RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE...

86
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO TEMA: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE INGENIERÍA DE AGUAS Y MEDIO AMBIENTE AUTORES: CARLA ALEXANDRA CAICEDO SÁNCHEZ ELSY MARCELA ESQUIVEL CRESPO DIRECTOR DEL PROYECTO: ING. LUIS BONILLA, MSC. GUAYAQUIL ECUADOR 2016

Transcript of RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE...

Page 1: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN

DEL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO

TEMA:

RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO

BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE INGENIERÍA DE

AGUAS Y MEDIO AMBIENTE

AUTORES:

CARLA ALEXANDRA CAICEDO SÁNCHEZ

ELSY MARCELA ESQUIVEL CRESPO

DIRECTOR DEL PROYECTO:

ING. LUIS BONILLA, MSC.

GUAYAQUIL – ECUADOR

2016

Page 2: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

2

Guayaquil, 21 de noviembre del 2016

AVAL DEL TUTOR

ING. Luis Bonilla Abarca, Msc. Certifico haber tutelado el trabajo de

titulación; “RECONTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO

BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE AGUAS Y MEDIO

AMBIENTE”, que ha sido desarrollado por Carla Alexandra Caicedo

Sánchez y Elsy Marcela Esquivel Crespo, previa obtención del título de

Ingeniero Químico, de acuerdo al REGLAMENTO PARA LA

ELABORACIÓN DE TRABAJO DE TITULACIÓN PARA EL GRADO DE

TERCER NIVEL DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL, FACULTAD DE

INGENIERÍA QUÍMICA.

Atentamente.

Ing. Luis Bonilla Abarca Msc.

Page 3: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

3

AGRADECIMIENTO

A Dios por habernos guiado en el camino de nuestros estudios, por la

sabiduría que nos otorga para alcanzar nuestro logro deseado.

A las familias que son nuestra fuente de apoyo constante e incondicional

durante la vida y más aún en los años arduos de alcanzar la Carrera

Profesional.

A todos nuestros maestros que día a día durante todos estos años nos

forjaron para llegar a ser unas excelentes profesionales.

A nuestro Director de tesis Ing. Luis Bonilla y Colaboradora Ing. Mirella

Bermeo por su apoyo y su dedicada orientación para la elaboración y

culminación de nuestro Proyecto de Titulación.

Elsy Esquivel y Carla Caicedo

Page 4: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

4

DEDICATORIA

A DIOS por darme la fortaleza, serenidad, amor y salud necesaria para

alcanzar mí meta.

A mis PADRES Marcelo y Elsy, por darme su apoyo en todo momento,

valores y consejos recibidos los cuales apliqué en cada momento de mi

vida estudiantil.

A mi AMIGO incondicional César y mi HIJO Etan, por la motivación

constante y la paciencia necesaria que me brindaron, para lograr culminar

mi carrera, pero sobre todo, por el amor recibido.

A mis compañeros por ese apoyo arduo y constante en nuestra formación

profesional.

Finalmente a mis MAESTROS, aquellos que marcaron cada etapa de

conocimientos en mi vida universitaria.

Autor: Elsy Esquivel Crespo

Page 5: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

5

DEDICATORIA

Agradezco a Dios por las bendiciones, sabiduría y retos puesto en mi

camino, que me hicieron crecer como persona.

El apoyo incondicional, económico y moral brindado por partes de mis

padres Deisy Sánchez Angulo y Carlos Caicedo Segura, hermanos, demás

familiares y amigos incondicionales, que estuvieron apoyándome en esta

constante lucha de superación profesional y personal.

“Lo que con esfuerzo se siembra, con sabiduría se cosecha”

Autor: Carla Caicedo Sánchez

Page 6: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

6

DERECHOS DE AUTORÍA

Yo ELSY MARCELA ESQUIVEL CRESPO y CARLA ALEXANDRA

CAICEDO SÁNCHEZ, declaramos bajo juramento que el trabajo aquí

descrito es de nuestra autoría, que no ha sido previamente presentado para

ningún grado o calificado profesionalmente y que hemos consultado las

referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de

la presente declaración cedemos los derechos de propiedad intelectual a la

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL, FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA,

según establecido por la ley de propiedad intelectual y su reglamento.

ELSY ESQUIVEL CRESPO CARLA CAICEDO SÁNCHEZ C.I. 0930931787 C.I. 0803491802

Page 7: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

7

RESUMEN

En la presente de tesis se muestra la reconstrucción y automatización de

un Bi-destilador de agua proveniente del laboratorio de Ingeniería de Aguas

y Medio Ambiente el cual se encuentra fuera de operación. La

reconstrucción de este equipo es con el fin de ponerlo al servicio de facultad

para los usos múltiples en las diversas prácticas de laboratorios.

El Bidestilador fue donado a la Facultad por un convenio entre la Universidad y

empresa Alemana llamada “INTERMED” en el año de 1982.

Este tipo de destiladores se fundamenta en la transferencia de masa y de

calor, considerado como un bidestilador de reflujo.

Para la realización de pruebas vamos a utilizar agua potable para su

proceso de Bi-Destilación realizándole análisis de pH, conductividad,

solidos totales disueltos, porcentaje de sal y resistencia eléctrica. Estos

parámetros que se analizaron nos indicaron que el agua destilada y

bidestilada que se obtiene durante el proceso es acta para el uso de los

diferentes laboratorios de la facultad.

La reconstrucción del equipo y rediseño de sus partes que se

intercambiaron para su optimización es el cambio del serpentín de cobre

por uno de acero inoxidable para ayudar a la calidad del agua que se

obtiene, evitando las trazas de cobre que se pueden arrastrar mediante la

destilación. La automatización frecuencial del proceso energético con la

utilización de un PLC milenium 2 marca SHNAIDER.

Este equipo tiene una producción de agua destilada de 1,34 litros/hora y de

bidestilada 1,2 litros/hora. Pudiendo suplir la necesidad de agua destilada

de los laboratorios y de bidestilada para aquellos que la requieran

Palabras claves: Bi-Destilador, Agua Bi-destilada, Destilación, Agua

desionizada, Agua desmineralizada, Agua tipo reactivo.

Page 8: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

8

ABSTRACT

The thesis sample shows the reconstruction and the automation of a bi-

distiller of water coming from the Laboratory of Water Engineering and

Environment which is outside the operation. The reconstruction of this

equipment is in order to put it to the service of the faculty for the multiple

uses in the diverse practices of laboratories.

The donor was donated to the Faculty by an agreement between the

University and the German company called "INTERMED" in the year 1982.

This type of distillers is based on the transfer of mass and heat, considered

as a reflux refolding machine.

To carry out the tests, we are going to potable water for its Bi-Distillation

process. We carry out pH, conductivity, total dissolved solids, salt

percentage and electrical resistance analysis. These parameters that were

analyzed did not indicate that the distilled and double distilled water that is

obtained during the process is record for the use of the different laboratories

of the faculty.

Reconstruction of the equipment and redesign of its parts that are

exchanged for optimization is the change of the copper coil to a stainless

steel to help the quality of the water that is obtained, avoiding the traces of

copper that can be drawn with the distillation. The frequency automation of

the energy process with the use of a PLC millennium 2 brand SHNAIDER.

This equipment has a production of distilled water of 1.34 liters / hour and

1.2 liters / hour. Being able to supply the need of distilled water of the

laboratories and double distilled for those that require it

Keywords: Bi-Distiller, Distilled Water, Distillation, Deionized Water,

Demineralized Water, Reactive Water

Page 9: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

9

ÍNDICE

AVAL DEL TUTOR .................................................................................... 2

AGRADECIMIENTO .................................................................................. 3

DEDICATORIA .......................................................................................... 4

DEDICATORIA .......................................................................................... 5

DERECHOS DE AUTORÍA ....................................................................... 6

RESUMEN ................................................................................................. 7

ABSTRACT ............................................................................................... 8

INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 14

Capitulo #1.............................................................................................. 16

1.1 Planteamiento del problema .................................................... 17

1.2 Formulación del problema ....................................................... 17

1.3 Limitación de estudio ............................................................... 17

1.4 Alcance del trabajo ................................................................... 17

1.5 Objetivos ................................................................................... 18

1.5.1 Objetivo general ................................................................. 18

1.5.2 Objetivos específicos ........................................................ 18

1.6 Preguntas a contestar .............................................................. 18

1.7 Justificación del problema ....................................................... 19

1.8 Hipótesis .................................................................................... 19

1.9 Variables .................................................................................... 19

1.10 Operalización de las variables ................................................. 20

Capitulo #2.............................................................................................. 21

2.1 El agua ....................................................................................... 21

2.1.1 Historia ................................................................................ 21

2.1.2 Propiedades del agua ........................................................ 22

2.1.3 Clasificación del agua ........................................................ 22

2.1.4 Aspectos que determinan la calidad y estética del agua 24

Page 10: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

10

2.2 Métodos de purificación del agua ........................................... 24

2.2.1 Clasificación del agua tipo reactivo ................................. 25

2.2.2 Obtención de agua grado 2 mediante la doble destilación

25

Capitulo #3.............................................................................................. 31

3.1 Metodología de la Investigación .............................................. 31

3.1.1 Exploraría, experimental. ................................................... 31

3.1.2 Revisión, Correlación. ....................................................... 32

Situación actual del equipo ............................................................ 32

3.1.3 Visión de la reconstrucción del equipo Bidestilador ...... 35

3.2 Calidad del producto ................................................................ 35

3.3 Variables de operación del equipo .......................................... 37

3.4 Automatización ......................................................................... 37

3.4.1 Equipos y Materiales utilizados en el rediseño ............... 37

Diagrama eléctrico actual ........................................................ 39

Diagrama eléctrico reconstrucción .............................................. 40

Diagrama de fase eléctrico ............................................................. 41

