análisis de la doble destilación de alcohol
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8/17/2019 Análisis de La Doble Destilación de Alcohol
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Análisis de la doble
destilación de alcohol
Integrantes:
Miguel Peña
Daniel Ramírez
Santiago Fuentes
Asignatura:
Interpretación de control de procesos industriales
Profesor a cargo:Felipe Fonseca
Sección: 05
Fecha de entrega: 07/07/2015
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Índice
Introducción……………………………………………………………………………… .3
Planteamiento del proceso………………………………………………………… .…..4 Desarrollo………………………………………………………………………………… 7
Conclusiones……………………………………………………………………………. .9
Anexo dossier de planos……………………………………………………………….10
Anexo de características de equipos y planos……………………………………….11
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Introducción
En este trabajo en particular se busca entender y explicar cómo funciona el
proceso de doble destilación de alcohol a partir de un fermentado cualquiera
(pudiese ser vino o algún símil dependiendo del objetivo final de la planta de
producción).
Además de la comprensión a grandes rasgos del proceso en cuestión, se busca el
diseñar una planta de proceso de doble destilación que cumpla con las siguientes
exigencias básicas:
1.- No usar más de 3 lazos de control
2.- Involucrar un computador maestro y dispositivos de campo
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Planteamiento del proceso
El proceso de destilación y doble destilación de alcohol tiene por objetivo el
separar los distintos tipos de alcohol y otros compuestos, contenidos en un
fermentado inicial.
El proceso de doble destilación se divide en la primera y segunda destilación,
además de un proceso previo al fermentado, las cuales funcionan de la siguiente
manera:
Proceso previo:
Se precalienta el fermentado a 50 ºC con el fin de ayudar a controlar el proceso de
primera fermentación.
Primera destilación:
El fermentado inicial es sometido al primer proceso de destilación en el alambique
el cual se realiza aumentando paulatinamente la temperatura desde los 50 a los
100 ºC, lo que produce que el fermentado comience a evaporarse. El vapor pasa
por un serpentín sumergido en agua fría y se condensa.
El proceso de primera destilación puede tardar entre 8 y 9 horas y de él se
obtienen 3 fracciones:
-Cabezas: Corresponde a los primeros fluidos en condensarse y están
compuestos de elementos más volátiles que el etanol, contiene un alto contenido
de alcoholes pudiendo alcanzar el 55%, no es apto para el consumo humano ya
que tiene un altísimo índice de toxicidad y alto contenido de acetato de etilo,
etanol, dióxido de azufre, etc.
Representa solo al 0.1% del volumen del alambique y contiene además restos deColas de una alguna destilación anterior realizada en la misma línea de proceso.
-Flemas: También conocida como “Corazón”, contiene el mayor concentrado de
alcohol etílico puro de la primera etapa, alcanzando entre un 26 a 28%, debido a
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que su evaporación se logró en el rango cercano a 78.5 ºC. Representa en 40%
del volumen total del alambique.
-Colas: Contiene principalmente agua y representa el 1.5% de volumen total del
alambique.
El sobrante contenido aun en el alambique al momento de terminar la destilación
es básicamente “Colas” y se elimina.
Segunda destilación:
Las Flemas de la primera destilación son sometidas a este segundo proceso, es
un proceso más fino en el cual se utiliza menos temperatura, llegando a los 80 o
90 ºC y que puede durar hasta 12 horas.
En este proceso se busca purificar el alcohol etílico y sus aromas interesantes y
eliminar los elementos nocivos y de aromas indeseables (metanol, propanol,
butanol, pentanol, etc).
Del proceso de segunda destilación se obtienen cuatro fracciones, siendo:
-Cabezas: Tiene un alto contenido de alcoholes indeterminados, representa el 1%
del volumen total del alambique. Son devueltas al alambique para ser destilados
nuevamente.
-Holandas: Tiene un alto contenido alcohólico de hasta un 70%, se detiene su
recolección cuando el alcoholímetro marca entre 60 y 62%, es un fluido rico en
aromas originales del fermentado inicial. Representa un 24% del volumen total del
alambique.
-Segundas: No contiene un alto contenido etílico, sin embargo contiene muchos de
los aromas que buscan generarse en barrica.
-Colas: Tiene un contenido de alcohol casi nulo.
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Las Colas y Segundas son añadidas a las flemas de la siguiente destilación
(segunda destilación), juntas representan el 40% del volumen total del alambique.
El producto final del proceso son las Holandas, las cuales no suelen utilizarse
puras sino con tratamientos según el licor buscado y el origen fermentado, sunombre origina del país de origen tradicional del que son importadas para la
producción de destilados para consumo humano.
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Desarrollo
Primer destilado:
El alambique es calentado por la caldera a de manera paulatina desde los 50 a los100 ºC, lo cual empieza a evaporar el fermentado contenido en él, al seguir por la
línea de proceso, llega al serpentín, el cual se encuentra sumergido en un tanque
de agua fría, lo que devuelve el vapor a su estado líquido, este proceso en su
totalidad tarda entre 8 o 9 horas. Del proceso se logra que el producto se divida en
3 partes: cabezas, flemas y colas, las cabezas vendría a ser el resultado obtenido
al inicio del proceso, cuando se inicia con 50 grados, el alcohol que se produce es
demasiado fuerte y contiene muchos elementos volátiles, es enviado a un
estanque que contiene los líquidos a ser desechados.
