Was ist ein Destillationsgerät?
Ein Destillationsgerät ist eine Vorrichtung zur Extraktion einer einzelnen Komponente aus einem Gemisch entsprechend dem Unterschied der Siedepunkte.
Bei der Labordestillation erfolgt die Trennung durch wiederholtes Verdampfen und Kondensieren, während in der Industrie Geräte für die kontinuierliche Destillation, die so genannten Destillationskolonnen, verwendet werden. Bei der Destillation von alkoholischen Getränken wird ein als Monodestillation bezeichnetes Destillationsverfahren angewandt, bei dem das Destillat nur einmal verdampft und kondensiert wird.
Anwendungen von Destillationsgeräten
Destillationsgeräte werden in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt. Einige dieser Anwendungen sind im Folgenden aufgeführt:
1. Erdölraffination
Rohöl besteht aus verschiedenen Komponenten, die mit Destillationsgeräten getrennt werden. Komponenten mit unterschiedlichen Siedepunkten werden durch Destillationsgeräte getrennt und als unterschiedliche Produkte verwendet.
2. Alkoholherstellung
Destillationsgeräte spielen auch bei der Alkoholherstellung eine wichtige Rolle. Die durch Gärung gewonnene Flüssigkeit wird destilliert, um eine hohe Alkoholkonzentration zu erhalten.
3. Pharmazeutische Industrie
In der pharmazeutischen Industrie werden Destillationsgeräte eingesetzt, um Wirkstoffe zu extrahieren und Verunreinigungen zu entfernen. Dadurch wird die Qualität des Arzneimittels sichergestellt.
Funktionsweise der Destillationsgeräte
Die Funktionsweise von Destillationsgeräten wird anhand von Geräten mit einer Destillationskolonne erklärt, die üblicherweise in Destillationsgeräten verwendet wird. Ein Destillationsgerät besteht aus einer Destillationskolonne, einem Kondensator, einem Verdampfer und einem Durchflussregelventil. Die zu destillierende Flüssigkeit wird im Verdampfer verdampft und in die Destillationskolonne geleitet. In der Destillationskolonne wird eine kontinuierliche Destillation durchgeführt, die abgetrennte Flüssigkeit wird zum Verdampfer und das abgetrennte Gas zum Kondensator zurückgeführt. Im Kondensator werden die abgetrennten Gase verflüssigt und durch Kühlwasser oder andere Mittel getrennt.
Destillationskolonnen lassen sich in Fachbodenkolonnen und Füllkörperkolonnen unterteilen. In Regalkolonnen ist der Innenraum in Böden unterteilt, die jeweils Gase und Flüssigkeiten miteinander in Kontakt bringen, und es findet eine Trennung statt. Bei Füllkörpertürmen ist der Innenraum oben unregelmäßig und unten regelmäßig gefüllt. Das gepackte Material vergrößert die Oberfläche der Flüssigkeit, so dass Gas und Flüssigkeit leichter miteinander in Kontakt kommen, was die Effizienz der Destillation erhöht. Auch der Druckabfall ist geringer als bei Regalsystemen.
Auswahl eines Destillationsgerätes
Bei der Auswahl der Destillationsgeräte ist darauf zu achten, dass sie den Siede- und Schmelzpunkten des Destillats gewachsen sind, dass sie dem Destillat standhalten, dass sie groß genug sind und dass sie schnell destillieren.
Während Destillationsgeräte im Laborbereich aus einem Kolben, einem Brenner und Kühlrohren bestehen, sind sie in der Industrie wesentlich größer. Aufgrund des hohen Durchsatzes und der Notwendigkeit, das Produkt bis zur gewünschten Reinheit zu reinigen, wird die kontinuierliche Destillation in einer Destillationskolonne durchgeführt, die wie eine Reihe von Kolben aussieht.
In einem Destillationsgerät werden die wichtigsten Komponenten der niedrig- und hochsiedenden Komponenten der Destillationskolonne bestimmt, um das Zielprodukt zu erhalten, und die Destillationskolonne wird so ausgelegt, dass der Siedepunkt dieser Komponenten die Kontrolltemperatur ist. Je nach Zusammensetzung des in den Destillationsgeräten zu verarbeitenden Fluids kann es erforderlich sein, ein korrosionsbeständiges Material usw. zu wählen. Wenn die Qualität des Materials aus Kostengründen eingeschränkt wird, müssen Maßnahmen ergriffen werden, wie z. B. das Einspritzen von Korrosionsschutzchemikalien.
Weitere Informationen zu Destillationsgeräten
1. Anwendung der Destillationsgeräte
Die Destillationsgeräte können mit Glasgeräten zusammengebaut werden, wenn es sich um Laborgeräte handelt. Die Apparatur besteht aus einem Kolben für das Rohmaterial, einem Kühlrohr zur Kühlung des Dampfes, einem Thermometer, einem Heizer (Brenner), einem Wärmeisolator und einem Becherglas zur Aufnahme der niedrig siedenden Komponenten. Ein Rührer wird ebenfalls installiert, wenn Rühren und Mischen erforderlich sind.
Bei der Destillation wird die Temperatur des Heizgeräts so eingestellt, dass das Rohmaterial im Kolben erwärmt wird. Wird ein Brenner verwendet, erfolgt die Einstellung durch Löschen einer Flamme und Kontrolle des Thermometers.
Das Wasser wird in das Kühlrohr eingeleitet, indem es durch den Einlass auf der dem Kolben abgewandten Seite hineingegossen wird. Der Grund dafür ist, dass die Kühlung im Gegenstrom effizienter ist als im Parallelstrom bei gleicher Größe des Kühlrohrs. Bei Geräten im Labormaßstab muss auch die Temperatur der Rohre, durch die der Dampf strömt, warm gehalten werden, da sie leicht von der Temperatur der Außenluft beeinflusst werden.
2. Zu beachtende Punkte bei der Durchführung der Destillation
Bei der Konstruktion von Destillationsgeräten ist die Messposition des Thermometers wichtig. Die Temperatur variiert je nachdem, welcher Teil des Gases/der Flüssigkeit in der Kolonne gemessen wird, so dass unterschiedliche Messpositionen des an die Heizungssteuerung angeschlossenen Thermometers die Trennung in der Destillationskolonne selbst beeinflussen können.
Auch die Temperatur des Kühlwassers im Kondensator (Kühler) muss beachtet werden. Wenn Meerwasser als Kühlwasser verwendet wird, kann es im Sommer unter Umständen nicht auf die Zieltemperatur abkühlen. Idealerweise sollte im Kühlsystem temperaturgesteuertes Kühlwasser verwendet werden.