Ecuaciones de cada fase del equipo para programación del PLC

.......................................................................................................... 42

Cuadro de verdad ............................................................................ 42

Nomenclatura .................................................................................. 42

3.4.2 Cálculo del consumo eléctrico.......................................... 46

3.5. Ingeniería de procesos ............................................................. 48

Diagrama de flujo de procesos equipo reconstruido ............ 48

3.6 Análisis y discusión de los resultados ................................ 49

Pruebas Experimentales ................................................................. 49

Análisis e Interpretación de Resultados ................................. 51

Conclusiones ......................................................................................... 55

Recomendaciones ................................................................................. 56

Bibliografía ............................................................................................. 57

Tablas ..................................................................................................... 60

Page 11: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

11

Anexos A ................................................................................................ 61

Anexos B ................................................................................................ 78

................................................................................................................. 78

Anexos C ................................................................................................ 82

Anexo D .................................................................................................. 86

Índice de Ilustraciones

Ilustración 1 ENLACES DE ATOMOS ..................................................... 22

Ilustración 2 DESTILACION DIFERENCIAL ............................................ 27

Ilustración 3 SISTEMA MED .................................................................... 27

Ilustración 4 RECTIFICACIÓN ................................................................. 28

Ilustración 5 ESTADO INICIAL DEL BIDESTILADOR ............................. 31

Ilustración 6 SISTEMA ELECTRICO ....................................................... 33

Ilustración 7 SERPENTIN DE COBRE .................................................... 33

Ilustración 8 RESISTENCIA CENTRAL ................................................... 33

Ilustración 9 LLAVE DE VÁLVULA DAÑADA........................................... 34

Ilustración 10 PERNOS, EMPAQUES, CAUCHOS Y MANGUERAS ...... 34

Ilustración 11 PLC .................................................................................... 38

Ilustración 12 DIAGRAMA ELÉCTRICO .................................................. 39

Ilustración 13 DIAGRAMA ELECTRICO PLC .......................................... 40

Ilustración 14 FASE ELÉCTRICA ............................................................ 41

Ilustración 15 SENSOR DE NIVEL .......................................................... 44

Ilustración 16 EQUIPO REDISEÑADO .................................................... 44

Ilustración 17 SERPENTÍN DE ACERO INOXIDABLE ............................ 44

Ilustración 18 EQUIPO REDISEÑADO .................................................... 45

Ilustración 19 Diagrama de flujo de proceso ............................................ 48

Ilustración 20 COMPORTAMIENTO DE LA CONDUCTIVIDAD Vs

NUMERO DE MUESTRAS ...................................................................... 54

Ilustración 21 CONDUCTIVIDAD, PUESTA EN MARCHA ...................... 61

Ilustración 22 SÓLIDOS TOTALES, PUESTA EN MARCHA ................... 62

Ilustración 23 RESISTENCIA, PUESTA EN MARCHA ............................ 62

Ilustración 24 CONDUCTIVIDADA, SEGUNDIA DIA DE MUESTRAS .... 64

Ilustración 25 SOLIDOS TOTALES, SEGUNDO DIS DE MUESTRA ...... 64

Ilustración 26 RESISTENCIA, SEGUNDO DIA DE MUESTRA ............... 65

Ilustración 27 CONDUCTIVIDAD, TERCER DIA ..................................... 66

Ilustración 28 SÓLIDOS TOTALES TERCER DIA ................................... 66

Page 12: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

12

Ilustración 29 RESISTENCIA ELÉCTRICA, TERCER DIA ...................... 67

Ilustración 30 CONDUCTIVIDAD, CUARTO DIA DE MUESTRA ........... 68

Ilustración 31 SÓLIDOS TOTALES, CUARTO DIA DE MUESTRA ......... 68

Ilustración 32 RESISTENCIA ELÉCTRICA, CUARTO DIA DE MUESTRA

................................................................................................................. 69

Ilustración 33 CONDUCTIVIDAD, QUINTO DIA DE MUESTRA .............. 70

Ilustración 34 SOLIDOS TOTALES, QUINTO DIA DE MUESTRA .......... 70

Ilustración 35 RESISTENCIA, QUINTO DIA DE MUESTRA ................... 71

Ilustración 36 CONDUCTIVIDADA, SEXTO DIA DE MUESTRA ............. 72

Ilustración 37 SÓLIDOS TOTALES, SEXTO DIA DE MUESTRA ............ 72

Ilustración 38 RESISTENCIA ELÉCTRICA, SEXTO DIA DE MUESTRA 73

Ilustración 39 CONDUCTIVIDAD, SEPTIMO DIA DE MUESTRA ........... 74

Ilustración 40 SOLIDOS TOTALES, SEPTIMO DIA DE MUESTRA ........ 75

Ilustración 41 RESISTENCIA, SEPTIMO DIA DE MUESTRA ................. 75

Ilustración 42 CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS Vs EL TIEMPO ........... 76

Ilustración 43 Lado lateral izquierdo del equipo antes de la reingeniería . 78

Ilustración 44 Lado frontal del equipo antes de la reingeniería ................ 78

Ilustración 45 Lado lateral derecho del equipo antes de la reingeniería .. 78

Ilustración 46 resistencia central dañada ................................................. 78

Ilustración 47 Caja de control fuera de servicio ....................................... 78

Ilustración 48 Equipo desmontado ........................................................... 79

Ilustración 49 Desmonte del equipo ......................................................... 79

Ilustración 50 Desmonte del serpentín de cobre ...................................... 79

Ilustración 51 Limpieza de partes del equipo ........................................... 79

Ilustración 52 Limpieza de partes del equipo ........................................... 79

Ilustración 53 Partes y accesorios del equipo .......................................... 80

Ilustración 54 Pernos, tuercas, cauchos, empaquetadura y manguera ... 80

Ilustración 55 Programación del PLC ....................................................... 80

Ilustración 56 PLC .................................................................................... 80

Ilustración 57 Arreglo de la parte eléctrica y colocación del PLC............. 80

Ilustración 58 Fusibles del panel eléctrico ............................................... 80

Ilustración 59 Colocación de manguera ................................................... 81

Ilustración 60 Montaje del equipo, instalación del serpentín de acero

inoxidable ................................................................................................. 81

Ilustración 61 instalación del serpentín de acero inoxidable .................... 81

Page 13: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

13

Índice de tablas

Tabla 1 OPERALIZACIÓN DE LAS VARIABLES .................................... 20

Tabla 2 ESPECIFICACIONES DE ESTANDARIZACIÓN DE AGUA TIPO

LABORATORIO ....................................................................................... 29

Tabla 3 ESPECIFICACIONES ESTÁNDAR PARA EL AGUA DE CALIDAD

REACTIVO............................................................................................... 30

Tabla 4 CALIDAD DEL AGUA TIPO REACTIVO ..................................... 36

Tabla 5 PARAMETROS DE VARIABLES ................................................ 37

Tabla 6 ESPECIFICACIONES DEL PLC ................................................. 38

Tabla 7 MATRIZ UTILIZADA POR EL PLC ............................................. 42

Tabla 8 PUESTA EN MARCHA DEL EQUIPO ........................................ 49

Tabla 9 DATOS OPTENIDOS EN LA MEJOR PRUEBA ......................... 50

Tabla 10 MEJOR MUESTRA DE AGUA DESTILADA ............................. 50

Tabla 11 MEJOR MUESTRA DE AGUA BIDESTILADA .......................... 51

Tabla 12 DATOS DE CONDUCTIVIDAD ................................................. 53

Tabla 13 PARAMETROS DEL AGUA POPTABLE .................................. 60

Tabla 14 DATOS DE PUESTA EN MARCHA DEL EQUIPO .................. 61

Tabla 15 SEGUNDO DIA DE MUESTRESO .......................................... 63

Tabla 16 TERCER DIA DE MUESTRA .................................................... 65

Tabla 17 CUARTO DIA DE ANALISIS ..................................................... 67

Tabla 18 QUINTO DIA DE ANALISIS ...................................................... 69

Tabla 19 SEXTO DIA DE ANALISIS ........................................................ 71

Tabla 20 ÚLTIMO DIA DE ANLISIS ......................................................... 74

Tabla 21 CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS EN EL PRIMER BALÓN .... 77

Page 14: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

14

INTRODUCCIÓN

El agua es un compuesto de hidrógeno y oxígeno, su fórmula química es

H2O, indica que cada molécula de agua contiene dos átomos de hidrógeno

y uno de oxígeno. El agua a pesar de ser un líquido inodoro e insípido es

en realidad una sustancia química de reacciones esenciales para la vida.

La destilación es habitualmente el método utilizado para la separación de

sustancias liquidas de diferente puntos de ebullición.

El propósito principal de la destilación es la eliminación de dureza o

compuestos no deseados del agua, utilizando la vaporización parcial del

mismo, la fracción vaporizada se condensa y se recupera como líquido.

Los equipos destiladores y bidestiladores para uso de laboratorios suelen

ser en su mayoría de vidrios. El agua destilada o bidestilada que se obtiene

en equipos bidestiladores que normalmente son de vidrio u que son de

vidrio con accesorios de acero inoxidable están también libre de trazas de

metales, las cuales son arrastradas cuando se utilizan destiladores

metálicos.

Por este motivo se emplea la doble destilación o Bi-destilación para la

obtención de agua con parámetros de purificación más elevados y poder

emplearse en la elaboración de reactivos químicamente puros,

biotecnología, química analítica y microfiltración.

