destylacja
 
Encyklopedia PWN
destylacja
[łac. destillatio ‘ściekanie kroplami’],
proces fizykochemiczny polegający na przeprowadzeniu (przez ogrzanie) substancji ciekłych w stan pary, skropleniu (kondensacji) par przez oziębienie i następnie zebraniu skroplonych par — skroplin (czyli destylatu) w specjalnym naczyniu. Jest to metoda rozdziału mieszanin, której podstawą jest różnica w składzie pary i cieczy opisana równowagą termodynamiczną układu.
Destylacja jest powszechnie stosowaną w praktyce laboratoryjnej oraz w różnych gałęziach przemysłu (głównie chemicznym i spożywczym) metodą: a) oczyszczania głównego składnika ciekłej mieszaniny z domieszek substancji mniej lotnych lub nielotnych, np. wody od rozpuszczonych w niej soli mineralnych, niektórych metali (np. cynku) od zanieczyszczeń innymi metalami; b) rozdzielania mieszanin cieczy, o nieograniczonej wzajemnej rozpuszczalności, na składniki (frakcje) różniące się temperaturą wrzenia (lotnością), np. rozdzielania tlenu i azotu ze skroplonego powietrza, poszczególnych frakcji ropy naftowej lub smoły węglowej.
Rozróżnia się 2 główne rodzaje destylacji, z których każdy wymaga nieco odmiennej aparatury. W destylacji prostej (zwykłej) pary znad destylowanej cieczy odprowadza się wprost do chłodnicy i odbieralnika, otrzymując destylat jedynie wzbogacony w składniki bardziej lotne; większą czystość destylatu uzyskuje się przez zastosowanie dodatkowo deflegmacji; destylacja prosta jest powszechnie stosowana w praktyce laboratoryjnej. Specjalnym rodzajem destylacji technicznej (stosowanej często np. w przemyśle naftowym), zaliczanym zwykle do destylacji prostej, jest tzw. destylacja równowagowa (rzutowa) polegająca na przeponowym ogrzewaniu płynącej rurociągiem mieszaniny cieczy; wytworzona para i ciecz, płynąc we współprądzie, stykają się ze sobą przez pewien czas, dzięki czemu między cieczą a parą ustala się równowaga fizykochemiczna, zapewniająca większą dokładność rozdzielenia składników; parę znad cieczy wypływającej z rurociągu odprowadza się wprost do skraplacza.
Drugim zasadniczym rodzajem destylacji jest destylacja frakcyjna bądź frakcjonowana zwana też rektyfikacją, wymagająca specjalnej aparatury, tzw. kolumny rektyfikacyjnej, często połączonej z deflegmatorem. Istotę rektyfikacji stanowi wzbogacenie par w składniki bardziej lotne, dzięki wymianie masy i ciepła między unoszącymi się w górę parami destylowanej cieczy a spływającą w dół cieczą wzbogaconą w lotne składniki; tego rodzaju destylacja jest szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu. Do specjalnych rodzajów destylacji należą: destylacja cząsteczkowa, ekstrakcyjna i azeotropowa. Destylacja cząsteczkowa (molekularna) służy do rozdzielania mieszanin ciekłych, których składniki ulegają rozkładowi nawet przy małym podwyższeniu temperatury; przebiega w niskiej temperaturze dzięki prowadzeniu procesu w próżni (ciśnienie 10–2–10–4 hPa); w tych warunkach wzrasta m.in. długość drogi swobodnej cząsteczek i względna lotność rozdzielanych składników; cząsteczki destylowanej cieczy, pokonując siłę wzajemnego przyciągania, odrywają się od powierzchni parowania i osadzają bezpośrednio na powierzchni kondensacji; obie powierzchnie są wzajemnie równoległe, a odległość między nimi tak dobrana (mniejsza od średniej drogi swobodnej cząsteczek rozdzielanego składnika), aby cząsteczki opuszczające powierzchnię parowania nie powracały na nią i całkowicie skraplały się na powierzchni kondensacyjnej; destylację cząsteczkową stosuje się m.in. do otrzymywania koncentratów witaminowych. Gdy składniki destylowanej cieczy mało różnią się temperaturą wrzenia (lotnością) lub tworzą mieszaninę azeotropową, stosuje się destylację ekstrakcyjną, stanowiącą specjalny rodzaj rektyfikacji, polegającą na wprowadzeniu do destylowanej mieszaniny cieczy odpowiednio dobranego, mało lotnego składnika (czynnika rozdzielającego), którego zadaniem jest zwiększenie różnicy lotności rozdzielanych cieczy: składnik bardziej lotny jest odbierany z wylotu kolumny, składnik mniej lotny, spływający wraz z czynnikiem rozdzielającym w dół kolumny, jest odbierany w oddzielnej kolumnie rektyfikacyjnej; ten rodzaj destylacji, trochę podobny do procesu rektyfikacji, jest często stosowany w przemyśle farmaceutycznym. Destylacja azeotropowa polega na destylowaniu mieszaniny, do której został wprowadzony dodatkowy składnik (czynnik azeotropujący); jest stosowana do rozdzielania mieszanin azeotropowych, np. w przemyśle spirytusowym do rozdzielania azeotropu alkohol etylowy–woda przez dodanie benzenu.
Bibliografia
R. Koch, A. Kozioł Dyfuzyjno-cieplny rozdział substancji, Warszawa 1994.
zgłoś uwagę
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia