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Destilación con vacío

Destilación al vacío. Una técnica utilizada para separar cuidadosamente los compuestos de un líquido. Reduciendo su punto de ebullición con la ayuda del vacío.

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¿Cómo funciona la destilación al vacío?

La destilación al vacío es un proceso importante en la industria química y farmacéutica. Pero también se utiliza en muchos otros sectores. Por ejemplo, en la producción de alimentos y bebidas, para extraer esencias de las plantas, o para separar los hidrocarburos de cadena larga en las refinerías de petróleo.

La destilación se utiliza generalmente para separar los componentes de una mezcla de líquidos. Como los componentes de los líquidos tienen distintos puntos de ebullición, se evaporan en condiciones de trabajo distintas. Por tanto, pueden eliminarse y recuperarse correctamente.
El punto de ebullición de las sustancias por separar es más bajo en vacío.

De este modo, la destilación al vacío es el proceso que debe elegir si los compuestos que necesita separar suelen tener un punto de ebullición alto o son explosivos. También permite la separación de sustancias que se descomponen a altas temperaturas.

Tecnología de vacío Busch en la destilación

Para su uso en procesos de destilación, ofrecemos una amplia gama de soluciones de vacío resistentes al vapor y sin corrosión. También ofrecemos versiones ATEX para gestionar vapores, gases y líquidos inflamables. Gracias a nuestra red global, también podemos cumplir con las normativas locales de protección contra explosiones. Como Ex-Proof, KOSHA, etc.

Más información sobre la destilación al vacío

¿Cómo funciona la destilación al vacío?

La destilación es el proceso de separar los componentes o las sustancias de una mezcla de líquidos.
El proceso se basa en las diferencias en la volatilidad relativa de cada componente.
En la destilación al vacío, el vacío se usa para reducir el punto de ebullición de la sustancias a separar.

¿Dónde se puede usar el vacío en los procesos de destilación?

Algunos compuestos tienen puntos de ebullición muy altos. En este caso, el vacío puede usarse para reducir el punto de ebullición en lugar de aumentar la temperatura. La presión se reduce hasta la presión de vapor del compuesto y es cuando puede iniciarse el proceso de destilación. Esta técnica se denomina destilación al vacío.

¿Cuáles son las ventajas de la destilación al vacío respecto a la destilación atmosférica?

El punto de ebullición de la sustancia a separar es más bajo en vacío.
De este modo, la destilación al vacío es el proceso que debe elegir si los compuestos que necesita separar suelen tener un punto de ebullición alto o son explosivos.

Por eso, usar el vacío en los procesos de destilación ofrece varias ventajas:

  • ahorro energético, al reducir la necesidad de calentamiento
  • mayor rendimiento, gracias a la reducción de las reacciones colaterales
  • mayor tiempo de actividad, gracias a la reducción de la contaminación de los dispositivos
  • mayor seguridad, gracias a la reducción del peligro de explosión
  • posibilidad de separar sustancias que se descompondrían a altas temperaturas

¿Cuáles son las mejores bombas de vacío para la destilación?

Las bombas de vacío más utilizadas para la destilación son las bombas de vacío secas de tornillo. Gracias a su principio de funcionamiento, los gases del proceso no se contaminan.

Las bombas de vacío de anillo líquido también pueden ser adecuadas. Usar el producto destilado como fluido de trabajo permite la condensación dentro del anillo líquido, como sucede en la regeneración de monoetilenglicol (MEG).

Las bombas de vacío de paletas rotativas lubricadas con aceite de un solo paso son los productos más adecuados si el proceso es corrosivo o puede polimerizar. Las bombas de vacío de paletas rotativas lubricadas con aceite son una solución excelente para aplicaciones ligeras.

Los boosters de vacío también se pueden usar para aumentar el caudal y/o alcanzar una presión de funcionamiento inferior.

¿Cómo funcionan los sistemas de destilación al vacío?

Los sistemas de destilación al vacío suelen ser una combinación de una bomba de vacío volumétrica (por ejemplo COBRA, DOLPHIN, HUCKEPACK o R5) y un condensador que se utiliza para recoger los compuestos valiosos. El condensador se puede instalar antes o después de la bomba de vacío, según los requisitos del proceso.