Su uso también es netamente industrial-medicinal donde los equipos

requieren un agua de alto grado de pureza como:

Equipos de Control de Calidad

Laboratorio de Análisis de Metales

Laboratorios de control Físico-Químicos

Para Laboratorios de Diagnóstico Clínico

Para Laboratorios de Investigación Industrial

Laboratorios de Fotografía

Laboratorios de Perfumería y Artículos de Belleza

Laboratorios Homeopáticos

Laboratorios de Productos Dentales

Page 15: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

15

El agua bidestilada es una agua con un alto nivel de pureza, baja

conductividad y una elevada constante dieléctrica. Que se obtiene de una

doble destilación del agua potable, eliminando iones de cloruros, magnesio,

calcio y fluoruro; además de otros líquidos de diferentes puntos de

ebullición, metales, amonio, sales de amonio, materia oxidable y ácido

carbónico.

Page 16: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

16

Capitulo #1

TEMA

“RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL

EQUIPO BI-DESTILADOR DEL LABORATORIO DE

INGENIERÍA DE AGUAS Y MEDIO AMBIENTE”

Page 17: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

17

1.1 Planteamiento del problema

En nuestra Facultad, el Laboratorio de Aguas y Medio Ambiente

cuenta con un equipo bidestilador fuera de servicio, por lo que se le

realizará la reconstrucción del equipo para la obtención de agua

bidestilada, que cumpla con los parámetros según la norma ASTM-

D 1193 la INEN-ISO 3696.

1.2 Formulación del problema

Diseño e implementación de nuevas partes y piezas para la

optimización del equipo bidestilador.

1.3 Limitación de estudio

Para la operación del equipo solo se usará agua potable.

La temperatura del proceso es de 100°C, punto de ebullición

del agua.

Se regula la cantidad de agua que ingresa al equipo.

1.4 Alcance del trabajo

La reingeniería del equipo bidestilador de agua del laboratorio de

Aguas y Medio ambiente de la facultad de Ingeniería Química de la

Universidad de Guayaquil.

Page 18: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

18

1.5 Objetivos

1.5.1 Objetivo general

Realizar la reconstrucción y puesta en marcha del Equipo Bidestilador del

Laboratorio de Aguas y Medio Ambiente para la Facultad de Ingeniería

Química.

1.5.2 Objetivos específicos

Rediseño y optimización del equipo bidestilador.

Automatización del sistema energético.

Evaluar el funcionamiento del equipo con sus componentes ya

rediseñados.

Realizar los análisis de control al agua bidestilada a fin de que

cumpla con la norma ASTM-D 1193.

1.6 Preguntas a contestar

¿Qué es un bidestilador y donde se utiliza?

¿Qué es agua bidestilada y para que se emplea?

¿Cuál es la capacidad de producción del equipo?

¿En qué se diferencia el agua destilada de la bidestilada?

¿Cuáles son las ventajas y desventajas del equipo?

Page 19: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

19

1.7 Justificación del problema

Para un mejor desempeño del equipo bidestilador se debe cambiar

el serpentín de cobre por uno de acero inoxidable pare evitar la

contaminación del agua por trazas de cobre, optimizando y

automatizando mediante el cambio de la parte eléctrica timer relays

por un PLC.

1.8 Hipótesis

Si se realiza la reconstrucción, optimización y automatización del

Equipo Bidestilador del Laboratorio de Aguas y Medio Ambiente bajo

estándares internacionales (ASTM-D1193) el agua obtenida se

podrá usar en los laboratorios de la facultad y otros fines.

1.9 Variables

Las variables de control en el agua bidestilada son:

Variables independientes:

Temperatura inicial del agua

Propiedades físico-química del agua de alimentación

Volumen de agua alimentado

Variables dependientes:

Presión y temperatura durante y al final del proceso

Tiempo de operación del proceso

Volumen total producido del agua bidestilada.

Page 20: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

20

Los parámetros de control y medición son:

pH

Conductividad

Resistencia

Sólidos totales disueltos (SSD)

1.10 Operalización de las variables

Tabla 1 OPERALIZACIÓN DE LAS VARIABLES

Variable Dimensión Instrumento/Método

Volumen de carga, alimentación del primer balón

Física

Sensor de nivel

Volumen de carga, alimentación del segundo balón

Física

Sensor de nivel

Volumen de recepción, tercer balón

Física

Sensor de nivel

Flujo de agua, salida del serpentín #1

Física

Sensor de flujo

Autor: Carla Caicedo y Elsy Esquivel

Page 21: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

21

Capitulo #2

2.1 El agua

2.1.1 Historia

El agua es una sustancia elemental para la vida en nuestro planeta,

está compuesta por dos moléculas de hidrogeno y una molécula de

oxigeno unidos mediantes enlaces covalentes (fig.1). Incolora,

inodora e insípida, que en grandes masas tomo coloraciones azul o

verde debido a la presencia de microorganismos.

El agua ejerce funciones ambientales y sociales en la población

mundial, es utilizada de muchas maneras ya sea para uso doméstico,

a nivel industrial, agropecuario, etc. El agua es un compuesto esencial

para la vida, al punto de que no existiría vida sin ella.

El agua es un medio en el cual se producen la mayoría de las

reacciones físico químicas y bioquímicas fundamentales para la vida.

El agua es conocida como un solvente universal, al circular por encina

y debajo de la corteza terrestre esta tiende a reaccionar con algunos

elementos presentes en el suelo, roca, etc.

Los principales componentes que se encuentran en el agua son:

sulfatos, cloruros, carbonatos de sodio y potasio, y los óxidos de calcio

y magnesio. (Gandora, 2001)

Page 22: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

22

Ilustración 1 ENLACES DE ATOMOS

(átomos, s.f.)

2.1.2 Propiedades del agua

El agua es un líquido incoloro, inodoro e insípido. Su punto de

ebullición a una atmosfera de presión es de 100°C, cambia a estado

sólido a 0°C, es la única sustancia que se puede encontrar en la

naturaleza en sus tres estados de agregación.

Además posee una elevada conductividad, fuerte poder ionizante,

elevada conductividad dieléctrica (aislante), y un gran poder

disolvente.

El agua posee una densidad de 1g/cm3, a una temperatura de 4°C en

estado líquido y se expande al congelarse. El agua puede existir en

estado sobre enfriado, esto se puede lograr a unos -25°C fácilmente

sin que el agua se congele. (Dominguez & Perez, 2006)

El agua en estado sólido presenta una menor densidad y una baja

conductividad térmica.

El agua es uno de los agentes ionizantes más conocidos, se combina

con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de los

metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas

reacciones químicas importantes. (Garrido, 2011)

2.1.3 Clasificación del agua

El agua puede clasificarse en:

Page 23: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

23

Aguas subterráneas

Aguas superficiales

Las aguas subterráneas son aquellas que se encuentran atrapadas

bajo tierra debido a filtraciones de lluvias, una especie de rio

subterráneo.

Las aguas superficiales son aquellas que encontramos en ríos,

lagunas, mar, que se encuentran a la vista humana, usualmente es

conocida como agua suave aunque esta no lo sea.

Otra clasificación de las aguas depende del tratamiento físico-

químico que se le dé a esta o de la cantidad de sales y minerales

que se encuentren en ella, por ejemplo:

Agua mineral

Agua pesada

Agua destilada

Agua potable

Agua dura

Agua desionizada

Agua desalinizada

(Valdivia-Medina, y otros, 2010)

Agua mineral._ Es la que se obtiene natural o industrialmente, la cual posee

ciertas sales y minerales, que en las cantidades adecuadas serian

beneficiosas para la salud.

Agua pesada._ Es aquella que posee un isotopo de hidrogeno con peso

atómico 2 y oxígeno, también llamada protóxido de deuterio.

Agua destilada._ Se obtiene mediante condensación del vapor de agua

mediante proceso físico, en donde se separa minerales e impurezas.

Agua potable._ Es aquella de uso doméstico, la cual se ha sometido a

varios procesos de purificación, resultando acta para el consumo humano

independientemente de su pureza.

Agua dura._ Es una agua que al escurrirse o filtrarse por los suelos, rocas

o arenas recoge sales de calcio, magnesio y hierro.

Page 24: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

24

Agua desionizada._ También llamada agua desmineralizada, es aquella

que se somete a un proceso físico para separar los minerales que esta

posee.

Agua desalinizada._ Es aquella a la que se le elimina el componte salino

ya sea al agua de mar o agua salobre. (INEN-3696, 2013)

2.1.4 Aspectos que determinan la calidad y estética del agua

La salud y el aspecto son los principales motivos para el tratamiento

del agua.

El tratamiento que se dé al agua dependerá netamente del uso que

se le dé a esta, tomando en cuanta varios aspectos importante para

la determinación del tratamiento de agua, sea esta residual o

potable. (Longsdon, 1995)

Entre ellos tenemos:

Remoción de contaminantes

Calidad de la fuente original del agua

Fiabilidad

Flexibilidad del proceso

Capacidades de la instalación

Costes

Compatibilidad ambiental

Calidad del sistema de distribución de agua

Realización del proceso a escala

La selección del método de tratamiento de agua está influida por la

necesidad de cumplir con los objetivos de calidad establecidos para el tipo

y uso del agua.

2.2 Métodos de purificación del agua

El agua que se emplea en un laboratorio analítico, clínico o cuantitativo no

puede ser agua corriente o potable, ya que esta contiene contaminantes

como microorganismos, sales, sustancias orgánicas e inorgánicas

disueltas, e niveles de concentración que impide su uso para ciertos

análisis o desinfección de materiales. Por ello se debe emplear agua tipo

reactivo. (Rojas, 1995)

Page 25: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

25

2.2.1 Clasificación del agua tipo reactivo

Según la norma “NTE-INEN-ISO 3696”, el agua tipo reactivo se puede

clasificar en tres grupos.

