SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE
S E N A
CENTRO DE ASISTENCIA TECNOLOGICA INDUSTRIAL ASTIN
VALLE DEL CAUCA
TECNOLOGIA EN QUIMICA APLICADA A LA INDUSTRIA
TALLER
ANÁLISIS DE OBJETOS TECNOLÓGICOS
CONDENSADOR DE SERPENTIN
IMTEGRANTES
POTES RIASCOS CRISTIAN ANDRES
MUÑOZ GAVIRIA LUZ ANGELA
GUAZA PEÑA RUBY ANAIS
NAMEN TOWERS HELUY
Santiago de Cali, Mayo de 2011
CONDENSADOR DE SERPENTIN O CONDENSADOR DE GRAHAM
1. INTRODUCCION
Con el desarrollo de esta actividad tendremos la oportunidad de conocer un instrumento importante para los laboratorios descubriendo su funcionalidad, proceso de fabricación, su origen, material utilizado en su fabricación, sus diferentes usos, estructura general y su manejo ambiental y social.
2. 2. OBJETIVOS
ü Conocer las propiedades físicas y químicas del instrumento
ü Analizar desde diferentes puntos de vista el uso fundamenta del condensador.
ü Brindar conocimiento sobre el uso adecuado y sus funcionalidad
ü Reconocer la importancia del condensador serpentín
ü Conocer los costos económicos a la hora de la fabricación del condensador.
ü Conocer su estructura física
ü Conocer sus usos históricos y actuales
3. 3. ANALISIS HISTORICO
Los serpentines se usan desde la antigüedad en la destilación de bebidas alcohólicas, aunque en la actualidad cualquier proceso de refinado de crudos u obtención de un producto químico puede utilizar un serpentín, bien para enfriar, bien para calentar líquidos o gases.
Hasta donde se sabe, el proceso de la destilación fue inventado por los alquimistas egipcios, quienes emplearon gran cantidad de aparatos diseñados para vaporizar sustancias volátiles y tratar los metales con ellas. Parece que, ocasionalmente, se realizaba una especie de destilación de líquidos. Por ejemplo, se calentaba agua de mar en calderos cubiertos y se sacudían las gotas condensadas en las tapaderas, con el fin de usarlas como agua para beber. Asimismo, el aceite de pez se elaboraba por el calentamiento del alquitrán y la subsecuente condensación de su vapor. El mercurio se obtenía al calentar el cinabrio (mineral de sulfuro de mercurio) sobre un plato de hierro, colocado dentro de una olla cubierta con un puchero o ‘‘ambix’’, en el que se condensaba el vapor de mercurio. Posteriormente, ese término se usó para denominar al aparato completo de la destilación, en árabe al anbiq, de donde procede nuestro alambique.
Los alquimistas griegos, en el siglo primero de nuestra era, inventaron el alambique para destilar sustancias. Un alambique o destilador está compuesto de tres partes: una vasija en la que se calienta el material que se va a destilar, una parte fría para condensar el vapor producido y un recipiente para recogerlo
La destilación se inventó como un medio para obtener un líquido capaz de atacar o colorear los metales. Ciertamente, no se conoce el uso de alambiques para propósitos no alquímicos hasta alrededor de 700 años después de su primer empleo en la alquimia, cuando los encontramos en libros de recetas.
Debe comprenderse que la falta de instrumentos (termómetros, por ejemplo) y el hecho de que no se conocieran disolventes ni ácidos más fuertes que el vinagre, representaba una limitación del campo de estudio. Los antiguos químicos trabajaban principalmente sobre alambiques primitivos, lo que les impedía recuperar los compuestos de bajo punto de ebullición. De aquí que no se descubrieran productos químicos como el alcohol hasta la época de los árabes, aunque desde muchos siglos atrás se conocían bebidas alcohólicas como el vino y la cerveza
4. ANALISIS ANATOMICO
Condensador de forma cilíndrica en cuyo interior cuenta con una bobina espiral que recorre toda la longitud del condensador. Con dos boquillas para entrada y salida del refrigerante. que sirve para enfriar líquidos o gases calientes:
Consisten en un tubo interior de vidrio o de metal rodeado por otro, o una gran espiral interna dentro de una cápsula cilíndrica de mayor diámetro. Con bocas de entrada y salida con juntas esmeriladas generalmente este condensador es de vidrio en boro silicato transparente. Con una elevada resistencia a la temperatura.
