Destillation: Prinzipien, Methoden und industrielle Anwendungen

Destillation ist die häufigste Technik, um zwei oder mehr Substanzen in ihre Bestandteile zu trennen. Dies wird erreicht, indem ein Lösungsmittel verwendet wird, das in der Regel Wasser ist. Es gibt mehrere Methoden der Destillation, und diese werden je nach den Komponenten der Flüssigkeiten verwendet, die getrennt werden müssen. Destillation wird in der Industrie häufig eingesetzt und ist Teil des Produktionsprozesses vieler Gegenstände, die für den täglichen Gebrauch notwendig sind.

Einfache Destillation

Das Ziel der einfachen Destillation ist es, eine unreine oder kontaminierte Flüssigkeit zu reinigen. Die verschiedenen Bestandteile der zu destillierenden Flüssigkeit haben unterschiedliche Siedepunkte. Die unreine Flüssigkeit wird gekocht und ein Teil wandelt sich in Dampf um. Der Dampf wird dann gekühlt und wird wieder zu Flüssigkeit. Dies wird Kondensation genannt. Die kondensierte Flüssigkeit ist die Flüssigkeit in ihrer reinen Form. Die unreinen Bestandteile der Flüssigkeit haben einen viel höheren Siedepunkt, daher verdampfen sie nicht. Dieser Prozess wird häufig bei der Herstellung von Spirituosen wie Whisky, Wodka und Parfums verwendet.

Fraktionierte Destillation

Wenn das Ziel darin besteht, zwei Flüssigkeiten zu trennen, die ähnliche Siedepunkte haben, funktioniert einfache Destillation nicht. Die Trennung dieser Flüssigkeiten muss durch fraktionierte Destillation erreicht werden. Dieser Prozess umfasst wiederholte Destillationen und Kondensationen. Dieser Prozess wird normalerweise mithilfe einer fraktionierten Säule durchgeführt, einer Säule, die Glasperlen oder Regale enthält, die die maximale Oberfläche bieten, auf der der Dampf der kochenden Flüssigkeiten kondensieren kann. Dies ist der Prozess, der verwendet wird, um Benzin, Kerosin und andere Kraftstoffe aus Rohöl zu trennen.

Azeotropische Destillation

Das Ziel der azeotropischen Destillation ist es, ein Gemisch zu trennen, bei dem die Bestandteile Flüssigkeiten sind, die nicht durch fraktionierte Destillation getrennt werden können. Dies tritt auf, wenn die Flüssigkeiten ein festes Gewicht und eine feste Temperatur haben, die dazu führen, dass sie gemeinsam destillieren. Bei der azeotropischen Destillation wird eine dritte Komponente dem Gemisch zugesetzt, um das Gewichts-Temperatur-Verhältnis in den zu destillierenden Flüssigkeiten zu verzerren. Diese Methode wird verwendet, um absoluten Alkohol aus rectifiziertem Spiritus zu trennen.

Vakuumdestillation

Das Ziel der Vakuumdestillation ist es, Flüssigkeiten zu trennen, die nicht mit der Methode der einfachen Destillation destilliert werden können, weil sie vor Erreichen des Siedepunkts zersetzen. Unter Verwendung des Prinzips, dass eine Flüssigkeit kocht, wenn ihr Dampfdruck gleich dem atmosphärischen Druck ist, wird der äußere Druck um die zu destillierende Flüssigkeit herum reduziert. Dies veranlasst sie, bei einem niedrigeren Druck zu kochen und daher zu destillieren. Zuckerrohrsaft wird mit dieser Methode zu Zucker verarbeitet, und es ist ein wichtiger Prozess im Gefriertrocknen.