Grado 1 o Tridestilada

Exenta básicamente de contaminantes constituidos por iones disueltos o coloidales y materias orgánicas. Es apropiada para los requisitos de análisis más exigentes incluyendo la cromatografía líquida de alta definición; se puede preparar por un tratamiento adicional del agua de grado 2 (por ejemplo, osmosis inversa o deionización seguida de filtrado a través de una membrana con tamaño de poro de 0,2 µm para separar las partículas, o por re destilación en un aparato de sílice fundida). (INEN-3696, 2013)

Grado 2 o Bidestilada

Con muy pocos contaminantes inorgánicos, orgánicos o coloidales. Es apropiada para propósitos analíticos sensibles, incluyendo la espectrometría de absorción atómica (E AA) y la determinación de componentes en cantidades muy pequeñas. Se puede preparar, por ejemplo, por destilación múltiple, o por deionización u osmosis inversa seguida de destilación. (INEN-3696, 2013)

Grado 3 o Destilada

Apropiada para la mayoría de los trabajos de química en laboratorio por vía húmeda y la preparación de soluciones de reactivos. Se puede preparar, por ejemplo, por una sola destilación, por deionización o por osmosis inversa. A menos que se especifique lo contrario, se puede utilizar para el trabajo normal de análisis. (INEN-3696, 2013)

2.2.2 Obtención de agua grado 2 mediante la doble destilación

2.2.2.1 Destilación

Las separaciones de las mezclas constituyen un área de amplio

estudio en la química debido a su gran impacto en la industria. Uno

de los métodos clásicos consiste en separación de dos o más

sustancias liquidas que presentan un punto de ebullición con una

apreciable diferencia. (Franco & Yepes, 2001)

El termino destilación se emplea para aquellos procesos en los que

se vaporiza uno de los constituyentes de una solución, por ejemplo,

en la destilación del agua. No obstante, en general esta

Page 26: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

26

denominación solo se aplica correctamente a aquellas operaciones

en la que la vaporización de una mezcla produce una fase de vapor

que contiene los constituyentes de mayor cantidad y que se desea

recuperar. (Badger, 1964). En la destilación se puede obtener

productos de elevada pureza y recuperar sustancias que pueden

ser incorporadas al proceso. (Valderrama, 2003)

Cuando un líquido puro cualquiera se introduce en un recipiente

cerrado y vacío, parte del mismo se evapora hasta que el vapor

alcanza una determinada presión, que dependerá solamente de la

temperatura. (Buendia & Buendia, 1989)

La destilación se puede clasificar en simple o de una etapa y en

doble o múltiples etapas. En una etapa: destilación simple continua

o discontinua y destilación instantánea o en equilibrio; en múltiples

etapas: rectificación continua y discontinua. (Yolimar, 2014)

1. Destilación simple

Es la operación que tiene por objeto vaporizar parcialmente una

mezcla liquida, separando el vapor del líquido y condensándolo sin

que haya entre ambos posterior transferencia de materia. (Brown,

1955).

La destilación simple puede efectuarse con arreglo a dos métodos

diferentes, tales como:

1.2 Destilación de equilibrio._ En esta el líquido de una

composición definida se lleva acabo a una temperatura constante,

intermedia entre la de principio y la de fin de ebullición. (Ocon,

1952).

1.3 Destilación diferencial o abierta._ En este procedimiento el

líquido se lleva hasta que comienza la ebullición, y el vapor

producido se lleva se retira continuamente del espacio gaseoso,

llevándolo a un condensador separado. (Ocon, 1952).

Page 27: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

27

Ilustración 3 SISTEMA MED

FUENTE: (Sotelo, 2014)

2. Destilación múltiples etapas._ En este sistema el agua a tratar

se calienta en un recipiente a baja presión lo que permite la

evaporación súbita. Este proceso se repite a lo largo de una serie

de etapas en las que la presión va disminuyendo según las distintas

condiciones. (Moreno, 2011).

FUENTE: (López-Vázquez, Brjanovic, Hooijmans, & Díaz, 2013)

Ilustración 2 DESTILACION DIFERENCIAL

Page 28: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

28

2.1 Rectificación con reflujo._ Es uno de los tipos más importante

de la destilación. El vapor que abandona la cabeza de la columna

se condensa, y una fracción del líquido condensado se vuelve a la

columna, lo que constituye el reflujo; el resto se retira como

producto destilado. La condensación se suele hacer con un

serpentín de agua fría o con otras corrientes de procesos más frías.

(Lopez, March, Garcia, & Vidal, 1991).

FUENTE: (slideplayer.es, s.f.)

2.2.2.2 Agua destilada

Agua purificada por destilación de manera que se eliminan las sales

disueltas y otros componentes. El agua destilada en equilibrio con el

dióxido de carbono del aire posee una conductividad de unos 0,8.

10-6 siemens cm-1. La conductividad se debe a la autoionización del

agua:

Ilustración 4 RECTIFICACIÓN

Page 29: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

29

𝐻2𝑂 ↔ 𝐻+ + 𝑂𝐻−

(Vasquez, Sixto, Inmaculada Julian, Martinez, & Sáez, 2000)

2.2.2.3 Agua bidestilada

Agua que ha sido sometida a una doble destilación, la cual debe

cumplir con las siguientes características.

(Ver tabla 2 y 3.)

Tabla 2 ESPECIFICACIONES DE ESTANDARIZACIÓN DE AGUA TIPO LABORATORIO

Parámetros Grado 1 Grado 2 Grado 3

pH a 25°C N/A N/A 5,0-7,5

Conductividad eléctrica (µS/cm a 25°C)

0,1 0,1 5,0

Materia Oxidable, contenido de oxigeno máximo (mg/L)

N/A 0,08 0,4

Absorbancia a 254nm y 1 cm de longitud de trayectoria óptica, unidades de absorbancia Max.

0,001 0,01 No especificado

Residuos tras la evaporación a calentar 110°C (mg/kg) Max.

N/A 1 2

Contenido de sílice(SiO2) mg/L

0,01 0,02 No especificado

AUTOR: (INEN-3696, 2013)

Page 30: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

30

Tabla 3 ESPECIFICACIONES ESTÁNDAR PARA EL AGUA DE CALIDAD REACTIVO

Parámetro Tipo I Tipo II Tipo III Tipo IV

Conductividad eléctrica Max.(µS/cm a 25 °C)

0,056 1,0 4,0 5,0

Resistencia eléctrica Min. (MΩ-cm a 25°C)

18,2 1,0 0,25 0,2

pH a 25°C - - - 5,0-8,0

TOC (Carbono orgánico total) Max. (µg/L)

10 50 200 Sin límites

Sodio Max.(µg/L)

1 5 10 50

Sílice Max. (µg/L)

3 3 500 Sin límites

Cloro Max. (µg/L)

1 5 10 50

AUTOR: (ASTM Internacional, 2010)

Page 31: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

31

Capitulo #3

3.1 Metodología de la Investigación

3.1.1 Exploraría, experimental.

Ilustración 5 ESTADO INICIAL DEL BIDESTILADOR

Elaborado: Carla Caicedo y Elsy Esquivel

Page 32: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

32

3.1.2 Revisión, Correlación.

Situación actual del equipo

El equipo está constituido por:

Dos balones de vidrio con 10 litro de capacidad cada uno.

Un balón de vidrio con 12 litros de capacidad.

Dos visores de nivel de vidrio.

Tres llaves de vidrio de paso.

Dos resistencias de 5500 wattios cada uno.

Un serpentín de vidrio y uno de cobre de 1/8 pulgada.

Tubo de vidrio de 36 X 93cm con relleno aleatorio de vidrio.

Tres sensores de nivel de agua

Caja de control

2 breakes de 220V cada uno

Cableado general

Soportes del equipo

5 juegos de bridas de 86cm de diámetro cada una, un juego brida de

84cm de diámetro, 11 juegos de bridas 19cm de diámetro cada una,

2 bridas de 45cm de diámetro cada una, todas de plástico

6 metros manguera térmica

Tubo de vidrio en forma de U de 36 X 67cm

Un embudo colector de agua destilada de vidrio de: 77,5cm de largo

por 41,5cm de ancho.

Tubo de primer serpentín de vidrio con dimensiones 40cm de largo

por 35,6 de ancho.

Tubo del segundo serpentín de vidrio con dimensiones 42cm de

largo por 52,7cm ancho.

Tuvo colector de bidestilado de vidrio con dimensiones 16cm de

largo por 36,1cm de ancho.

Un sensor de flujo de agua eléctrico.

Una válvula eléctrica de paso de agua.

El equipo se encuentra con todo su parte eléctrica obsoleta, sus medidores

de nivel están dañados, la llave de válvula de descarga del primer balón se

encuentra rota, la resistencia central se encuentra averiada, las mangueras,

cauchos y empaquetaduras se encuentran deterioradas, los pernos y

roscas están oxidados.

El serpentín que se encarga de condensar los vapores de la bidestilación

es de cobre lo que ocasiona contaminación del agua con este metal.

Page 33: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

33

Elaborado: Carla Caicedo y Elsy Esquivel

Ilustración 8 RESISTENCIA CENTRAL

Elaborado: Carla Caicedo y Elsy Esquivel

Ilustración 7 SERPENTIN DE COBRE

Ilustración 6 SISTEMA ELECTRICO

Page 34: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

34

Elaborado: Carla Caicedo y Elsy Esquivel

Ilustración 10 PERNOS, EMPAQUES, CAUCHOS Y MANGUERAS

Elaborado: Carla Caicedo y Elsy Esquivel

Ilustración 9 LLAVE DE VÁLVULA DAÑADA

Page 35: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

35

3.1.3 Visión de la reconstrucción del equipo Bidestilador

Se proyecta que el equipo trabaje a su máxima capacidad produciendo 8,9

litros de agua bidestilada en 8 horas de operación para suplir la necesidad

de agua destilada de la facultad y de agua bidestilada para los laboratorios

que lo requieran.

Para lo cual se realizan los siguientes trabajos:

Se sustituirá el serpentín de cobre por uno de acero inoxidable,

evitando así la contaminación del agua por arrastre de trazas de

cobre.

