,0 % en peso.C:

Bazofia.XC: Concentracin del alcohol en la Bazofia : 1,46 % en peso.V: vapor que ingresa a la columna I :

CALCULO DE LA CORRIENTE B Y LA CANTIDAD DE VAPOR QUE INGRESA A LA COLUMNA IA + VAPOR = B + CConsiderando al alcohol etlico como el componente ms voltil.A.XA = B. XB + C. XCReemplazando Valores:(243.52)(0,1012) = B.0,35 +220(0,0146)B = 61.23 kghReemplazando este Valor en la ecuacin:Vapor = B + C - AVapor = 61,23 + 220 - 243,52Vapor = 37,71 kgh

BALANCE DE MATERIA EN LA COLUMNA II.A: Alimentacin a la columna II : 61,23 kg/h.XB: Concentracin del alcohol en la alimentacin : 35,0 % en peso.D: Producto destilado : 20,9 kg/hXD: Concentracin del producto destilado : 62,16 % en peso.E: Agua de Lutter : 62,5 kg/hXE: Concentracin del alcohol agua de lutter : V: vapor que ingresa a la columna II :

CALCULO DE LA CANTIDAD DE VAPOR QUE INGRESA A LA COLUMNA II Y LA CONCENTRACIN DE ALCOHOL EN EL AGUA DE LUTTER.

B + VAPOR = D + EConsiderando el componente ms voltil (alcohol etlico).

B.XB = D. XD + E. XE

Reemplazando Valores:61,250,35 = (20,9)0,6216 +62,5XEXE = 61.23 kghCantidad de vapor que ingresa a la columna II, despejando la ecuacin:Vapor = D + E - BVapor = 20,90 + 62,5 - 61,23Vapor = 22,17 kgh

BANCE DE ENERGIA.

CLCULO DE LA ENTALPA DEL REFLUJO QUE ENTRA EN LA COLUMNA RECTIFICADORA.A partir del diagrama de entalpa de la mezcla de etanol y agua, la entalpa de la mezcla de 80 C de temperatura y 1,12% de peso de contenido de alcohol es 85,5 Kcal/kg.

CLCULO DE LA ENTALPA DEL VAPOR DE CALDEO.Presin de vapor 1,5 kg/cm2 + 1,0332 = 2,5332 kg/cm2 de acuerdo al cuadro de vapor de agua saturado, el correspondiente valor de entalpa es de 650,7 Kcal/kg.

CLCULO DE LA ENTALPA DEL ALCOHOL (R1) QUE REFLUYE DEL CONDENSADOR.La mezcla en un lquido a punto de ebullicin; de tal modo, basndose en el diagrama de entalpa de la mezcla etanol agua su correspondiente valor de entalpa es de 84,5 Kcal/kg.

CLCULO DE LA ENTALPA DEL ALCOHOL (R2) QUE REFLUYE DEL CONDENSADOR.Concentracin de etanol de la mezcla: 60 % de concentracin, esta concentracin correspondiente segn el diagrama de entalpa a 52 % en peso. Segn el diagrama de entalpa de la mezcla a 32 C y 52 % en peso es 20 Kcal/kg.

CAUDAL DE MASA.Valor que marca el rotmetro (Lo) : 50 L/h.Densidad de la mezcla a 32 C y 60 % de concentracin es igual a : 0,898.Valor que marca el rotmetro (L) : 55 L/h.Caudal de masa=(55 L/h)(0,898)Caudal de masa= 49,39 kg/h

CLCULO DEL VALOR QUE SALE DE LA SEGUNDA COLUMNA.El caudal de masa de vapor que sale de la segunda columna es igual:Vapor=Masa del Producto destiladoD+ Masa de los Reflujos (R1+ R1)

Caudal del destilado : 23 L/h.Densidad del destilado a 30 C : 0,908 gr/cm3.

Caudal msico del destilado:D=(23 L/h)(0,908)D=20,9 kg/hVapor=D+ R1+ R2Vapor=20,9+12+49,39Vapor=82,29 kg/h

Entalpa de vapor (V) que sale de la segunda columna:La mezcla de vapor saturado.Temperatura: 91 C con 60 % de concentracin y 52 % en peso, su entalpa es de 380 Kcal/kg.

CLCULO DE LA ENTALPA DE LA BAZOFIA Y DEL AGUA DE LUTTER.Se sabe que del balance de materia total es igual a:

Mreflujo = Mbazofia+Magua de Lutter + MdestiladoCaudal de masa de la bazofia y agua de lutter de la ecuacin anterior, se tiene:Mbazofia + Magua de Lutter = 243,52- 20,9Mbazofia + Magua de Lutter = 222,62 kg/hLa bazofia y agua de lutter abandonan el sistema, no tiene concentracin de alcohol medible.

CLCULO DEL CAUDAL DE MASA Y ENTALPA DEL AGUA CONDENSADA.El caudal de masa del agua condensada es igual a la cantidad de vapor de caldeo:59,88 kg/h.

Esta cantidad de agua (igual a la cantidad de vapor) abandona el sistema a 100 C, por lo tanto su entalpa es de 100 Kcal/kg.

CLCULO DE LA PRDIDA DEL VAPOR DE CALDEO.Resumen de las Magnitudes Determinadas.ENSAYO | MASA kg/h | ENTALPA Kcal/kg | ENTALPA TOTAL DE LA MEZCLA |REFLUJO |

243,52 | 85,5 | 2082,96 |VAPOR DE CALDEO | 59,88 | 650,7 | 38936,916 |LIQUIDO DEL DEFLEMADOR R1 | 12,0 | 84,5 | 1014,0 |LIQUIDO DEL DEFLEMADOR R2 | 49,39 | 20,0 | 987,8 |

Total Entalpa (Kcal/h) = 61786,676 Kcal/h.El calor que entran en las columnas es de 61786,676 Kcal/h.

