FISICOQUIMICA

P R Á C T I C A 2:

DESTILACION DE CERVEZA

EQUIPO N° 5

INTEGRANTES:

Nombre N° de control

Armenta Ochoa Karla 09320360Cintora Rabadán Yadira 09320396Contreras Bailón Araceli 09320400Esquivel Reyes Geovanni Alexis

09320381

Ramírez Rodríguez Alejandra

09320389

Vázquez Narváez Hersson David

09320405

GRUPO: “A” 5° SEMESTRE

INGENIERÍA BIOQUÍMICA

OBJETIVO GENERAL.

El objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles.

OBJETIVOS PARTICULARES.

La finalidad es obtener el componente más volátil en forma pura de la mezcla en este caso es, la separación del alcohol contenido en la cerveza ‘’sol’’ mediante la técnica de destilación simple.Elaborar una grafica tiempo-temperatura en la cual indique las temperaturas y el tiempo a las cuales se han obtenido las fracciones de destilación. Retomar conocimientos previos sobre peso constante, el montaje del equipo de destilación y como determinar la medida de la densidad.

INTRODUCCION.

La destilación es la operación de separar, mediante vaporización y condensación, los diferentes componentes líquidos, sólidos disueltos en líquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullición (temperaturas de ebullición) de cada una de las sustancias ya que el punto de ebullición es una propiedad intensiva de cada sustancia, es decir, no varía en función de la masa o el volumen, aunque si en función de la presión.

MARCO TEORICO.

En química, se llama destilación simple o destilación sencilla a un tipo de destilación donde los vapores producidos son inmediatamente canalizados hacia un condensador, el cual los refresca y condensa de modo que el destilado no

resulta puro. Su composición será idéntica a la composición de los vapores a la presión y temperatura dados y pueden ser computados por la ley de Raoult.

La destilación sencilla se usa para separar aquellos líquidos cuyos puntos de ebullición difieren extraordinariamente (en más de 30 °C aproximadamente) o para separar líquidos de sólidos no volátiles. Para éstos casos, las presiones de los componentes del vapor normalmente son suficientemente diferentes de modo que la ley de Raoult puede descartarse debido a la insignificante contribución del componente menos volátil. En este caso, el destilado puede ser suficientemente puro para el propósito buscado.

El aparato utilizado para la destilación en el laboratorio es el alambique. Consta de un recipiente donde se almacena la mezcla a la que se le aplica calor, un condensador donde se enfrían los vapores generados, llevándolos de nuevo al estado líquido y un recipiente donde se almacena el líquido concentrado.

En la industria química se utiliza la destilación para la separación de mezclas simples o complejas. Una forma de clasificar la destilación puede ser la de que sea discontinua o continua.

En el esquema se puede observarse un aparato de destilación simple básico:

Usos

Se usa para separar líquidos con puntos de ebullición inferiores a 150ºC de impurezas no volátiles, o bien para separar mezclas de dos componentes que hiervan con una diferencia de puntos de ebullición de al menos 60-80°C. Mezclas de sustancias cuyos puntos de ebullición difieren de 30-60°C se pueden separar por destilaciones sencillas repetidas, recogiendo durante la primera destilación fracciones enriquecidas en uno de los componentes, las cuales se vuelven a destilar. Para que la ebullición sea homogénea y no se produzcan proyecciones se introduce en el matraz un trozo de plato poroso (o agitación magnética). El líquido que se quiere destilar se pone en el matraz (que no debe llenarse mucho más de la mitad de su capacidad) y se calienta con la placa calefactora. Cuando se alcanza la temperatura de ebullición del líquido comienza la producción apreciable de vapor, condensándose parte del mismo en el termómetro y en las paredes del matraz. La mayor parte del vapor pasa al refrigerante donde se condensa debido a la corriente de agua fría que asciende por la camisa de este. El destilado (vapor condensado) escurre al matraz colector a través de la alargadera.

La existencia de una capa de sólido en el fondo del matraz de destilación puede ser causa de violentos saltos durante la destilación, especialmente si se utiliza una

calefacción local fuerte en el fondo del matraz. La calefacción de un matraz que lleva cierta cantidad de sólido depositado en el fondo se debe realizar siempre mediante un baño líquido.

Destilación de la cerveza

El principio de la destilación se basa en las diferencias que existen entre los puntos de fusión del agua (100ºC) y el alcohol (78.3ºC). Si un recipiente que contiene alcohol es calentado a una temperatura que supera los 78.3ºC, pero sin alcanzar los 100ºC, el alcohol se vaporizará y separará del líquido original, para luego juntarlo y recondensarlo en un líquido de mayor fuerza alcohólica.

Características de la cerveza

Se denomina cerveza a una bebida alcohólica, no destilada, de sabor amargo que se fabrica con granos de cebada u otros cereales cuyo almidón, una vez modificado, es fermentado en agua y frecuentemente aromatizado con lúpulo.[] []De ella se conocen múltiples variantes con una amplia gama de matices debidos a las diferentes formas de elaboración y a los ingredientes utilizados. Generalmente presenta un color ambarino con tonos que van del amarillo oro al negro pasando por los marrones rojizos. Se la considera «gaseosa» (contiene CO2 disuelto en saturación que se manifiesta en forma de burbujas a la presión ambiente) y suele estar coronada de una espuma más o menos persistente. Su aspecto puede ser cristalino o turbio. Su

graduación alcohólica puede alcanzar hasta cerca de los 30% vol., aunque principalmente se encuentra entre los 3 y los 9% vol.