Cambio de los 3 sensores de nivel.

Cambio de cableado general, empaquetadura y accesorios.

Reparación de resistencia central, la cual es de 5500W y 25,5 Amp.

Reparación del sensor de flujo de agua 7,06 L/min

Reparación de 6 fusibles de 16 Amp. Cada uno.

Se instaló un controlador lógico programable (PLC), de 8 entradas y

4 salidas, que controla la automatización general del equipo

3.2 Calidad del producto

La calidad del producto que se obtiene se rige mediantes normas, las

cuales especifica los parámetros que debe cumplir está de acuerdo al

uso que se le dé a la misma. Por ello nos hemos basado en las

siguientes especificaciones.

Las normas a las que basamos los parámetros son:

- ASTM D-1193

- INEN-ISO 3696

Page 36: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

36

Tabla 4 CALIDAD DEL AGUA TIPO REACTIVO

Parámetros

Rango Método de

análisis ASTM-D 1193

INEN-ISO 3696

Conductividad eléctrica Max. (µs/cm a 25°C)

1 1 Thermo Orion conductímetro

model 162 A

Resistencia eléctrica Min. (MΩ-cm a 25°C)

1 1 Thermo Orion conductímetro

model 162 A

Sólidos totales (mg/L)

1 - Thermo Orion conductímetro

model 162 A

Sales (ppt) - - Thermo Orion conductímetro

model 162 A

pH - - Thermo Orion conductímetro

model 162 A

Autores: Carla Caicedo & Elsy Esquivel

Page 37: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

37

3.3 Variables de operación del equipo

Las variables que se van a considerar son los siguientes:

Tabla 5 PARAMETROS DE VARIABLES

Variable Dimensión Instrumento/ Método

Rango/ Medición

Volumen de carga, alimentación del primer balón

Física

Sensor de nivel

7,3 Litros

Volumen de carga, alimentación del segundo balón

Física

Sensor de nivel

9,4 Litros

Volumen de recepción, tercer balón

Física

Sensor de nivel

8,9 Litros

Flujo de agua, salida del serpentín #1

Física

Sensor de flujo

3,53 L/min

Autor: Carla Caicedo & Elsy Esquivel

3.4 Automatización

3.4.1 Equipos y Materiales utilizados en el rediseño

Controlador lógico programable milenium 2- marca SHNAIDER.

Especificaciones técnicas:

Función:

Monobloque

Programación intuitiva mediantes bloques de funciones (FBD)

o GRAFCET (SFC).

Función: temporalización, conteo.

Funciones especiales: permutación circular, programadores

de levas, cálculos.

Entradas digitales, análogas o potencio métricas

Page 38: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

38

Salidas relés, estáticas o PWM.

Indicador en display LCD retroiluminado

Protección del programa por contraseña

Reloj de programa calendario

Parametrizable desde panel frontal.

Tabla 6 ESPECIFICACIONES DEL PLC

Tipo Entrada Salida Alimentación MICRO

SA 12

8

4 relés

100-240 VAC

0.488.950.043

Elaborado: Carla Caicedo y Elsy Esquivel

Ilustración 11 PLC

Page 39: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

39

Diagrama eléctrico actual

Diagrama de flujo de proceso

Ilustración 12 DIAGRAMA ELÉCTRICO

Page 40: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

40

Diagrama eléctrico reconstrucción

Diagrama de flujo de proceso

Ilustración 13 DIAGRAMA ELECTRICO PLC

Page 41: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

41

Diagrama de fase eléctrico

Ilustración 14 FASE ELÉCTRICA

S1

S2

R1a

Rib

S3

R2

S4

Page 42: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

42

Ecuaciones de cada fase del equipo para programación del PLC

𝑅1𝑎 = 0 𝑅1𝑏 = 0 𝑅2 = 0 ∴ 𝑆1 ∙ 𝑆2 ∙ 𝑆3 ∙ 𝑆4

𝑅1𝑎 = 1 𝑅1𝑏 = 1 𝑅2 = 0 ∴ 𝑆1 ∙ 𝑆2(𝑆3 + 𝑆4)

𝑅1𝑎 = 0 𝑅1𝑏 = 1 𝑅2 = 1 ∴ 𝑆1 ∙ 𝑆2 ∙ 𝑆3 ∙ 𝑆4

𝑅1𝑎 = 0 𝑅1𝑏 = 0 𝑅2 = 0 ∴ 𝑆1 ∙ 𝑆2 ∙ 𝑆3 ∙ 𝑆4

Cuadro de verdad

Tabla 7 MATRIZ UTILIZADA POR EL PLC

Sensores Resistencias

S1 S2 S3 S4 R1a R1b R2

0 1 1 0 0 0 0

1 1 0 0 1 1 0

1 1 1 0 0 1 1

1 1 1 1 0 0 0

Nomenclatura S1= Sensor de flujo de agua

S2= Sensor de nivel de agua 1er balón

S3= Sensor de nivel de agua 2do balón

S4= sensor de nivel de agua 3er balón

R1a= Una resistencia del primer balón

R1b= segunda resistencia del primer balón

R2= Resistencias del segundo balón

L1, L2, L3= Fases de corriente de entrada al equipo (breake)

A1, A2, A3= Contactores

O= Salidas del PLC

S= Entradas del PLC

Page 43: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

43

El cuadro de verdad nos indica cómo funciona el PLC cuando las variables

del proceso envían las diferentes señales.

Cuando el sensor de flujo de agua no detecta una entrada suficiente de la

misma al equipo, aunque el sensor de nivel del primer balón y el sensor de

nivel del segundo balón estén detectando nivel y el sensor de nivel del

tercer balón no detecte nivel, ningunas de las resistencias se encenderán

y por ende el equipo procederá a apagarse.

Por lo contrario cuando el sensor de presión de agua detecta una entrada

suficiente y el sensor de nivel del primer balón detecte el nivel óptimo de

trabajo se envía la señal para que funcionen las dos resistencias del primer

balón.

Por consiguiente cuando el sensor de presión detecta entrada suficiente de

agua y los medidores de nivel del primer, segundo y tercer detecta el nivel,

se envía la señal al PLC que procede a dar por finalizado el proceso.

Como se indica en el cuadro cuando el sensor de presión de agua está

dando paso a la misma y los medidores de nivel del primer y segundo balón

detecta nivel óptimo, la resistencia del primer balón funciona a la mitad de

su potencia, mientras que las resistencias del segundo valón funcionan a

toda su potencia, este proceso se repite hasta obtener el nivel de deseado

del tercer balón.

Sensores de nivel series CR 30- marca AUTONICS. Con las siguientes

especificaciones técnicas:

Distancia de detección 15mm

Distancia de ajuste 0-10,5mm

Fuente de alimentación o fuente de voltaje de 100-240 VAC,

50/60 Hz (85-264 VAC)

Corriente de fuga máximo 2,2 mA

Frecuencia de respuesta 20 Hz

Salida de control máxima de 5 a 200 mA

Indicador de funcionamiento Red. LED

Circuito de protección sobre tensiones

Page 44: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

44

Ilustración 16 EQUIPO REDISEÑADO

Material de casco y tuerca: latón niquelado, lavadora; acero

niquelado.

Peso aproximado 200g.

Elaboración: Carla Caicedo y Elsy Esquivel

Serpentín de acero inoxidable serie 1

Diámetro del tubo 1/8 pulgada

Longitud 6 metros

Numero de vueltas 18

Ilustración 15 SENSOR DE NIVEL

Ilustración 17 SERPENTÍN DE ACERO INOXIDABLE

Page 45: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

45

Ilustración 18 EQUIPO REDISEÑADO

Page 46: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

46

3.4.2 Cálculo del consumo eléctrico

Potencia de la resistencia= 5500 w c/u

Valor del Kwh = 0.085 USD

Tiempo de proceso = 8 horas

𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = (5500𝑤)(2)(8ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠) =88000𝑤ℎ

1000= 88𝐾𝑤ℎ

𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑜 = (88𝐾𝑤ℎ)(0,085 𝑈𝑆𝐷) = 7,48 𝑈𝑆𝐷 𝐾𝑤ℎ

Calculo de beneficios por litros de agua destilada y bidestilada

𝐶𝑅 =5500

1000= 5,5 𝐾𝑤

Primer balón

Producción

9,4 litros de agua destilada

8,9 litros de agua bidestilada

9,4𝑙𝑡 + 8,9𝑙𝑡 = 18,3 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠

5,5 𝐾𝑤 × 0,085 𝑈𝑆𝐷 × 8 ℎ = 3,74 𝑈𝑆𝐷 𝐾𝑤ℎ

3,74𝑈𝑆𝐷

(9,4 + 8,9)𝑙𝑡= 0,2044

𝑑𝑜𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠

8ℎ. 𝑙𝑡

Como produce 9,4lt

Costo comercial = 2 USD

Costo de producción= 0, 2044

𝑏𝑒𝑛𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 = 2,00 − 0,2044 = 1,7956 ≅ 1,80𝑈𝑆𝐷

Segundo balón

3,74𝑈𝑆𝐷

8,9𝑙𝑡=

0,4202𝑈𝑆𝐷

8ℎ. 𝑙𝑡

Como hay dos paso del agua bidestilada

Costo = 0,2044USD + 0,4202USD = 0,6246 USD

Page 47: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

47

Se produce 8,4lt

Costo comercial del litro = 3,31 USD

Costo de producción = 0,6246 USD

𝑏𝑒𝑛𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜 = 3,31 𝑈𝑆𝐷 − 0,6246 𝑈𝑆𝐷 = 2,6854 ≅ 2,69 𝑈𝑆𝐷

NOTA: No se considera depreciación

Page 48: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

48

3.5. Ingeniería de procesos Diagrama de flujo de procesos equipo reconstruido

Calor

Agua cruda

Destilado

Agua cruda

Agua cruda

Agua destilada

Calor

Bidestilado

Agua cruda

Agua bidestilada

Primera destilación

Ilustración 19 Diagrama de flujo de proceso

Primera condensación

Segunda destilación

Segunda condensación

Almacenamiento

Page 49: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

49

3.6 Análisis y discusión de los resultados

Pruebas Experimentales

Tabla 8 PUESTA EN MARCHA DEL EQUIPO

ANÁLISIS 1

FECHA: 16/08/2016

MUESTRAS CONDUCTIVIDAD SAL % STD RESISTENCIA Ph

Agua Cruda 134 0,1 89 7,46 7,23

Agua Primer Balón 178 0,1 118 5,62 9

Agua Destilada 7,1 0,1 5 140,6 7,4

Agua Bidestilada 2,99 0,1 2 328,6 7,1

Agua de enfriamiento 132,9 0,1 89 7,43 7,27

En esta tabla se puede apreciar los valores que se obtuvieron en la puesta

en marcha del equipo los cuales según la norma ASTM-D 1193 están fuera

de rango.