Un sistema de destilación al vacío suele estar formado por los siguientes componentes centrales:

  • Reactor o calefactor
    Calienta la mezcla y evapora el compuesto «ligero» con el punto de ebullición más bajo.
  • Columna de fraccionamiento
    Aumenta la separación para obtener un producto más puro.
  • Condensador
    Devuelve el compuesto evaporado al estado líquido.
  • Depósito recipiente
    Recoge el compuesto purificado.
  • Bomba de vacío
    Reduce la presión en el interior del sistema.

El sistema de vacío elimina las sustancias no condensables. El resultado es una presión menor en el sistema. A su vez, esto conlleva una temperatura de ebullición más baja (llamada «calor sensible») que ofrece ahorros energéticos y un mayor rendimiento.

¿Cuáles son los puntos clave que hay que considerar a la hora de comprar un sistema de destilación al vacío?

No hay una solución que sirva para todos a la hora de comprar un sistema de destilación al vacío. Es necesario tener en cuenta distintos parámetros para conseguir la solución más eficiente.

Una solución que ofrece tranquilidad

El mejor sistema de vacío es un sistema del que no tenga que preocuparse nunca. Este sistema deberá ofrecer el rendimiento requerido. Y funcionar de forma fiable y sin problemas. Esto se consigue combinando la tecnología correcta e integrándola en una estructura adecuada. Y añadiendo la protección necesaria y sensores de seguridad. Otros factores clave para un funcionamiento sin problemas son unos procedimientos de funcionamiento correctos que incluyan ciclos de calentamiento y de paro. Un sistema de destilación al vacío también puede incluir redundancia. Aumentar la fiabilidad del sistema y reducir el tiempo de inactividad permitiendo el mantenimiento sin tener que parar el proceso.

Seguridad

Un sistema de destilación al vacío nunca debe suponer un perligro para sus empleados. Esto es especialmente importante cuando se manipulan compuestos explosivos, inflamables o tóxicos. En este caso, el sistema de vacío debe cumplir con las normativas locales sobre explosiones, como ATEX, IECEX, Ex-Proof o KOSHA. Un nivel correcto de hermeticidad es también crucial para evitar cualquier fuga de compuestos tóxicos. En este caso, se recomiendan opciones específicas, como cierres mecánicos dobles y barreras de gas.

Coste de propiedad

Centrarse solo en los costes de la inversión inicial no suele ser el mejor modo de optimizar el coste total de propiedad de un sistema de destilación al vacío. Es necesario tener en cuenta también otros parámetros. Por un lado, para elegir la tecnología adecuada y, por otro, para adaptarla al diseño del sistema. Los principales puntos que deben considerarse son el consumo de agua de refrigeración, el fluido de trabajo, el líquido de purga, etc. También es necesario tener en cuenta los costes del tratamiento de residuos, como el tratamiento de agua contaminada por el fluido de trabajo. La frecuencia y el coste del mantenimiento también son parámetros importantes. Por último, es importante adoptar un enfoque holístico respecto al sistema de vacío. Si los tubos son demasiado pequeños, por ejemplo, esto puede afectar considerablemente al rendimiento del sistema.

Eficiencia energética

El consumo energético de un sistema de destilación al vacío es un factor clave para su selección. Pueden tenerse en cuenta diferentes tecnologías en función de la presión de funcionamiento. Para presiones bajas y caudales altos, una solución energéticamente eficiente podría ser un diseño multietapa que incluya boosters de vacío. Además, la regulación de la demanda de vacío es clave. Actualmente, la mayoría de los sistemas se pueden utilizar con un variador de frecuencia para reducir el consumo cuando la demanda de vacío es baja.

Vida útil más larga

Para alargar la vida útil de un sistema de vacío, es necesario tener en cuenta varios parámetros. Uno de ellos es el uso de la tecnología correcta y de la configuración de la bomba adecuada. Esto incluye un líquido de sellado y unos materiales de fabricación y sellado adecuados para los productos químicos que entran en el sistema de vacío. Otro factor es el uso adecuado del sistema. En la mayoría de los casos son necesarios ciclos de calentamiento y paro, incluyendo ciclos de limpieza «clean-in-place» (CIP), para mantener el rendimiento de acuerdo con los estándares de fábrica.