Tiene un espesor entre 200 y 600 milímetros; es decir entre 20 y 60 centímetros de largo
Las partes del producto se encuentran ensambladas de manera compacta con dos bocas grandes taponadas con corcho o plástico.
Consta de tres partes:
- un matraz redondo de fondo plano con salida de un lado un matraz redondo de fondo plano con salida de un lado, boca y tapón esmerilado.
- Una alargadera de destilación con boca esmerilada que va conectada del refrigerante al matraz.
- Refrigerante de serpentín con boca esmerilada.
Este aparato se utiliza para hacer destilaciones de sustancias
Se denomina serpentín o serpentina a un tubo de forma frecuentemente espiral, utilizado comúnmente para enfriar vapores provenientes de la destilación en un calderín y así condensarlos en forma líquida. Suele ser de vidrio, cobre u otro material que conduzca el calor fácilmente.
Consta de dos tubos cilíndricos concéntricos. Por el tubo interior circulan los vapores que serán condensados. Por el tubo exterior circula el líquido de refrigeración.
Los extremos del tubo de cristal interior están generalmente provistos de juntas de vidrio esmerilado, para que puedan ajustarse fácilmente con otros artículos de vidrio.
El extremo superior se puede dejar abierto a la atmósfera, o ventilados a través de un burbujeado, o un tubo de secado para evitar la entrada de agua u oxígeno.
Consisten en un tubo interior de vidrio o de metal rodeado por otro, a través del cual circula continuamente agua que entra por un tubo lateral en un extremo y sale por otro en el extremo opuesto. Por el tubo interior circulan gases o vapores provenientes de un matraz o balón y que han de condensarse o licuarse
5. ANÁLISIS FUNCIONAL
Los condensadores son de uso frecuente en el reflujo, donde los vapores calientes de un disolvente líquido, que está siendo calentado en el matraz, se enfrían en el condensador y se dejan que gotee. Esto reduce la pérdida de disolvente y permite que la mezcla se caliente durante períodos prolongados.
Los condensadores se utilizan en la destilación para enfriar los vapores calientes, licuándolos en el líquido de condensación para su recogida selectiva. Por destilación fraccionada, un condensador de aire o Vigreux se utiliza generalmente para disminuir la velocidad a la que suben los vapores calientes, dando una mejor separación entre los diferentes componentes en el destilado.
Para la destilación a micro escala, hay aparatos disponibles comercialmente que incluyen la vasija de calefacción y el condensador fundidos en una sola pieza. Esto reduce el volumen de retención, evitando la necesidad de juntas de vidrio esmerilado y la prevención de la contaminación por fugas de grasa y aire.
Para la condensación de vapores, incluye bocas de entrada y salida con juntas esmeriladas. La circulación de agua se realiza a través de olivas de plástico con un diámetro externo de 8 mm y juntas de rosca GL.
Muy buena resistencia química Elevada resistencia a la temperatura Mínima expansión térmica, lo que proporciona una alta resistencia a los cambios de temperatura
El espacio situado entre el serpentín y el tubo de vidrio liso y alargado (cámara externa) permite la circulación del líquido refrigerante.
El refrigerador de serpentín es un conducto de doble pared por el que se hace pasar un fluido que se enfría por la acción de un líquido que circula en su cámara externa.
Se utiliza en alambiques para destilar el whisky, serpentín de cobre utilizado para enfriamiento de agua en procesos industriales, Serpentín de Agua Helada Los serpentines de Agua Helada están diseñados para resolver las necesidades de enfriamiento tanto en aplicaciones de aire acondicionado como para procesos industriales, para aire acondicionado, refrigeración y congelación
.