Page 50: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

50

Tabla 9 DATOS OPTENIDOS EN LA MEJOR PRUEBA

La concentración de sólidos disueltos en el primer balón aumenta conforme

se pasa el tiempo, esto es debido a que mediante la destilación las sales e

impurezas contenidas en el agua potable son separadas de la misma.

Tabla 10 MEJOR MUESTRA DE AGUA DESTILADA

Tiempo (min)

Muestra #Muestras % sal (ppt)

STD (mg/L)

Resistencia

Conductividad

30 Agua Destilada

1 0,1 1 389,3 1,75

60 Agua destilada

2 0,1 0 371,6 1,46

90 Agua destilada

3 0,1 1 619,7 1,56

120 Agua destilada

4 0,1 1 620,7 2,62

150 Agua destilada

5 0,1 1 554,5 2,47

Agua de alimentación

Tiempo (min)

Muestras # Muestras

% Sal

STD mg/l

Resistencia

Conductividad

30 Agua del primer balón

1 0,1 88 7,54 132,3

60 Agua del primer balón

2 0,1 109 6,08 164,3

90 Agua del primer balón

3 0,1 127 5,2 192,3

120 Agua del primer balón

4 0,2 139 4,763 210

150 Agua del primer balón

5 0,1 133 5,009 203

𝛫𝛺 . cm 𝜇𝑠𝑐𝑚⁄

𝛫𝛺 . cm 𝜇𝑠𝑐𝑚⁄

Page 51: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

51

La mejor muestra obtenida de agua destilada fue a los 60min de proceso

con una conductividad eléctrica de 1,46 indicando un alto grado de

pureza por ende una menor concentración de electrolito lo que conlleva a

una mayor resistencia del medio a la transmisión de una corriente eléctrica.

Tabla 11 MEJOR MUESTRA DE AGUA BIDESTILADA

Tiempo (min)

Muestra # Muestras

% sal (ppt)

STD (mg/L)

Resistencia

Conductividad

30 Agua bidestilada

1 0,1 1 421,1 2,31

60 Agua bidestilada

2 0,1 1 499,3 1,96

90 Agua bidestilada

3 0,1 1 466 2,08

120 Agua bidestilada

4 0,1 1 546,8 1,76

150 Agua bidestilada

5 0,1 1 521,2 1,84

La mejor muestra de agua bidestilada se obtuvo a los 120 min de proceso

con una conductividad de 1,76 y una resistencia de 546,8 ,

a pesar de que la muestra del agua destilada posee una menor

conductividad, el agua bidestilada es mucho más pura ya que posee una

mayor resistencia lo que indica una menor concentración de electrolitos y

por ende una menor conducción de corriente eléctrica.

Con el último análisis realizado se puede observar como los parámetros

cambiaron hasta entrar dentro de los límites de la norma ASTM-D 1193.

Los datos aquí expuestos se han obtenido en el laboratorio Aguas y medio

ambiente de la Facultad de Ingeniería Química.

Análisis e Interpretación de Resultados

Basándonos en la norma ASTM D-1193 los resultados obtenidos están

dentro de los límites permisibles, a excepción de la conductividad, la cual

𝜇𝑠𝑐𝑚⁄

𝛫𝛺 . cm 𝜇𝑠

𝑐𝑚⁄

𝜇𝑠𝑐𝑚⁄ 𝛫𝛺 . cm

Page 52: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

52

muestra un comportamiento descendente con el uso frecuente del equipo

según se muestra en la gráfica, el pH es un valor que no es medido en la

norma por lo consiguiente se dejó de realizar este análisis.

El agua destilada y bidestilada que se obtiene durante el proceso es apta

para el uso dentro de los laboratorios de la facultad ya que se encuentran

dentro de los límites establecidos por la norma ASTM D-1139 y la ISO para

agua tipo reactivo.

Page 53: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

53

Tabla 12 DATOS DE CONDUCTIVIDAD

# de muestras

X Y

AGUA BIDESTILADA

CONDUCTIVIDAD

1 4,37

2 4,35

3 2,99

4 2,93

5 2,64

6 2,62

7 2,57

8 2,55

9 2,55

10 2,52

11 2,52

12 2,49

13 2,41

14 2,

15 2,29

16 2,26

17 2,24

18 2,22

19 2,21

20 2,17

21 2,14

22 2,1

23 2,08

24 1,98

25 1,96

26 1,94

27 1,89

28 1,85

29 1,84

30 1,81

31 1,76

Page 54: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

54

Ilustración 20 COMPORTAMIENTO DE LA CONDUCTIVIDAD Vs NUMERO DE MUESTRAS

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

CO

ND

UC

TIV

IDA

D

# DE MUESTRAS

CONDUCTIVIDADAGUA BIDESTILADA

Page 55: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

55

Conclusiones Se realizó la reconstrucción y puesta en marcha del equipo

bidestilador del laboratorio de Aguas y Medio Ambiente de la

Facultad de Ingeniería Química, obteniéndose agua bidestilada

que cumple con las especificaciones de la norma ASTM-D 1193

y la INEN-ISO 3696, la cual puede ser usada en los diferentes

laboratorios de la Facultad de Ingeniería Química.

Se rediseño y automatizo el equipo bidestilador con un PLC que

controla el proceso de obtención del agua bidestilada.

Se realizó el manual de operación del equipo con el fin de que se

tenga un buen manejo del mismo. Evitando el deterioro temprano

de sus componentes.

Se realizaron los análisis y pruebas necesarias para verificar la

calidad del agua obtenida en el proceso de bidestilación, en el

laboratorio de “Aguas y Medio Ambiente” de la Facultad de

Ingeniería Química y en el laboratorio “Grupo Químico Marcos”.

Page 56: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

56

Recomendaciones Retirar una vez por semana el agua del primer balón.

Si el uso del equipo es diario se debe retirar dos veces por

semana el agua del primer balón porque se concentrarán las

sales es por eso que las resistencias empiezan a deteriorarse

progresivamente.

Reutilizar el agua del proceso.

Para mantenimiento preventivo (cada 6 meses):

Ajustar los contactores eléctricos.

Limpiar la caja de control internamente por la entrada de polvo e

insectos.

Ajuste de los fusibles.

Ajuste y limpieza con solventes específicos para contacto

eléctrico de los conectores en general.

Para mantenimiento correctivo ( cada 6 meses):

Cambio de fusibles.

Page 57: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

57

Bibliografía https://www.upct.es/~minaeees/analisis_aguas.pdf

http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/237/1/236T0024.pdf

http://nexciencia.exactas.uba.ar/roberto-bochicchio-fisica-atomos-

moleculas-cuantica

http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001/File/la_quimica_del_agua.pdf

http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/2057/1/104T0020.pdf

(s.f.).

ASTM Internacional. (Octubre de 2010). ccdpy.com. Obtenido de

http://www.ccdpy.com/download/ASTM%20D1193-

99%20Standard%20Specification%20for%20Reagent%20Water.pd

f

átomos, A. e. (s.f.). nexciencias.exactas.uba.ar.

Badger, W. L. (1964). Introduccion a la Ingenieria Quimica. Mexico:

McGraw-Hill de Mexico.

Brown, G. G. (1955). Operaciones basicas de la Ingenieria Quimica. En G.

G. Brow, Operaciones Basicas de la Ingenieria Quimica (pág. 410).

Barcelona: Manuel Marin.

Buendia, P. M., & Buendia, I. M. (1989). Practicas de quimica organica.

Murcia: Secretariao de publicaciones de la universidad de Murcia.

Dominguez, F. H., & Perez, M. G. (2006). Diseño y reconstruccion de un

desmineralizador de lecho multiple. Guayaquil.

Franco, A. G., & Yepes, P. N. (2001). Experimentos de quimica organica.

Armenia; Quidio; Colombia: Elizcom.

Gandora, A. S. (2001). Conceptos basicos de gestion ambiental y desarrollo

sustentable. Mexico: primera edicion.

Garrido, S. G. (2011). Operacion y mantenimiento de centrales de ciclo

combinado. Madrid.

INEN-3696. (mayo de 2013). www.normalizacion.gob.ec. Obtenido de

http://www.normalizacion.gob.ec/wp-

content/uploads/downloads/2014/EXTRACTO_2014/AOC/nte_inen

_iso_3696extracto.pdf

Page 58: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

58

Instituto Ecuatoriano de Normalizición. (Junio de 2011). law.resource.org.

Obtenido de

https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.1108.2011.pdf

Longsdon, G. (1995). Guia para seleccion de procesos de tratamiento de

agua. Estados unidos: Cincinnati.

