Discusion

En la figura 1a y 1b se observan los datos obtenidos por el método de Wilson junto a los datos experimentales obtenidos de la tabla 3.23 en Geankoplis, 1998,  donde se observa el comportamiento de la solución a presión atmosférica y fracción de evaporización a 101,3 kpa. Se evidencia similitud en los datos calculados con los datos experimentales de Geankoplis, principalmente en el comportamiento del azeótropo; en 1a por ejemplo, la temperatura de los datos calculados donde las volatilidades relativas se igualan es muy similar a la temperatura de los datos experimentales. Igualmente, en 1b, las fracciones mol en vapor y liquido se igualan a una fracción de 0,89 para ambos casos, el experimental y el del método de Wilson. Este comportamiento permitió inferir que los datos de Equilibrio hallados mediante el método seleccionado son indicados para el calculo de las fracciones x y y para el problema planteado.

En la figura 2a y 2b, podemos observar el efecto que ejerce la presión de la cámara de destilación sobre las fracciones mol de líquido y de vapor de la mezcla etanol-agua; en ella puede notarse que a presión de 6Kpa, las fracciones mol en el vapor “y” son mayores que las producidas  a la presión normal de 101,3 Kpa, es decir, la cantidad de sustancia volátil en el vapor a presiones de vacío es mayor; esto se debe a que a una baja presión tanto el componente menos volátil, como el componente más volátil que es el primero en alcanzar la temperatura de ebullición, se expanden más fácilmente y evaporan con mayor rapidez, obteniéndose entonces una mayor cantidad de etanol en el vapor destilado..

También se puede observar este comportamiento en la figura 4a que presenta los porcentajes de recuperación del alcohol en el destilado tanto a presión atmosférica normal como a presiones de vacío para una fracción evaporada de 1/3, en ella se puede apreciar que a presiones mucho más bajas que la atmosférica aumenta la cantidad de etanol recuperada. Se advierte también que la diferencia en la recuperación a las diferentes presiones estudiadas es muy poco significativa, sin embargo la figura 4b, expone que el destilado obtenido a presiones de vacío es bastante mejor que a presión atmosférica, por ejemplo, a presión de 6 Kpa la pureza del destilado está 10 puntos por encima de la pureza a 101,3 Kpa.

Adicionalmente, en las figuras 3a y 3b, se presentan los porcentajes de recuperación y de pureza del destilado a tres diferentes fracciones evaporadas, se observa que a mayor cantidad de vapor destilado, habrá indiscutiblemente una mayor recuperación del componente más volátil; no obstante, la pureza del destilado es menor cuando la cantidad de vapor destilada es grande, pues si aumenta la cantidad de vapor, existirá en este también una mayor cantidad de componente pesado.

Por otro lado, en la figura 2a y 2b  se observa que al cambiar la presión del sistema, para la mezcla etanol – agua de 101,3 Kpa a 6 Kpa, cambia la concentración en la que se igualan la fracción mol de líquido y vapor, y se produce un cambio en el comportamiento de la separación. También, en las figuras 5a, 5b y 5c, se observa que la destilación con vacío posibilita entonces destilar sustancias a temperaturas inferiores de su punto normal de ebullición, ofreciendo buenos resultados en cuanto a eficiencia de la operación. También Gomes afirma que cuanto mayor es el grado de vacío, menor es la temperatura de la destilación, y esta forma de operar es utilizada normalmente en la industria para purificar vitaminas y otros productos inestables que pueden deteriorarse a altas temperaturas. También, (S. Kumar et al, 2010) advierte que la concentración del etanol aumenta con la disminución de la presión, por debajo  de 11,5 kPa aproximadamente, pues se supera la concentración del azeotropo y teóricamente pueden separarse los componentes por destilación convencional y que esto podría implicar una disposición de dos columnas; una para concentrar el etanol a presión moderada para la composición azeotrópica, y la otra para deshidratar la mezcla casi azeotrópica por destilación a baja presión  (menor a 11,5 kPa).