El condenador serpentín esta hecho principalmente de vidrio en boro silicato, pero los utilizados para procesos industriales pueden ser de cobre, lamina galvanizada o aluminio; materiales que conduzcan el calor fácilmente.
Para su elaboración se utilizan materiales como vidrio con boro silicato, arena Mechero o soplete pizas, soportes y horno; El vidrio se obtiene de la fusión de arena silícea con potasa la cual es moldeable cuando se alcanza una temperatura de 1200 ºC
El Vidrio boro silicato presenta una predominancia de bórax, además de sílice y álcali, lo que lo convierte en un material de larga durabilidad y muy resistente a los elementos químicos y al calor.
Los serpentines se usan desde la antigüedad en la destilación de bebidas alcohólicas, aunque en la actualidad cualquier proceso de refinado de crudos u obtención de un producto químico puede utilizar un serpentín, bien para enfriar, bien para calentar líquidos o gases.
Los condensadores son de uso frecuente en el reflujo, donde los vapores calientes de un disolvente líquido, que está siendo calentado en el matraz, se enfrían en el condensador y se dejan que gotee. Esto reduce la pérdida de disolvente y permite que la mezcla se caliente durante períodos prolongados.
Los condensadores se utilizan en la destilación para enfriar los vapores calientes, licuándolos en el líquido de condensación para su recogida selectiva. Por destilación fraccionada, un condensador de aire o Vigreux se utiliza generalmente para disminuir la velocidad a la que suben los vapores calientes, dando una mejor separación entre los diferentes componentes en el destilado.
Para la destilación a micro escala, hay aparatos disponibles comercialmente que incluyen la vasija de calefacción y el condensador fundidos en una sola pieza. Esto reduce el volumen de retención, evitando la necesidad de juntas de vidrio esmerilado y la prevención de la contaminación por fugas de grasa y aire.
Estos condensadores en la actualidad también están siendo utilizados para la obtención de aceites esenciales para a la aromaterapia.
Los llamados "aceites esenciales" no son realmente aceites, sino las partes más volátiles de las plantas, las cuales se liberan mediante un proceso de destilación a vapor de las hojas, flores y maderas o por compresión de algunas frutas.
Los condensadores de serpentín en sus procesos de destilación generalmente utilizan como refrigerante el agua que en los laboratorios no se reutiliza q ya que esta se calienta y debe tener un flujo constante ara que cumpla la función de refrigerante lo que contribuye al desperdicio de este recurso trayendo consigo un problema ambiental de gran magnitud.
Los factores que intervienen en el costo del producto son los materiales adquiridos para su fabricación y la mano de obra; el costo aproximado en el mercado de un condensador de serpentín oscila entre 42,90 € euros que equivale a 129. 740 pesos colombianos.
9. BIBLIO GRAFIA
[1].- PERRY. “MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO”. Editorial Mc GRAW – HILL. Barcelona 1996.
[2].- GREGORIG, Romano. “CAMBIADORES DE CALOR”. Ediciones URMO S.A.
España 1979
[3].- Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993--2008 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos
[5].- Fundación CIENTEC
http://www.cientec.or.cr/exploraciones/ponenciaspdf/WagnerCastro.pdf
[8].- Tubo refrigerante o condensador recto. (Imagen). Mocho. Portal de ensino das ciencias e da cultura científica. Centro de Física Computacional da Universidad de Coimbra
[9].- ↑ Jensen, William B. (2006). «The Origin of the Liebig Condenser» (abstract). J. Chem. Educ. 2006 (83): pp. 23. doi:. http://jchemed.chem.wisc.edu/Journal/Issues/2006/Jan/abs23.html.
[11].- ↑ Fritz Friedrichs (1912). «Some New Forms of Laboratory Apparatus». J. Am. Chem. Soc. 34 (11): pp. 1509–1514. doi:.
10. ANEXOS
ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO
CONDENSADOR SERPENTIN
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