Ahorro económico mejorando el sistema

Su proceso, así como su demanda de vacío, podrían haber cambiado. Esto nos lleva a preguntarnos si su sistema sigue estando adaptado a sus necesidades. Y si sigue funcionando con la mayor eficiencia energética posible. Cuando llega el momento de mejorar o sustituir un sistema de vacío, vale la pena echar un vistazo a toda la instalación. Esto permite identificar cualquier potencial de optimización. Las tecnologías modernas permiten ahorrar dinero reduciendo los fluidos de trabajo y el consumo energético. Por ejemplo, pasando de los eyectores de vapor a soluciones secas.

Gas de proceso

En función de la composición del gas de proceso, podría ser muy útil recuperarlo o neutralizarlo. Una solución seca, por ejemplo, permite recuperar el gas de proceso no contaminado en la salida de la bomba de vacío. Utilizada con el fluido de trabajo adecuado, una bomba de vacío de anillo líquido puede ser un sistema de neutralización eficiente. APOVAC, por ejemplo, está diseñada especialmente para este propósito.

¿Qué bombas de vacío de Busch son especialmente adecuadas para los procesos de destilación?

La elección de la bomba de vacío depende de los requisitos de cada proceso. Los productos más adecuados son las bombas de vacío COBRA, DOLPHIN, HUCKEPACK o R5 y los boosters de vacío.

¿Hay algún ejemplo del uso de la tecnología de vacío Busch en aplicaciones de destilación?

Las soluciones de Busch se utilizan en la mayoría de procesos de destilación al vacío.
Desde la destilación de crudo en refinerías de petróleo hasta la preparación de API (ingredientes farmacéuticos activos) en la industria farmacéutica. También se utilizan ampliamente en la industria agroquímica, así como en la extracción y preparación de sabores y aromas.

¿Cómo funciona la destilación de crudo?

El crudo se debe descomponer en sus componentes para producir gasolina, diésel, combustible de aviación o aceite combustible. Este proceso se lleva a cabo en refinerías de petróleo mediante destilación.

Dado que el crudo contiene hidrocarburos pesados y ligeros con distintos puntos de ebullición, son necesarios dos procesos de destilación. Después de la destilación atmosférica, se lleva a cabo una segunda destilación bajo vacío. En este caso, la destilación al vacío permite separar los hidrocarburos pesados a temperaturas ligeramente más altas. A su vez, esto minimiza la descomposición de los componentes y la creación de subproductos no deseados.

Destilación al vacío para la Industria química y farmacéutica

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Obtener compuestos puros es el objetivo en muchos procesos de la industria química y farmacéutica. Una de las técnicas más utilizadas para extraer compuestos de interés de la mezcla de reacción es la destilación.

Realizar la destilación bajo vacío permite tratar con mayor suavidad los compuestos sensibles al calor. Gracias a las temperaturas del proceso más bajas, puede mejorarse el rendimiento del proceso de destilación evitando la polimerización, la descomposición u otras degradaciones del producto. De este modo, se puede obtener un gran ahorro energético.

Por tanto, la destilación bajo vacío es la opción perfecta para una gran variedad de procesos de separación en la industria química y farmacéutica. Desde la producción de ingredientes activos farmacéuticos (API) hasta la purificación de monómeros o la extracción de compuestos naturales. Así como para la síntesis química, la preparación de sabores y aromas y mucho más.

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Para producir gasolina, diésel, combustible de aviación o para la calefacción, el crudo debe separarse en componentes. Este proceso se lleva a cabo en refinerías de petróleo mediante destilación. Dado que el crudo contiene hidrocarburos pesados y ligeros con distintos puntos de ebullición, son necesarios dos procesos de destilación.

Después de la destilación atmosférica, se lleva a cabo una segunda destilación bajo vacío. Para separar los hidrocarburos pesados a temperaturas ligeramente más altas. Esto minimiza la descomposición de los componentes y la creación de subproductos no deseados.

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Capua 1880 utiliza la tecnología de vacío de Busch Vacuum Solutions para los procesos de destilación, que se llevan a cabo en evaporadores de capa fina o destiladores moleculares dependiendo del tipo de fruta. Todos los destiladores utilizan únicamente bombas de vacío de tornillo COBRA que no contienen fluidos de trabajo.

Las bombas de vacío con variador de frecuencia garantizan de forma precisa y fiable el nivel de vacío requerido, lo que, junto con la temperatura, garantiza la calidad del producto deseada.

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