El reflujo es una técnica que implica la condensación de vapores y el retorno de este condensado al sistema del que se originó. Se utiliza en destilaciones industriales [1] y de laboratorio [2] . También se utiliza en química para suministrar energía a reacciones durante un largo período de tiempo.
El término reflujo [1] [3] [4] se usa muy ampliamente en industrias que utilizan columnas de destilación y fraccionadores a gran escala, como refinerías de petróleo , plantas petroquímicas y químicas , y plantas de procesamiento de gas natural .
En ese contexto, el reflujo se refiere a la porción del producto líquido de cabeza de una columna de destilación o fraccionador que regresa a la parte superior de la columna como se muestra en el diagrama esquemático de una columna de destilación industrial típica. Dentro de la columna, el líquido de reflujo que fluye hacia abajo proporciona enfriamiento y condensación de los vapores que fluyen hacia arriba, aumentando así la eficiencia de la columna de destilación.
Cuanto más reflujo se proporcione para un número determinado de platos teóricos , mejor será la separación por parte de la columna de los materiales de punto de ebullición más bajo de los materiales de punto de ebullición más alto. Por el contrario, para una separación deseada dada, cuanto más reflujo se proporciona, menos placas teóricas se requieren. [5]
Se coloca una mezcla de reactivos y disolvente en un recipiente adecuado, como por ejemplo un matraz de fondo redondo . Este recipiente está conectado a un condensador enfriado por agua , que normalmente está abierto a la atmósfera en la parte superior. El recipiente de reacción se calienta para hacer hervir la mezcla de reacción; Los vapores producidos a partir de la mezcla son condensados por el condensador y regresan al recipiente por gravedad. El propósito es acelerar térmicamente la reacción realizándola a una temperatura elevada y controlada (es decir, el punto de ebullición del disolvente ) y presión ambiente sin perder grandes cantidades de la mezcla. [6]
El diagrama muestra un aparato de reflujo típico. Incluye un baño maría para calentar indirectamente la mezcla. Como muchos disolventes utilizados son inflamables , el calentamiento directo con un mechero Bunsen generalmente no es adecuado y se emplean alternativas como un baño de agua, un baño de aceite , un baño de arena , una placa eléctrica o una manta calefactora . [6]
El aparato que se muestra en el diagrama representa una destilación discontinua en lugar de una destilación continua . La mezcla de alimentación líquida a destilar se coloca en el matraz de fondo redondo junto con algunos gránulos antigolpes y la columna de fraccionamiento se coloca en la parte superior. A medida que la mezcla se calienta y hierve, el vapor sube por la columna. El vapor se condensa en las plataformas de vidrio (conocidas como placas o bandejas) dentro de la columna y regresa al líquido que se encuentra debajo, haciendo refluir así el vapor destilado que fluye hacia arriba. La bandeja más caliente está en la parte inferior de la columna y la bandeja más fría está en la parte superior. En condiciones de estado estacionario, el vapor y el líquido en cada bandeja están en equilibrio . Sólo el vapor más volátil permanece en forma gaseosa hasta la superficie. El vapor en la parte superior de la columna luego pasa al condensador , donde se enfría hasta que se condensa en líquido. La separación se puede mejorar añadiendo más bandejas (hasta una limitación práctica de calor, flujo, etc.). El proceso continúa hasta que todos los componentes más volátiles del alimento líquido salen de la mezcla. Este punto se puede reconocer por el aumento de temperatura que muestra el termómetro. Para la destilación continua , la mezcla de alimentación entra en el medio de la columna.
Al controlar la temperatura del condensador, a menudo llamado deflegmador, se puede usar un destilador de reflujo para garantizar que los componentes con puntos de ebullición más altos regresen al matraz mientras que los elementos más livianos pasan a un condensador secundario. Esto es útil para producir bebidas alcohólicas de alta calidad , al tiempo que garantiza que los componentes menos deseables (como los alcoholes fusel ) regresen al matraz primario. Para bebidas espirituosas neutras de alta calidad (como vodka ) o bebidas espirituosas aromatizadas post destilación (ginebra, ajenjo), se puede aplicar un proceso de destilaciones múltiples o filtrado con carbón para obtener un producto que carece de cualquier sugerencia de su materia prima original para la fermentación . La geometría del alambique también influye en la determinación de cuánto reflujo se produce. En un alambique , si el tubo que va de la caldera al condensador, el brazo de línea , está inclinado hacia arriba, más líquido tendrá la posibilidad de condensarse y fluir de regreso a la caldera, lo que provocará un aumento del reflujo. Los resultados típicos pueden aumentar la producción hasta un 50 % con respecto al condensador de tipo gusano básico. La adición de una "bola hirviendo" de cobre en el camino crea un área donde la expansión de los gases dentro de la bola provoca enfriamiento y posterior condensación y reflujo. En un destilador de columna , la adición de materiales inertes en la columna (por ejemplo, relleno) crea superficies para una condensación temprana y conduce a un aumento del reflujo. [ cita necesaria ]
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ) Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )