Construcción y uso de un alambique para etanol© Copyright 1980 J.A. Diaz Publications
Autor: S.W. Mathewson
Los alambiques solares pueden ser sencillos o complejos. El equivalente solar al alambique por lotes se puede construir y utilizar con facilidad. Los alambiques solares también pueden incorporar reflujo, pero es difícil controlarlo sin un sistema de control sofisticado, porque hay un quilibrio delicado entre la temperatura, la cantidad de vapor que entra en la columna y la cantidad de vapor que tiene dentro. Cualquier pequeño cambio en la cantidad de radiación solar rompería dicho equilibrio. Para hacer funcionar un alambique solar complejo hay que controlar todas las variables con muy poco margen de tolerancia. Desafortunadamente para esto hacen falta elementos de control, sensores y válvulas electrónicos, que son caros. La eficiencia de un alambique solar complejo es mala y, debido al coste de la instrumentación, el alambique debe ser muy grande.
En instalaciones grandes normalmente es mejor usar la energía solar indirectamente. Por ejemplo, una instalación solar puede precalentar el agua para preparar la pasta de fermentación, o se puede usar una caldera solar para complementar a una convencional en la producción de vapor.
Los alambiques solares sencillos tienen la desventaja de producir alcohol poco concentrado. Sin embargo son muy adecuados cuando se produce combustible para un sistema de inyección. En el capítulo diecisiete se describe un ejemplo sencillo de fermentador y alambique solares para producir combustible para un sistema de inyección. En esa aplicación el alambique solar tiene mucho sentido.
La figura 15-1 muestra un alambique solar del tipo empleado en situaciones de supervivencia para destilar agua potable a partir del agua marina. La radiación solar atraviesa una cubierta transparente y es absorbida por el fondo obscuro, que calienta el agua del fondo. El vapor sube hasta la cubierta transparente, que se mantiene relativamente fría, y se condensa en su cara interior. El agua destilada se escurre hacia los bordes, donde queda atrapada en un anillo, y sale a través de un tubo.
Los alambiques de este tipo pueden destilar alcohol con tanta facilidad como destilan agua. Se pueden comprar a varias empresas y son bastante baratos. Antes de comprar uno de estos asegurese de que el alcohol no dañará el plástico con que está fabricado.
La figura 15-2 muestra una vista lateral de un alambique fácil de construir. La caja está hecha de contrachapado y tiene seis pulgadas de profundidad. La altura total es de dos o tres pies. Se puede construir de cualquier longitud. Es importante que no deje escapar el vapor. Si no, se perdería el alcohol. Por lo tanto el interior de la caja tiene que estar impermeabilizado y pintado de negro mate con pintura epóxica resistente a los productos químicos. El cristal debe estar sellado con silicona. Una alternativa barata al vidrio es la fibra de vidrio semitransparente utilizada en la construcción de invernaderos. Se puede comprar en almacenes de materiales en rollos de 48 pulgadas de ancho. Debe haber una válvula para meter y sacar el líquido. El drenaje del compartimento para el alcohol debe quedar abierto para que no se forme presión interna. Para evitar la pérdida del vapor no condensado basta con tubo en forma de U, como se muestra en la figura 15-3. El mejor ángulo para la caja es la latitud en la que se encuentra el alambique más quince grados en invierno, y menos quince grados en verano. En primavera y otoño el mejor ángulo es la latitud, sin sumar ni restar nada.
Durante el funcionamiento del alambique el líquido a destilar sube por la arpillera teñida de negro por capilaridad, el alcohol se evapora, se condensa sobre el vidrio y cae hasta el compartimento inferior. La temperatura se autoregula porque cuanto más se calienta la caja más alcohol se evapora, enfriandola. Si disminuye la temperatura se evapora menos alcohol y la caja se calienta más. La temperatura del vapor debería ser por lo tanto relativamente estable. Normalmente la temperatura inicial será de unos 175º F y la pureza del alcohol de 50-55%, dependiendo de la concentración inicial. Al perder alcohol la mezcla, aumenta la temperatura del compartimento superior y se reduce la concentración del alcohol. Por lo tanto después de haber separado 1/2-1/3 del alcohol se puede guardar el líquido en otro recipiente para redestilarlo con el siguiente lote.
Cambiando un poco el alambique de la figura 15-2 se puede convertir de un alambique pasivo por lotes en otro con un funcionamiento más continuo. En este otro diseño hay un tubo de goteo en lo alto del alambique. El líquido, en vez de subir por la arpillera por capilaridad, gotea sobre ella desde arriba. La figura 15-4 muestra un alambique solar de este tipo. La altura del alambique es mucho mayor, de unos ocho pies. El motivo es evaporar todo el alcohol de la mezcla en el momento en que alcance el compartimento inferior. No siempre es posible. Por lo tanto hay que recircular la mezcla de alguna manera. El control de la temperatura ya no es completamente pasivo. Se controla activamente regulando el flujo de la mezcla. Un mayor flujo reduce la temperatura dentro de la caja y un menor flujo la aumenta. Otra forma de controlar el flujo puede ser instalar una persiana activada por un sensor de temperatura, para controlar la temperatura interna. Cuanto más próxima esté la temperatura interna a 173º F mayor será la concentración del alcohol. Como la radiación solar no es constante, hay que automatizar el control de flujo de alguna manera para mantener la temperatura óptima.
El sistema pasivo tiene la ventaja de autoregular su temperatura, y la desventaja de que la concentración del alcohol se reduce con el tiempo. Como el volumen de la mezcla es fijo, sólo se pude destilar una determinada cantidad cada vez. El sistema activo, si se regula bien, proporciona una mayor concentración, y con un depósito de recirculación puede procesar una mayor cantidad de mezcla. Tiene la desventaja de depender de un control activo de la temperatura interna.
Ambos tipos producen un alcohol lo bastante puro para los sistemas de inyección. Sin embargo, si se va a quemar este alcohol en lugar de gasolina, hay que redestilarlo hasta conseguir una pureza aceptable. No hay razón para no unir en serie varios alambiques con el producto de cada uno siendo redestilado por el siguiente. Aunque la eficiencia total sea mala, la energía del sol es gratuita y estos alambiques solares se pueden construir tan grandes como se quiera.
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