Lopez, J. C., March, S. C., Garcia, F. C., & Vidal, S. E. (1991). Introduccion

a los procesos, operaciones unitarias y los fenomenos de

transportes. España: Reverte S.A.

López-Vázquez, C. M., Brjanovic, D., Hooijmans, C. M., & Díaz, O. A.

(Septiembre de 2013). scielo.sld.cu. Obtenido de

http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1680-

03382013000300008#tabla 2

Moreno, A. R. (13 de junio de 2011). mailxmail.com. Obtenido de

http://www.mailxmail.com/curso-agua-desalacion-1-4/destilacion-

subita-efecto-flash-destilacion-subita-multietapa-msf

Ocon, A. V. (1952). Elementos de Ingenieria Quimica. Madrid: Aguilar.

Olivella, P. (24 de 10 de 2014). nexciencia.EXACTAS.UBA.AR. Obtenido

de http://nexciencia.exactas.uba.ar/roberto-bochicchio-fisica-

atomos-moleculas-cuantica

Rojas, J. A. (1995). Diseño de sistemas de purificacion de aguas. Mexico:

primera ediccion.

slideplayer.es. (s.f.). Google. Obtenido de

https://www.google.com.ec/search?q=rectificacion+con+reflujo&hl=

es&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahU

KEwjN6s39h8XOAhXD2R4KHdgqDM0Q_AUIBigB#imgrc=2wfgk_2

0m3dcVM%3A

Sotelo, I. J. (23 de Mayo de 2014). SlideShare. Obtenido de

http://es.slideshare.net/leonleonc/destilacion-35067515

Valderrama, J. O. (2003). Informacion tecnologica. centro de informacion

tecnologico, 8.

Valdivia-Medina, Yanet, R., Pedro-Valdés, Sandra, & Laurel-Gómez, M. (10

de Junio de 2010). Redalyc.org. Obtenido de

http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=223017807002

Page 59: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

59

Valdivia-Medina, Yanet, R., Pedro-Valdés, Sandra, Laurel-Gómez, &

Maylin. (10 de Junio de 2010). Redalyc.org. Obtenido de

http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=223017807002

Vasquez, D. d., Sixto, A. I., Inmaculada Julian, J. M., Martinez, S., & Sáez,

R. (2000). Diccionario de ciencias. Madrid: Complutense S.A.

Yolimar. (5 de marzo de 2014). Fraccionamiento. Obtenido de

http://fraccionamientovii.blogspot.com/2014/03/introduccion.html

Page 60: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

60

Tablas

AUTOR: (Instituto Ecuatoriano de Normalización, 2011)

Tabla 13 PARAMETROS DEL AGUA POPTABLE

Page 61: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

61

Ilustración 21 CONDUCTIVIDAD, PUESTA EN MARCHA

Anexos A

Tabla 14 DATOS DE PUESTA EN MARCHA DEL EQUIPO

ANÁLISIS 1

FECHA: 16/08/2016

MUESTRAS CONDUCTIVIDAD %SAL STD RESISTENCIA Ph

Agua Cruda 134 0,1 89 7,46 7,23

Agua Primer Balón 178 0,1 118 5,62 9

Agua Destilada 7,1 0,1 5 140,6 7,4

Agua Bidestilada 2,99 0,1 2 328,6 7,1

Agua del Proceso 132,9 0,1 89 7,43 7,27

020406080

100120140160180

Agua Cruda Agua PrimerBalón

AguaDestilada

AguaBidestilada

Agua delProceso

CONDUCTIVIDAD

Page 62: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

62

Ilustración 23 RESISTENCIA, PUESTA EN MARCHA

020406080

100120

AguaPrimerBalón

Agua Cruda Agua delProceso

AguaDestilada

AguaBidestilada

STDmg/L

0

50

100

150

200

250

300

350

Agua Cruda AguaPrimerBalón

AguaDestilada

AguaBidestilada

Agua delProceso

RESISTENCIA

Ilustración 22 SÓLIDOS TOTALES, PUESTA EN MARCHA

Page 63: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

63

Tabla 15 SEGUNDO DIA DE MUESTRESO

ANÁLISIS 2

FECHA: 17/08/2016

MUESTRAS

CONDUCTIVIDAD

%SAL (ppt)

STD

RESISTENCIA

Ph

Agua Cruda I 135 0,1 89 7,39 6,83

Agua Primer Balón

I 135,2 0,1 89 7,39 6,83

II 178,2 0,1 118 5,61 9,19

III 207 0,1 137 4,83 9,25

IV 195 0,1 130 5,11 9,21

V 186,7 0,1 124 5,36 9,21

Agua Destilada

I 3,31 0,1 2 298,7 5,76

II 3,34 0,1 2 300,4 5,71

III 2,95 0,1 2 324,1 6,14

IV 3,38 0,1 2 298,4 6,62

V 4,35 0,1 2 223 7,03

Agua Bidestilada

I 4,35 0,1 2 276,4 6,15

II 2,62 0,1 1 365,7 6,24

III 2,41 0,1 1 401,3 6,18

IV 2,52 0,1 1 390,3 6,12

V 2,64 0,1 1 375,7 6,1

𝜇𝑠𝑐𝑚⁄

𝑚𝑔𝐿⁄ 𝛫𝛺 . cm

Page 64: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

64

Ilustración 24 CONDUCTIVIDADA, SEGUNDIA DIA DE MUESTRAS

0

50

100

150

200

250

I I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua CrudaAgua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

CONDUCTIVIDAD

0

20

40

60

80

100

120

140

160

I I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Cruda Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

STD

Ilustración 25 SOLIDOS TOTALES, SEGUNDO DIS DE MUESTRA

Page 65: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

65

Ilustración 26 RESISTENCIA, SEGUNDO DIA DE MUESTRA

Tabla 16 TERCER DIA DE MUESTRA

ANÁLISIS 3

FECHA: 18/08/2016

MUESTRAS

CONDUCTIVIDAD

%SAL (ppt)

STD

RESISTENCIA

Ph

Agua Cruda I 144 0,1 96 6,93 7,35

Agua Primer Balón

I 166 0,1 110 6,03 9,08

II 206 0,1 137 4,853 9,26

III 219 0,2 145 4,565 9,2

IV 210 0,2 139 4,759 9,18

V 203 0,1 134 4,931 9,17

Agua Destilada

I 2,96 0,1 1 336,8 5,89

II 3,2 0,1 2 306,9 5,75

III 2,54 0,1 1 388,1 6,33

IV 2,96 0,1 1 364,3 6,55

V 3,4 0,1 2 296,7 7,21

Agua Bidestilada

I 2,93 0,1 1 343 6,78

II 2,52 0,1 1 390 6,6

III 2,29 0,1 1 433,3 6,36

IV 2,22 0,1 1 455,7 6,43

V 2,17 0,1 1 459,4 6,29

𝜇𝑠𝑐𝑚⁄

𝑚𝑔𝐿⁄ 𝛫𝛺 . cm

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

I I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Cruda Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

RESISTENCIA

Page 66: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

66

Ilustración 27 CONDUCTIVIDAD, TERCER DIA

Ilustración 28 SÓLIDOS TOTALES TERCER DIA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

I I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua CrudaAgua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

STD

0

50

100

150

200

250

I I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Cruda Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

CONDUCTIVIDAD

Page 67: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

67

Ilustración 29 RESISTENCIA ELÉCTRICA, TERCER DIA

Tabla 17 CUARTO DIA DE ANALISIS

ANÁLISIS 4

FECHA: 19/08/2016

MUESTRAS

CONDUCTIVIDAD

%SAL (ppt)

STD RESISTENCIA Ph

Agua Primer Balón

I 208 0,2 138 4,819

II 240 0,2 159 4,159

III 255 0,2 169 3,922

IV 255 0,2 169 3,914

V 230 0,2 153 4,332

Agua Destilada

I 2,32 0,1 1 421,2 N/A

II 2,64 0,1 1 363,6 N/A

III 1,69 0,1 1 560,4 N/A

IV 2,32 0,1 1 423,6 N/A

V 3,18 0,1 1 320,9 N/A

Agua Bidestilada

I 2,55 0,1 1 423,1 N/A

II 2,24 0,1 1 432,8 N/A

III 2,49 0,1 1 395 N/A

IV 2,26 0,1 1 421,6 N/A

V 2,55 0,1 1 375 N/A

𝜇𝑠𝑐𝑚⁄

𝑚𝑔𝐿⁄ 𝛫𝛺 . cm

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

I I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Cruda Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

RESISTIVIDAD ELECTRICA

Page 68: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

68

Ilustración 30 CONDUCTIVIDAD, CUARTO DIA DE MUESTRA

0

50

100

150

200

250

300

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

STD

Ilustración 31 SÓLIDOS TOTALES, CUARTO DIA DE MUESTRA

Page 69: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

69

Ilustración 32 RESISTENCIA ELÉCTRICA, CUARTO DIA DE MUESTRA

Tabla 18 QUINTO DIA DE ANALISIS

ANÁLISIS 5

FECHA: 22/08/2016

MUESTRAS

CONDUCTIVIDAD

%SAL (ppt)

