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 las reacciones durante un largo período de tiempo.
El término reflujo [1] [3] [4] se utiliza 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 se devuelve 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, lo que aumenta la eficiencia de la columna de destilación.
Cuanto mayor sea el reflujo proporcionado para un número dado de platos teóricos , mejor será la separación de la columna entre los materiales de menor punto de ebullición y los de mayor punto de ebullición. Por el contrario, para una separación deseada dada, cuanto mayor sea el reflujo proporcionado, menos platos teóricos se necesitarán. [5]
Se coloca una mezcla de reactivos y disolvente en un recipiente adecuado, como 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 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 llevándola a cabo a una temperatura elevada y controlada (es decir, el punto de ebullición del disolvente ) y a presión ambiente sin perder grandes cantidades de la mezcla. [6]
El diagrama muestra un aparato de reflujo típico. Incluye un baño de agua para calentar indirectamente la mezcla. Como muchos disolventes utilizados son inflamables , el calentamiento directo con un mechero Bunsen no suele ser 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 por lotes en oposición a una destilación continua . La mezcla de alimentación líquida que se va a destilar se coloca en el matraz de fondo redondo junto con algunos gránulos antigolpes y la columna de fraccionamiento se ajusta 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 vuelve a bajar al líquido de abajo, haciendo que el vapor destilado que fluye hacia arriba refluya. 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 estable, el vapor y el líquido en cada bandeja están en equilibrio . Solo el más volátil de los vapores permanece en forma gaseosa hasta la parte superior. El vapor en la parte superior de la columna luego pasa al condensador , donde se enfría hasta que se condensa en un líquido. La separación se puede mejorar con la adición de más bandejas (para una limitación práctica de calor, flujo, etc.). El proceso continúa hasta que todos los componentes más volátiles del líquido de alimentación hierven y se evaporan de la mezcla. Este punto se puede reconocer por el aumento de temperatura que se muestra en 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 utilizar un alambique de reflujo para garantizar que los componentes con un punto de ebullición más alto 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 mismo tiempo que se garantiza que los componentes menos deseables (como los alcoholes de fusel ) regresen al matraz primario. Para licores neutros de alta calidad (como vodka ) o licores con sabor posterior a la destilación (ginebra, absenta), se puede aplicar un proceso de destilaciones múltiples o filtrado con carbón para obtener un producto que carezca de cualquier sugerencia de su material de origen original para la fermentación . La geometría del alambique también juega un papel en la determinación de cuánto reflujo ocurre. En un alambique de olla , si el tubo que va de la caldera al condensador, el brazo Lyne , está en ángulo hacia arriba, más líquido tendrá la oportunidad de condensarse y fluir de regreso a la caldera, lo que genera un mayor reflujo. Los resultados típicos pueden aumentar la producción hasta en un 50% con respecto al condensador básico de tipo sinfín. La adición de una "bola de ebullición" de cobre en el camino crea un área donde la expansión de los gases hacia la bola provoca enfriamiento y posterior condensación y reflujo. En un alambique de columna , la adición de materiales inertes en la columna (por ejemplo, relleno) crea superficies para una condensación temprana y conduce a un mayor reflujo. [ cita requerida ]
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