Operații și aparate în industria alimentară calculul și dimensionarea unei instalații de separare prin distilare a amestecului binar etanol-apă

II.TEMA DE PROIECTARE

Tema de proiectare consta în calculul si dimensionarea unei instalatii de separare prin distilare a amestecului binar etanol-apa.

III.MEMORIU JUSTIFICATIV

În cadrul acestui proiect am început cu o parte de teorie pentru a întelege mecanismele de functionare instalatiile de separare folosite pentru distilarea amestecului binar etanol apa.

Proiectul este sructurat pe capitole fiecare capitol reprezentând o etapa bine definita.

Procedeul utilizat este o distilare continua.

Prin realizarea acstui proiect, am incercat sa facem o distilare a amestecului binar format din alcool etilic-apa.

Datorita acestui proiect am invatat cum are loc distilarea intr-o coloana de distilare dar si dimensionare acestei coloane.

Un amestec de doua sau mai multe componente cu temperaturi de fierbere diferite poate fi separat în doua sau mai multe fractiuni prin intermediul transformarii lui mai întâi în vapori care apoi sunt condensati în mod succesiv.

Temperatura de fierbere a unui amestec este intermediara punctelor de fierbere a lichidelor componente si este cu atât mai scazuta cu cât amestecul este bogat în lichide mai volatile.

În cazul materiei prime pentru fabricarea rachiurilor pe lânga apa si alcool etilic acestea contin si cantitati însemnate de aldehide, esteri, acizi volatili, care trecând în distilat i+ar putea da gust si miros neplacut.

La temperaturi de fierbere a amestecului componentele mai volatile vor avea presiuni de vapori mai mari si deci se vor gasi în faza de vapori în concentratii mai mari decât în faza lichida din care au provenit.

Vaporii asfel înbogatiti prin condensare formeaza distilatul iar lichidul continând componentele greu volatile-rezuduul. Distilarea este operatia dubla, de fierbere partiala a amestecului si de condensare a voporilor formati.

III.1. Introducere

Prin distilare se întelege, totalitatea modalitatilor de separare a componentelor unui amestec lichid omogen bazate pe diferenta dintre temperaturile de fierbere ale componentilor, temperaturi carora le corespund si presiuni de vapori diferite.

Distilarea se realizeaza industrial într-o mare varietate de moduri de operare:

- distilarea simpla;

- distilare fractionata;

- antrenare cu vapori;

- rectificare;

- distilare azeotropa;

- distilare moleculara.

Prin distilare simpla se lucreaza în industria bauturilor, în timp ce rectificarea si fractionarea se aplica în industria spirtului.

În procesul de distilare si rectificare, separarea si conditiile separarii depind de relatiile dintre faza lichida si faza de vapori a sistemului caracterizat prin echilibrul lichid-vapori.

Distilarea azeotropa este una dintre operatiile frecvent întâlnite în industria fermentativa. De fapt rectificarea este o distilare azeotropa care face posibil, în conditii economice, unele separari care, prin distilare obisnuita, sunt imposibil de realizat.

Principiul distilarii azeotrope este marirea volatilitatii relative a componentelor care trebuie separate prin adaugarea unei substante lichide adecvate în coloana de rectificare (antrenant). Antrenantul se elimina din coloana ca amestec în una din fractiunile de distilare si apoi este recuperat pentru a fi din nou utilizat.

Prin rectificarea obisnuita a amestecului etanol-apa, se obtine alcool etilic cu concentratia maximum de 95,5% masa sau 97,2% volum, datorita fenomenului de azeotropie. La aceasta concentratie se formeaza un amestec binar care se comporta ca o substanta pura, distilând la o temperatura de 78,15oC.