STD

RESISTENCIA

Ph

Agua Primer Balón

I 208 0,2 138 4,802 8,93

II 243 0,2 161 4,116 9,18

III 258 0,2 171 3,879 9,24

IV 262 0,2 174 3,81 9,26

V 251 0,2 166 3,978 9,26

Agua Destilada

I 2,23 0,1 1 438

II 2,46 0,1 1 402,7

III 3,82 0,1 2 259,7

IV 1,82 0,1 1 537,2

V 2,27 0,1 1 448

Agua Bidestilada

I 4,37 0,1 2 274,4

II 2,21 0,1 1 402,8

III 2,14 0,1 1 414,5

IV 1,98 0,1 1 500,2

V 1,94 0,1 1 502,6

𝜇𝑠𝑐𝑚⁄

𝑚𝑔𝐿⁄ 𝛫𝛺 . cm

0

100

200

300

400

500

600

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

RESISTIVIDADELECTRICA

Page 70: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

70

Ilustración 33 CONDUCTIVIDAD, QUINTO DIA DE MUESTRA

0

50

100

150

200

250

300

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

CONDUCTIVIDADElectrica

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

STD

Ilustración 34 SOLIDOS TOTALES, QUINTO DIA DE MUESTRA

Page 71: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

71

Ilustración 35 RESISTENCIA, QUINTO DIA DE MUESTRA

Tabla 19 SEXTO DIA DE ANALISIS

ANÁLISIS 6

FECHA: 23/08/2016

MUESTRAS

CONDUCTIVIDAD

%SAL (ppt)

STD

RESISTENCIA

Ph

Agua Primer Balón

I 247 0,2 163 4,047 8,75

II 273 0,2 180 3,668 9,04

III 297 0,2 196 3,375 9,2

IV 293 0,2 194 3,409 9,23

V 275 0,2 182 3,625 9,21

Agua Destilada

I 2,05 0,1 1 433,5

II 2,28 0,1 1 425,8

III 2,48 0,1 1 373

IV 1,62 0,1 1 600

V 1,92 0,1 1 512,9

Agua Bidestilada

I 2,57 0,1 1 356,8

II 2,1 0,1 1 453,1

III 1,89 0,1 1 512,3

IV 1,81 0,1 1 534,1

V 1,85 0,1 1 520,4

𝜇𝑠𝑐𝑚⁄

𝑚𝑔𝐿⁄ 𝛫𝛺 . cm

0

100

200

300

400

500

600

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

RESISTIVIDADELECTRICA

Page 72: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

72

Ilustración 36 CONDUCTIVIDADA, SEXTO DIA DE MUESTRA

Ilustración 37 SÓLIDOS TOTALES, SEXTO DIA DE MUESTRA

0

50

100

150

200

250

300

350

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

0

50

100

150

200

250

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

STD

Page 73: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

73

0

100

200

300

400

500

600

700

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

RESISTENCIA ELECTRICA

Ilustración 38 RESISTENCIA ELÉCTRICA, SEXTO DIA DE MUESTRA

Page 74: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

74

Ilustración 39 CONDUCTIVIDAD, SEPTIMO DIA DE MUESTRA

Tabla 20 ÚLTIMO DIA DE ANLISIS

ANÁLISIS 7

FECHA: 23/08/2016

MUESTRAS

CONDUCTIVIDAD

%SAL (ppt)

STD

RESISTENCIA

Ph

Agua Primer Balón

I 132,3 0,1 88 7,54 7,93

II 164,3 0,1 109 6,08 9,27

III 192,3 0,1 127 5,2 9,32

IV 210 0,2 139 4,763 9,27

V 203 0,1 133 5,009 9,07

Agua Destilada

I 1,75 0,1 1 389,3

II 1,46 0,1 0 371,6

III 1,56 0,1 1 619,7

IV 2,62 0,1 1 620,7

V 2,47 0,1 1 554,5

Agua Bidestilada

I 2,31 0,1 1 421,1

II 1,96 0,1 1 499,3

III 2,08 0,1 1 466

IV 1,76 0,1 1 546,8

V 1,84 0,1 1 521,2

𝜇𝑠𝑐𝑚⁄

𝑚𝑔𝐿⁄ 𝛫𝛺 . cm

0

50

100

150

200

250

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

CONDUCTIVIDADELECTRICA

Page 75: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

75

Ilustración 41 RESISTENCIA, SEPTIMO DIA DE MUESTRA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

STD

0

100

200

300

400

500

600

700

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

Agua Primer Balón Agua Destilada Agua Bidestilada

RESISTENCIAELECTRICA

Ilustración 40 SOLIDOS TOTALES, SEPTIMO DIA DE MUESTRA

Page 76: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

76

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25 30 35

STD

# DE MUESTRAS

CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS1° BALÓN

Ilustración 42 CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS Vs EL TIEMPO

Page 77: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

77

Tabla 21 CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS EN EL PRIMER BALÓN

CONCENTRACION DE SÓLIDOS

PRIMER BALÓN

MUESTRAS STD

AN

AL

ISIS

1

1 118 A

NA

LIS

IS 2

2 89

3 118

4 137

5 130

6 124

AN

AL

ISIS

3 7 110

8 137

9 145

10 139

11 134

AN

AL

ISIS

4 12 138

13 159

14 169

15 169

16 153

AN

AL

ISIS

5 17 138

18 161

19 171

20 174

21 166

AN

AL

ISIS

6 22 163

23 180

24 196

25 194

26 182

AN

AL

ISIS

7 27 88

28 109

29 127

30 139

31 133

Page 78: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

78

Anexos B

Ilustración 44 Lado frontal del equipo antes de la reingeniería

Ilustración 43 Lado lateral izquierdo del equipo antes de la reingeniería

Ilustración 45 Lado lateral derecho del equipo antes de la reingeniería

Ilustración 47 Caja de control fuera de servicio Ilustración 46 resistencia central dañada

Page 79: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

79

Ilustración 49 Desmonte del equipo

Ilustración 50 Desmonte del serpentín de cobre

Ilustración 48 Equipo desmontado

Ilustración 52 Limpieza de partes del equipo Ilustración 51 Limpieza de partes del equipo

Page 80: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

80

Ilustración 54 Pernos, tuercas, cauchos, empaquetadura y manguera

Ilustración 53 Partes y accesorios del equipo

Ilustración 57 Arreglo de la parte eléctrica y colocación del PLC

Ilustración 56 PLC

Ilustración 55 Programación del PLC

Ilustración 58 Fusibles del panel eléctrico

Page 81: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

81

Ilustración 61 instalación del serpentín de acero inoxidable

Ilustración 60 Montaje del equipo, instalación del serpentín de acero inoxidable

Ilustración 59 Colocación de manguera

Page 82: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

82

Anexos C

Manual de operación del equipo

PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN

DEL BIDESTILADOR

REVISIÓN 1

FECHA: 1/11/2016

1. PROPÓSITO:

Este documento tiene como propósito el proporcionar una guía detallada

para llevar a cabo la operación cotidiana del Equipo Bidestilador, además

de apoyar para alcanzar un nivel de desarrollo eficiente del equipo. El

presente Manual de Operación describe las actividades que se realizan en

el Laboratorio de Aguas y Medio Ambiente las cuales se apegan totalmente

a la normatividad. Para cumplir con lo anterior, hemos establecido políticas

de operación y procedimientos específicos que orientan de manera eficaz

el funcionamiento del Equipo Bidestilador, permitiendo de esta manera la

obtención correcta del agua bidestilada para el uso correspondiente dentro

de la Facultad de Ingeniería Química.

Este equipo se usa para la elaboración de reactivos químicamente puros,

biotecnología, química analítica y microfiltración, en áreas como

laboratorios clínicos, calibración de equipos de control de calidad, análisis

de metales, control físico – químico, diagnóstico clínico, investigación

industrial, perfumería y artículos de belleza, productos dentales, entre otros.

En el laboratorio de salud se aplica para la elaboración de nuevas fórmulas

de medicamentos, para lavados de heridas, esto es debido a su alto grado

de pureza.

Page 83: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

83

2. REFERENCIA NORMATIVA:

Las normas a las que basamos los parámetros son:

ASTM D-1193

INEN-ISO 3696

3. DEFINICIONES:

Destilación

Las separaciones de las mezclas constituyen un área de amplio estudio en

la química debido a su gran impacto en la industria. Uno de los métodos

clásicos consiste en separación de dos o más sustancias liquidas que

presentan un punto de ebullición con una apreciable diferencia.

Agua destilada

Se obtiene mediante condensación del vapor de agua mediante proceso

físico, en donde se separa minerales e impurezas.

Agua purificada por destilación de manera que se eliminan las sales

disueltas y otros componentes. El agua destilada en equilibrio con el dióxido

de carbono del aire posee una conductividad de unos 0,8. 10-6 siemens

cm-1.

Bidestilación

Es uno de los tipos más importante de la destilación. El vapor que

abandona la cabeza de la columna se condensa, y una fracción del

líquido condensado.

Se vuelve a la columna, lo que constituye el reflujo; el resto se retira

como producto destilado. La condensación se suele hacer con un

serpentín de agua fría o con otras corrientes de procesos más frías.

Agua bidestilada

Agua que ha sido sometida a una doble destilación.

Page 84: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

84

4. RESPONSABILIDADES

Departamento Administrativo el Sr. Alexis Molina

5. INSTRUCCIONES

Para el encendido del Equipo se realiza lo siguiente:

5.1 Verificar que todas las llaves de toma de muestras estén

correctamente cerradas.

5.2 Abrir paso de agua.

5.3 Subir los breques

5.4 Encender la caja de poder.

5.5 Automáticamente el equipo empieza a funcionar.

Una vez terminado el ciclo se procede lo siguiente:

5.6 El equipo se apaga automáticamente.

5.7 Se bajan los breques.

5.8 Se cierra el flujo de agua.

6. CONTROL DE OPERACIÓN

Parámetros Unidad Rango de operación

Volumen de carga, alimentación del primer balón

Litros / hora 7.3

Volumen de carga, alimentación del segundo balón

Litros / hora 9.4

Volumen de recepción, tercer balón

Litros / hora 8.9

Presión de agua, salida del serpentín #1

Litros / hora 3.53

Page 85: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

85

7. ANEXO

Page 86: RECONSTRUCCIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO BIDESTILADOR DEL LABORATORIO DE …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/17974/1/401-1200... · 2017-10-22 · 2 Guayaquil, 21 de noviembre

86

Anexo D

Resultados de análisis de laboratorio certificado