Equipos a utilizar:

Desecador

Un desecador es un instrumento de laboratorio que se utiliza para mantener limpia y deshidratada una sustancia por medio del vacío.

Está fabricado con un vidrio muy grueso y en él se distinguen dos cavidades, la primera cavidad más grande y superior, permite poner a secar la sustancia, y la otra cavidad inferior se usa para poner el desecante, más comúnmente gel de sílice.

También posee un grifo de cierre o llave de paso en su parte lateral o en la tapa, que permite la extracción del aire para poder dejarlo al vacío.

Al estar sellado al vacío la tapa siempre es difícil de volver a abrir.

Estufa de secado de laboratorio

Ideal para aplicaciones como secado, curado, condiciones de horneado y cocimiento, en donde se requiere un flujo de aire suave en el laboratorio de industrias, educación, bacteriología y clínicos. Exceptuado reacciones con vapores peligrosos. Alcanzan temperaturas de hasta 240 ºC.

MATERIAL.

Matraz de destilación 500 ml. Soporte universal Pinzas para soporte Refrigerante Parrilla Termómetro de 150° Vasos de precipitado de 250 ml Matraz erlemeyer de 100 ml Probeta de 50 ml Anillo metálico

EQUIPO.

Estufa de secado de laboratorio desecador Balanza analítica

MUESTRAS.

Cereza marca “Sol”

METODOLOGÍA.

Proceso de destilación

1. Se monta el aparato de destilación con forme al modelo asegurándose que las uniones estén bien selladas y no exista ningún tipo de fuga.

2. Se introduce en el matraz de destilación 50 ml de cerveza y se sella. Se enciende la parrilla y se comienza a calentar la sustancia contenida en el matraz, se observa el incremento de la temperatura en el termómetro. A una temperatura próxima al punto de ebullición del alcohol (componente más volátil) se observara que se empieza a recoger destilado.

3. Anotar la temperatura y recoger mediante una probeta graduada los 10 primeros ml. de destilado (que llamaremos fracción 1) y se coloca aparte en un vaso de precipitado.

4. Continuar la destilación hasta que el termómetro marque los 100° C, entonces recoger los otros 10 ml. (fracción 2) y colocarlos en otro vaso de precipitado. Anotar la temperatura inicial y final en la recolección de la fracción.

5. Continuar la destilación y recolectar la fracción 3. Apagar la parrilla.6. Una vez dispuesta las distintas fracciones del destilado se analiza su

contenido.

Procedimiento de pesado:

1. Se meten 3 matraces a la estufa de secado de laboratorio durante media hora se sacan.

2. Se introducen al desecador para eliminar humedad.3. Se pesan los matraces hasta que estos tengan un peso constante.4. Por último se pesan los matraces con las fracciones de la destilación.5. Se anotan los resultados para realizar los cálculos.

OBSERVACIONES.

Primero se armo el sistema de destilación como se indicaba en el esquema y se aseguro que sus uniones estuvieran bien cerradas sin fuga.

Se midió 50 ml de cerveza “Sol” en la probeta. Y se le tomo la temperatura a la que se encontraba. Se procedió a vaciar en el matraz de destilación.

Enseguida se prendió la parrilla y la temperatura comenzó a subir hasta alcanzar el punto de ebullición del alcohol (78.3° C). A partir de esa temperatura empezó a salir la primera gota. Se recogieron los primeros 10 ml. (fracción 1).Se vació en un vaso de precipitado aparte.

Para la fracción 2 y 3 se dejo que la temperatura pasara del punto de ebullición del alcohol a 100° C. se recogieron los primeros 10 ml (fracción 2) y se vació en un vaso de precipitado. Se hizo lo mismo para la fracción 3.

Ya que se obtuvieron las tres fracciones se analizaron y se observo lo siguiente; en la primera fracción la sustancia olía a cebada, la segunda olía a alcohol puro y la tercera casi no olía. Lo cual llevo a la conclusión de que la fracción 1 era la cebada, la fracción 2 era el cuerpo (alcohol puro) y la fracción 3 era la cola o residuo de la sustancia.

Proceso de pesaje.

Se metieron tres matraces erlenmeyer en la estufa de sedado de laboratorio durante media hora. Y después al desecador para eliminar la humedad. Se pesaron varias veces hasta que el peso de estos fue constante.

Ya que se pusieron a pesos constantes lo matraces se pesaron junto con las fracciones y se dispuso a hacer los cálculos.

RESULTADOS.

