El empaquetamiento aleatorio de columnas es la práctica de rellenar una columna de destilación con material de filtración que se ajusta aleatoriamente para optimizar el área de superficie sobre la que pueden interactuar los reactivos y, al mismo tiempo, minimizar la complejidad de la construcción de dichas columnas. El empaquetamiento aleatorio de columnas es una alternativa al empaquetamiento estructurado de columnas .
Las columnas empacadas que utilizan medios filtrantes para el intercambio químico son los dispositivos más comunes utilizados en la industria química para optimizar el contacto de los reactivos. Las columnas empacadas se utilizan en una variedad de industrias para permitir un contacto íntimo entre dos fluidos inmiscibles/parcialmente inmiscibles, que pueden ser líquido/gas o líquido/líquido. Los fluidos pasan a través de una columna en un flujo a contracorriente . En la columna es importante mantener una transferencia de masa efectiva , por lo que es esencial que se seleccione un relleno que admita una gran área de superficie para la transferencia de masa . [1]
El relleno aleatorio se utilizó ya en 1820. Originalmente el material de relleno consistía en esferas de vidrio, sin embargo en 1850 fueron reemplazadas por una piedra pómez más porosa y trozos de coque .
_and_Bialecki_rings_(6).jpg/1280px-Pall_rings_(2)_and_Bialecki_rings_(6).jpg)
Las columnas empaquetadas aleatoriamente se utilizan en una variedad de aplicaciones, entre ellas:
El anillo Raschig es un trozo de tubo, inventado alrededor de 1914, [2] que se utiliza en grandes cantidades en una columna de relleno. Los anillos Raschig suelen estar hechos de cerámica o metales y proporcionan una gran superficie dentro de la columna, lo que permite la interacción entre los vapores de líquido y gas.
Los anillos Lessing son un tipo de empaquetamiento aleatorio similar al anillo Raschig inventado a principios del siglo XX por el químico británico nacido en Alemania Rudolf Lessing (1878-1964) de Mond Nickel Company . [3] Originalmente envueltos a partir de tiras de acero según su patente de 1919, [4] ahora están hechos de cerámica. Los anillos Lessing tienen particiones en el interior que aumentan el área de superficie y mejoran la eficiencia de transferencia de masa . Los anillos Lessing tienen una alta densidad y una excelente resistencia al calor y al ácido. Los anillos Lessing resisten la corrosión y se utilizan en sistemas de óxido regenerativo y sistemas de transferencia.
Los anillos Pall son la forma más común de empaquetamiento aleatorio. Son similares a los anillos Lessing y se desarrollaron a partir del anillo Raschig . Los anillos Pall tienen dimensiones cilíndricas similares pero tienen filas de ventanas que aumentan el rendimiento al aumentar el área de superficie . Son adecuados para aplicaciones de baja caída de presión y alta capacidad. Tienen un grado de aleatoriedad y una retención de líquido relativamente alta, lo que promueve una alta absorción, especialmente cuando la velocidad de reacción es lenta. La estructura cruzada del anillo Pall lo hace mecánicamente robusto y adecuado para su uso en lechos de empaquetamiento profundo.
El anillo de Bialecki fue patentado en 1974 por el ingeniero químico polaco de Cracovia Zbigniew Los anillos de Białecki son una versión mejorada de los anillos de Raschig. Los anillos pueden ser moldeados por inyección a partir de plástico o formados a presión a partir de una lámina de metal sin soldadura. La superficie específica de relleno varía entre 60 y 440 m 2 /m 3 . [5]
Los anillos Dixon tienen un diseño similar a los anillos Lessing. Están hechos de malla de acero inoxidable , lo que les da una baja caída de presión y después de la humectación previa. Los anillos Dixon tienen un área de superficie muy grande , lo que aumenta la tasa de transferencia de masa . Los anillos Dixon tienen una gran retención de líquido, una baja caída de presión y una gran área de superficie, y tienen una alta tasa de transferencia de masa. Los anillos Dixon se utilizan para aplicaciones de destilación y depuración en laboratorio .