Al pasar la primera fase, el alcoholímetro mide un aumento en las porcentaje de
alcohol circulando y mediante válvulas lo dirige al estanque de Flemas.Posteriormente, cuando el porcentaje de alcohol desciende, se modifica la
apertura y cierre de válvulas, dirigiendo las Colas al estanque de líquidos
desechados.
Segundo destilado:
Las flemas de la primera destilación son calentadas por la caldera paulatinamente
hasta los 80 o 90 ºC, arrojando a medida que avanza, 4 productos:
Las cabezas, que son el primer producto, dado a su grado de alcohol muy alto ybajo grado de pureza, son recirculadas al estanque de Flemas, como la
temperatura es aun baja, se puede adicionar inmediatamente. A medida que
aumenta la temperatura, se llega al grado de alcohol deseado, el PLC abre la
válvula y lleva las Holandas al estanque donde será almacenado el producto final.
Posteriormente, el grado de alcohol medido por el alcoholímetro desciende
bruscamente, gatillando la orden del PLC de cerrar el paso al tanque final y abrir el
paso hacia un estanque intermedio que almacenara las Segundas y Colas, las
cuales debiesen añadirse a las Flemas para ser re-destiladas, sin embargo en
este momento el estanque se encuentra a alta temperatura por lo que hay que
esperar a que se enfríe, las Segundas y Colas son añadidas a las Flemas de un
siguiente proceso de destilación.
La planta cuenta con dos lazos de control.
-Lazo de control de temperatura: Que mide y maneja la temperatura tanto de la
caldera como del fluido dentro de los alambiques con el fin de que se mantenga
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dentro de los rangos esperados, un aumento muy veloz de temperatura destruiría
la posibilidad de separar correctamente las fracciones de la destilación.
-Lazo de control de Alcohol: Mide el porcentaje de alcohol que está pasando por la
línea de proceso para que el PLC indique que válvulas abrir y cerrar, con el fin dedirigir el fluido a los contenedores correspondientes.
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Conclusiones
Durante la realización de esta experiencia, se consiguió aprender de forma
relativamente profunda el funcionamiento de una planta de doble destilación, al
nivel de que teniendo el presupuesto y conocimiento sobre programación einstalación de PLC, pudiese construirse una planta de similares características a la
planteada.
Paralelamente, se logró explorar más a fondo el programa Microsoft Visio, el cual,
a pesar de su simplicidad e interfaz amigable al usuario, sacrifica a cambio
versatilidad, ya que no contiene (o no pudimos encontrar), algunos elementos
básicos de plantas de proceso, al investigar, se averiguó que se pueden importar
galerías de elementos al programa, sin embargo eso es totalmente no amigable al
usuario inexperto, debido a que hay muchos paquetes disponibles, pero sucontenido es difuso, convirtiendo la tarea de confección del plano en un problema
mayor. Por otra parte se compensa teniendo la posibilidad de utilizar imágenes, lo
que, aunque ayuda, quita la característica “estándar” del plano dibujado, creando
la necesidad de incluir un anexo de equipos para explicar el plano en sí.
Finalmente, se comprende que la norma ISA, no contiene algunas variables
específicas dentro del código básico (como alcohol), sin embargo, entrega cierto
grado de flexibilidad, permitiendo simplemente poner letras que representan la
cuantificación o la proporción.
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Anexo dossier de planos
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Anexo de características de equipos y componentes
Alambique con camisa de temperatura: Este elemento se
calienta por debajo mediante circulación de agua caliente.
Hervidor: Este elemento provee de agua caliente al
alambique con camisa de temperatura, a su vez, obtiene el
poder de calentar agua de la caldera.
Termómetro: Este elemento es solo un sensor de
temperatura que no tiene display, la muestra de la
temperatura en pantalla solo es en el PLC.
Serpentín sumergido en agua fría: Este elemento permite la
condensación del líquido una vez evaporado con
temperatura (no pudimos encontrar algo similar en visio).
QFI del lazo 666: Las siglas QFI representan a un Indicador
de una Razón Cuantificada, en este caso un alcoholímetro,
no encontramos una mejor forma de expresarlo en norma
ISA. Este instrumento nos indica el porcentaje de alcohol
circulante por la tubería en un display en el lugar y en el PLC.
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QIC del lazo 666: La sigla QIC representa al Controlador
Indicador de Cantidad (de alcohol), en este caso es un
PLC o una función de éste, se encarga de abrir y cerrar la
mayoría de las válvulas de la planta, ya que su posición
(abierta o cerrada) depende del porcentaje de alcohol
circulante en el momento.
TIC del lazo 667: La sigla representa al Controlador
Indicador de Temperatura, como su nombre lo dice, indica
y maneja todas las temperaturas de la planta, manteniendo
los fluidos a la temperatura deseada y en cierto caso
abriendo una válvula para vaciar las Colas y Segundas en
el tanque de Flemas antes de empezar la segunda
destilación nuevamente.