Tiempos de destilación de cada fracción

Fracción 1:

Temperatura

1:20 20° C

1:40 68° C

2:00 70° C

2:20 75° C

2:40 69° C

3:00 70° C

3:20 78° C

3:40 69° C

4:00 75° C

4:20 78° C

4.40 70° C

5.00 80° C

00:57 01:26 01:55 02:24 02:52 03:21 03:50 04:19 04:48 05:160

102030405060708090

FRACCION 1

Fracción 2:

Tiempo

Temperatura

9:00 70 ° C

9:20 85°C

9:40 92° C

10:00 100° C

10:20 98° C

10:40 92° C

11:00 102° C

08:52 09:07 09:21 09:36 09:50 10:04 10:19 10:33 10:48 11:02 11:160

20406080

100120

FRACCION 2

Fracción 3:

Tiempo Temperatura

11:20 70° C

11:40 85° C

12:00 98° C

12:20 95° C

12:40 110 ° C

1:00 105 ° C

1:20 95° C

1:40 94° C

2:00 120° C

2:20 100° C

00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:240

20406080

100120140

FRACCION 3

Pesado de matraces

Primer análisis de matraces (peso de los matraces)

1ª fracción (matraz) 77.785 gr2ª fracción (matraz) 90.729 gr3ª fracción (matraz) 58.258 gr

Segundo análisis de matraces (peso de los matraces)

1ª fracción (matraz) 77.77 gr2ª fracción (matraz) 79.037 gr3ª fracción (matraz) 58.255 gr

Tercer análisis de matraces (peso de los matraces)

1ª fracción (matraz) 77.77 gr2ª fracción (matraz) 79.037 gr3ª fracción (matraz) 58.255 gr

CÁLCULOS.

Análisis final peso con el contenido de alcohol.

fracciones Peso del matraz

con alcohol

diferencia densidad del OH

1ª fracción (matraz)

77.77gr 86.645 gr 8.875 gr 0.8875

kg

m3

2ª fracción (matraz)

79.037 gr 86.802 gr 7.765 gr 0.86802

kg

m3

3ª fracción (matraz)

58.255 gr 70.086 gr 11.831 gr 0.70086

kg

m3

D=mV

= MASAVOLUMEN

= Kgm3

1ª fracción

D=0.008875kg0.01 lts

=0.8875kg

m3

2ª fracción

D=0.0086802kg0.01 lts

=0.86802kg

m3

3ª fracción

D=0.0070086 kg0.01lts

=0.70086kg

m3

CONCLUSIÓN.

Entendimos que en la destilación es un proceso que consiste en la vaporización de un líquido (sustancia más volátil), condensación de vapor y colección del condensado.

Se logro obtener tres fracciones destiladas de cerveza, en las cuales notamos que para el destilado de cada una de ellas, los puntos de ebullición fueron a diferentes temperaturas, la primera fue de 80°C, la segunda de 92°C y la tercera de 98°C, lo cual indica que a medida que el punto de ebullición de los alcoholes aumenta se debe a que los compuestos alcohólicos poseen mayor numero de carbonos en su cadena lineal.

La primera fracción contiene sustancias impuras las cuales a su vez son las más volátiles y por tanto son llamadas cabezas porque es la primera fracción que sale y no contienen el resultado deseado. Cabe señalar que para llegar a esta fracción se necesito de una mayor cantidad de tiempo.

La segunda fracción nos dimos cuenta que contienen el resultado deseado, pero para su obtención se requirió de mayor cantidad de energía (incremento de la

temperatura) para que el equilibrio intermolecular que ofrecían las fuerzas de Van der Waals fuera roto y por tanto provocará el rompimiento de los puentes de hidrogeno que mantienen unidas a las moléculas. La propiedad física por lo cual supimos que era ese el resultado deseado fue el olor característico del etanol.

La tercera fracción aunque probablemente sea un alcohol que contiene varios átomos de carbono (debido a su alto punto de ebullición) la característica del olor no la presenta (es casi inodora), debido a que la el contenido de etanol en las cervezas es mayor que los demás compuestos alcohólicos que pudieran estar presentes en esta bebida son como productos no deseados que se encuentran en proporciones muy pequeñas.

GLOSARIO.

MEZCLA.- En química, una mezcla es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero no combinadas químicamente.

TEMPERATURA DE EBULLICIÓN.- El punto de ebullición es aquella temperatura en la cual la materia cambia de estado líquido a gaseoso, es decir hierve.

VOLATILIDAD.- La volatilidad en el contexto de la química, la física y la termodinámica es una medida de la tendencia de una sustancia a pasar a vapor.

CEBADA.- La cebada (Hordeum vulgare) es una planta monocotiledónea anual perteneciente a la familia de las poáceas (gramíneas); a su vez, es un cereal de gran importancia tanto para animales como para humanos y

actualmente el quinto cereal más cultivado en el mundo (53 millones de hectáreas o 132 millones de acres).

LÚPULO.- El lúpulo (Humulus lupulus), es una de las tres especies de plantas del género humulus, de la familia de las Cannabáceas. Oriunda de Europa, Asia occidental y Norteamérica.

BIBLIOGRAFÍA.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Destilaci%C3%B3n_simple&oldid=45161529.

http://es.wikipedia.org/wiki/Cerveza#Tipos_de_cerveza http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Desecador&oldid=49878585