Destilación al vapor - Steam distillation
La destilación al vapor es un proceso de separación que consiste en destilar agua junto con otros componentes volátiles y no volátiles. El vapor del agua hirviendo lleva el vapor de los volátiles a un condensador ; ambos se enfrían y vuelven al estado líquido o sólido, mientras que los residuos no volátiles permanecen en el recipiente de ebullición.
Si los volátiles son líquidos no miscibles con agua, formarán espontáneamente una fase distinta después de la condensación, lo que les permitirá ser separados por decantación o con un embudo de decantación . En ese caso, se puede utilizar un aparato Clevenger para devolver el agua condensada al matraz de ebullición, mientras se realiza la destilación. Alternativamente, la mezcla condensada se puede procesar con destilación fraccionada o alguna otra técnica de separación.
La destilación al vapor se puede utilizar cuando el punto de ebullición de la sustancia a extraer es más alto que el del agua y el material de partida no se puede calentar a esa temperatura debido a la descomposición u otras reacciones no deseadas. También puede ser útil cuando la cantidad de la sustancia deseada es pequeña en comparación con la de los residuos no volátiles. A menudo se utiliza para separar los aceites esenciales volátiles del material vegetal. por ejemplo, para extraer limoneno (punto de ebullición 176 ° C) de las cáscaras de naranja .
La destilación al vapor alguna vez fue un método de laboratorio popular para la purificación de compuestos orgánicos, pero ha sido reemplazado en muchos de estos usos por la destilación al vacío y la extracción de fluidos supercríticos . Sin embargo, es mucho más simple y económico que esas alternativas y sigue siendo importante en ciertos sectores industriales.
En la forma más simple, destilación de agua o hidrodestilación , el agua se mezcla con el material de partida en el recipiente de ebullición. En la destilación directa al vapor , el material de partida se suspende sobre el agua en el matraz de ebullición, sostenido por una malla metálica o una pantalla perforada. En la destilación de vapor seco , el vapor de una caldera se fuerza a fluir a través del material de partida en un recipiente separado. La última variante permite que el vapor se caliente por encima del punto de ebullición del agua (convirtiéndose así en vapor sobrecalentado ), para una extracción más eficiente.
Principio
Cada sustancia tiene una presión de vapor incluso por debajo de su punto de ebullición, por lo que, en teoría, podría destilarse a cualquier temperatura al recolectar y condensar sus vapores. Sin embargo, la destilación ordinaria por debajo del punto de ebullición no es práctica porque se formaría una capa de aire rico en vapor sobre el líquido y la evaporación se detendría tan pronto como la presión parcial del vapor en esa capa alcanzara la presión de vapor. El vapor luego fluiría al condensador solo por difusión, que es un proceso extremadamente lento.
La destilación simple generalmente se realiza hirviendo el material de partida, ya que, una vez que su presión de vapor excede la presión atmosférica, esa capa de aire todavía rica en vapor se romperá y habrá un flujo de vapor significativo y constante desde el matraz de ebullición al recipiente. condensador.
En la destilación con vapor, ese flujo positivo lo proporciona el vapor de agua hirviendo, en lugar de la ebullición de las sustancias de interés. El vapor lleva consigo los vapores de este último.
No es necesario que la sustancia de interés sea miscible en agua o soluble en ella. Basta que tenga una presión de vapor significativa a la temperatura del vapor.
Si el agua forma un azeótropo con las sustancias de interés, el punto de ebullición de la mezcla puede ser más bajo que el punto de ebullición del agua. Por ejemplo, el bromobenceno hierve a 156 ° C (a presión atmosférica normal), pero una mezcla con agua hierve a 95 ° C. Sin embargo, la formación de un azeótropo no es necesaria para que funcione la destilación al vapor.
Aplicaciones
La destilación al vapor se emplea a menudo en el aislamiento de aceites esenciales , para su uso en perfumes , por ejemplo. En este método, el vapor pasa a través del material vegetal que contiene los aceites deseados. El aceite de eucalipto , el aceite de alcanfor y el aceite de naranja se obtienen por este método a escala industrial.
La destilación al vapor también se utiliza a veces en los laboratorios químicos como uno de los muchos métodos de separación de sustancias.
La destilación al vapor también es un medio importante para separar los ácidos grasos de las mezclas y para tratar productos crudos como los aceites de resina para extraer y separar los ácidos grasos y otros compuestos orgánicos comercialmente valiosos.
Equipo
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A escala de laboratorio, las destilaciones de vapor se llevan a cabo utilizando vapor generado fuera del sistema y canalizado a través de biomasa macerada o vapor generado in situ utilizando un aparato tipo Clevenger .
Ver también
- Destilación azeotrópica
- Destilación por lotes
- Destilación
- Destilación extractiva
- Destilación fraccionada
- Heteroazeótropo
- Destilados de hierbas
- Hidrodestilación
- Equipo de laboratorio
- Máquina de vapor
- Decapado con vapor
- Extracción de fluidos supercríticos
- Plato teórico