CALOR QUE SALEN DE LAS COLUMNAS

MEZCLA | CAUDAL DE MASA kg/h | ENTALPA Kcal/kg | ENTALPA TOTAL DE LA MEZCLA (kg/h) |Vapor (V) que sale de la segunda columna | 82,29 | 380,0 | 31270,2 |Bazofia + Agua de Lutter | 222,62 | 100,0 | 22262,0 |Agua Condensada | 59,88 | 100,0 | 5988,0 |

Total Entalpa (Kcal/h) = 59520,2 Kcal/h.El calor que entran en las columnas es de 59520,2 Kcal/h.

El calor total perdido es igual al total de la entalpa introducida menos la entalpa total retirado.Qperdido = 61786,676 Kcal/h - 59520,2 Kcal/hQperdido = 2266,476 Kcal/h.Dado que la entalpa de vapor entrante menos la entalpia del agua condensada saliente, expresa 1 kg de vapor de caldeo suministrado de: 550,7 Kcal de entalpa en el sistema, de dicha prdida de calor correspondiente a una, prdida de vapor de caldeo de:

2266,476 Kcal/h550,7 Kcal/kg = 4,1156kghde vapor perdido.

Caracterstica de funcionamiento de la planta de piloto de alcohol de la Facultad de ingeniera qumica es 1,2 atm.

Prdidas de manto en la Caldera para la planta de alcohol:P = 1,2 atm = 1,2159 bar.T = 104,83 C.M = 73,66 kg/h.Q = (73,66 kg/h)(0,45 Kj/kg k)(164,12 104,83)Q = 1965.29 Kj/h.

CONCLUSIONES

Despus de realizado la prctica PRE-PROFESIONAL en Planta Piloto de la Facultad de Ingeniera Qumica y vindonos en la necesidad de hacer llegar las apreciaciones del caso, presento las siguientes conclusiones:

* El proceso de obtencin de alcohol en la planta piloto de la facultad de Ingeniera qumica necesita de ciertos requerimientos para que el proceso sea completamente eficiente como ver los sistemas de presin que son un problema en la planta. La presin de vapor es en la primera columna es 1,8 atm., y lo ideal debe ser de 1,1 atm. Se realizo la prctica con problemas de calderos es decir no de tenia la potencia necesaria para seguir destilando..

* Para obtener una destilacin ptima en el proceso de obtencin de alcohol El jugo de caa debe estar a una concentracin de 3,8 Brix, y para el jugo 4,10 Brix, para que el alcohol este a una de concentracin 96 GL que es lo que se pudo obtener en la prctica con algunas rectificaciones que se pudo hacer en el proceso aun as con los equipos casi malogrados.

* Se pudo constatar en forma fsica el tratamiento al cual es sometido el jugo de caa para obtener alcohol en las instalaciones de la planta, que a su vez permiti al practicante aplicar sus conocimientos adquiridos en las aulas; as como entrenarse en ciertos procedimientos que resultan nuevos para l como practicante, no olvidando siempre que estamos en continuo aprendizaje.

* Muy a pesar de ciertas deficiencias se observo la total disponibilidad por parte de los encargados de la planta piloto hacia nuestra persona, facilitando de esta manera el pleno desarrollo de la prctica..

RECOMENDACIONESHacemos llegar las recomendaciones del caso que puedan subsanar las deficiencias presentadas:* Realizar una campaa integral de educacin en la facultad de Ingeniera qumica hacia los estudiantes informando sobre nuestras plantas pilotos de la Facultad de Ingeniera qumica.

* Implantar un programa que permita seguir secuencialmente a los practicantes el sistema integral de la planta de piloto, facilitando a los encargados el trabajo de instruccin durante el periodo de aprendizaje.

* Se recomienda desarrollar un plan peridico de mantenimiento de equipos, para desarrollar una ptima produccin.

* Se recomienda la capacitacin permanente del personal que labora en la planta, y a promover medidas de seguridad al manipular sustancias nocivas y peligrosas para la salud.

BIBLIOGRAFA:

* OPERACIONES TRANSFERENCIA DE MASA - Robert e. Treybal2da edicin. Edit. Mac gran Hill* MANUAL DEL INGENIERO QUMICO - JHON PERRY3ra Edicin. Edit. Mac Gran Hill* MANUAL DEL INGENIERO QUMICO (Equipos transmisin de calor) -Richard L. Schilling, Kenneth J. Bell, l 7a. Edicin.

* www.wikipedia.com

* www.ingenieriaquimica.net

ANEXOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA AMAZONA PERUANA

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA.

DIRECCIN DE ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL

TITULO : PRCTICA PRE PROFESIONAL EN OBTENCIN DE ALCOHOL.

CENTRO DE TRABAJO : PLANTA PILOTO DE LA FACULTAD DE INGENIERA QUMICA.

LUGAR : AV. FREYRE N 616.

DISTRITO : IQUITOS

PROVINCIA : MAYNAS

DEPARTAMENTO : LORETO

DOCENTE ENCARGADO : ING. VCTOR GARCA PREZ.

PRACTICANTE : JOSUE JUVENTINO PEREYRA CULQUI

DURACIN DE LA PRCTICA : DEL 28 DE FEBRERO AL 20 DE ABRIL DEL 2009.