Construcción y uso de un alambique para etanol© Copyright 1980 J.A. Diaz Publications
Autor: S.W. Mathewson
Como se dijo antes, si se va a quemar etanol en un motor modificado para alcohol “puro”, puede contener entre un cinco y un quince porciento de agua. Sin embargo para mezclarlo con gasolina hay que secarlo totalmente.
Si se añade el secado al proceso de producción se gastan más trabajo y energía. Antes de decidir si hacerlo o no hay que considerar todos los factores.
Produciendo etanol al 95% con el alambique, la manera más sencilla de formar una mezcla de etanol y gasolina es mezclar con el etanol suficiente benceno para separar el agua. Normalmente es suficiente con el doble o el triple de benceno que la cantidad de agua presente en el alcohol. Por ejemplo, para preparar cien galones de mezcla con 10% de etanol y 90% de gasolina, mezcle diez galones de alcohol al 95% con dos galones de benceno. Luego añada 88 galones de gasolina. Un porcentaje de agua mayor de 5% requiere una cantidad de benceno mucho mayor. Es recomendable experimentar con cantidades pequeñas antes de hacer mezclas con cantidades grandes. Prepare una mezcla con las mismas proporciones y compruebe si se separa. Puede que quiera meter una muestra en la nevera para comprobar su resisencia al frío. Sea cual sea la proporción, si la mezcla se separa le hace falta más benceno.
Otro método se basa en que el agua disuelve la mayoría de las sales, pero el etanol no. Por lo tanto se puede separar el agua (aunque no completamente) filtrando la mezcla con una sal seca. Sirve casi cualquier material higroscópico como sales de calcio, sulfatos y fosfatos. Sin embargo sal de roca, como la de los descalcificadores, es barata y fácil de conseguir. Se puede hacer con un aparato como el descrito en el capítulo siete para germinar la malta. Llene el recipiente con sal de roca. Al verter encima el etanol con restos de agua, cae a través de la sal. Por debajo sale un etanol relativamente libre de agua. Recuerde que la sal tiene que estar seca. Después de haber absorvido el agua de una determinada cantidad de etanol hay que secarla en un horno o extendida al sol.
Puede que sea mejor aplicar los dos métodos, separar primero la mayor parte del agua con sal y luego añadir un poco de benceno. Cuanta menos agua haya en el alcohol menos benceno habrá que añadir. El benceno hay que comprarlo, y sólo sirve para una vez. La sal se puede secar y reutilizar muchas veces.
La manera más antigua de secar el alcohol es deshidrarlo con cal. Todavía se hace en los laboratorios. Es parecido a la absorción con sal, con la diferencia de que con este método el agua interviene en una reacción química. La cal viva (óxido de calcio, CaO) reacciona con el agua formando hidróxido de calcio (Ca(OH)2). Es un proceso sencillo. El alcohol se mezcla con cal en una proporción de 35 libras o más de cal por cada galón de agua que haya en el alcohol (se mide con un densímetro), y se deja en reposo durante uno o dos días agitando ocasionalmente. La cal reacciona con el agua formando hidróxido de calcio, que no es soluble en alcohol. El alcohol queda bastante puro (99,5%). El hidróxido se hunde hasta el fondo.
La manera más frecuente de separar la cal y el hidróxido de calcio del alcohol es la destilación. También se puede decantar el alcohol y filtrarlo para separar las partículas en suspensión que le dan un aspecto lechoso, aunque es menos recomendable.
Se puede construir un artilugio basado en un bidón de 55 galones, similar al de la figura 13-1. Habría que añadir un alambique con termómetro (no hace falta columna de reflujo) para una destilación simple. También una válvula de compuerta a seis u ocho pulgadas del fondo para decantar el alcohol, si se quiere.
Después del reposo se destila el alcohol con un alambique sencillo. Durante la destilación hay que mantener la temperatura exacta del punto de ebullición del alcohol. Lo que queda al final es cal e hidróxido de calcio.
Quedará algo de alcohol con el residuo. Para separarlo continua la destilación. La temperatura en el alambique llegará hasta 173º F, indicando que el agua se está evaporando junto con el alcohol. Cuando la temperatura llegue a 298-212º F todo el alcohol se habrá evaporado. El residuo de agua/alcohol se puede añadir al siguiente lote.
El hidróxido de calcio vuelve a convertirse en óxido de calcio si se calienta. Sin embargo hay que hacerlo a mucha temperatura, a no ser que se haga en un horno secador con vacío. No recomiendo este proceso porque la cal no es muy cara.
Normalmente las instalaciones comerciales de producción de etanol emplean un sistema de secado azeotropico. Ya se explicó antes que el etanol y el agua forman un azeotropo binario, o mezcla de ebullición a temperatura constante. Se forma un azeotropo ternario si se añade un disolvente orgánico como benceno, tricloroetileno o incluso gasolina.
El tricloroetileno se mezcla como vapor con el etanol al 95% (5% de agua) proveniente de la columna rectificadora. Estos vapores pasan a otra columna. El azeotropo agua/tricloroetileno/alcohol hierve a 153º F, que es menor que la temperatura de ebullición del etanol. Por lo tanto el agua, el tricloroetileno y algo de etanol se evaporan antes y salen por lo alto de la columna mientras el etanol anhidro sale por el fondo. El agua y el tricloroetileno se separan en dos capas de forma parecida al agua y la gasolina. Gracias a esto se puede reutilizar el tricloroetileno. El agua separada del tricloroetileno se redestila porque contiene algo de etanol. Los métodos con benceno y gasolina funcionan exactamente igual salvo porque el punto de ebullición es un poco distinto. Si se utiliza gasolina como disolvente se crea en el momento una mezcla de etanol y gasolina.
Es posible mezclar benceno o gasolina en un alambique de reflujo por lotes, como se explica en el capítulo catorce, y evaporar la mezcla agua/disolvente en la columna, dejando atrás etanol anhidro. Sin embargo también se evapora una mezcla muy inflamable de disolvente y etanol, que puede ser muy peligrosa, especialmente si se calienta con fuego abierto. Por favor, no intente esto si no está completamente seguro de que sabe lo que hace y de que el equipamiento ha sido diseñado para ello.
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