Destylacja – na czym polega i gdzie się ją wykorzystuje?

Destylacja to proces chemiczny, który polega na rozdzieleniu ciekłej mieszaniny wieloskładnikowej poprzez odparowanie, a później skroplenie wszystkich jej składników. Jej celem jest wyizolowanie lub oczyszczenie jednego lub więcej związków składowych cieczy. Gdzie się ją wykorzystuje? Jakie są jej rodzaje?

1. Co to destylacja

Destylacja to proces chemiczny, istotą którego jest rozdzielanie ciekłej, wieloskładnikowej mieszaniny ciekłych związków chemicznych poprzez odparowanie, a następnie skroplenie składników mieszaniny. Polega na przeprowadzeniu cieczy w stan pary, a następnie skropleniu w celu ponownego przeprowadzenia w ciecz.

Destylację wykorzystuje się w celu oddzielenia substancji lotnych od mniej lotnych zanieczyszczeń lub do rozdzielenia mieszaniny kilku cieczy różniących się temperaturami wrzenia.

2. Na czym polega destylacja?

Destylacja jest metodą rozdziału mieszaniny na podstawie różnicy temperatur wrzenia poszczególnych składników cieczy. Proces ten, składa się z dwóch przemian fazowych zachodzących jednocześnie. To parowanie (przejście cieczy w parę) oraz skraplanie (przechodzenie pary w ciecz) po oziębieniu par w chłodnicy.

Zobacz film: "Co się dzieje gdy zjadamy posiłek?"

Destylacja składa się z czterech głównych etapów:

• ogrzewania cieczy do momentu wrzenia w kolbie destylacyjnej,
• odprowadzenia pary (tzw. odparowania),
• skroplenia (kondensacji) pary w wyniku jej ochłodzenia w skraplaczu,
• zebrania skroplonej cieczy (tzw. destylatu) w kolbie odbiorczej. Jak przebiega destylacja? Ciecz wyjściową ogrzewa się w kolbie destylacyjnej. Doprowadza się ją do wrzenia. W rezultacie zaczynają skraplać się jej składniki. W ten sposób zostają oddzielone. W odpowiednio zaprojektowanym urządzeniu są one rozdzielane.

Destylacja wymaga użycia aparatury do destylacji. To tak zwany destylator, który umożliwia podgrzewanie cieczy i chłodzenie w celu skroplenia pary danego składnika oraz odbieranie otrzymanego destylatu z naczynia odbiorczego.

By przeprowadzenie destylacji było możliwe, skład pary musi być różny od składu cieczy. Proces opiera się na różnicach temperatur wrzenia poszczególnych składników roztworu. Różnica temperatury wrzenia substancji powoduje oddzielenie destylatu alkoholowego.

Destylacja wina - co otrzymujemy?

W efekcie destylacji z jednej cieczy otrzymuje się inne, o zupełnie różnych właściwościach, wyglądzie czy zapachu. Główny produkt destylacji – destylat - to skroplona ciecz. Pozostałość po destylacji to ciecz wyczerpana.

3. Rodzaje destylacji

Wyróżnia się cztery podstawowe rodzaje destylacji: destylację prostą, destylację próżniową, destylację parową oraz destylację frakcjonowaną. I tak:

• destylacja prosta, inaczej destylacja różniczkowa, zachodzi pod ciśnieniem atmosferycznym. Polega na jednorazowym odparowaniu i skropleniu cieczy. Jest wykorzystywana do rozdzielania składników mieszaniny różniących się temperaturą wrzenia bądź oddzielania cieczy od nielotnych olejów lub ciał stałych,
• destylacja próżniowa, inaczej destylacja pod obniżonym ciśnieniem, służy do rozdziału składników mieszaniny o wysokich temperaturach wrzenia,
• destylacja z parą wodną. Na czym polega? Przez mieszaninę przepuszcza się parę wodną, obniża się temperaturę destylacji, a w odbieralniku otrzymuje mieszaninę cieczy organicznej i wody. Wykorzystuje się ją do rozdziału składników mieszaniny wrażliwych na ciepło,
• destylacja frakcyjna, inaczej rektyfikacja frakcjonowana, która umożliwia jednoczesne, wielokrotne odparowywanie i skraplanie cieczy, służącą do rozdziału składników mieszaniny o zbliżonych temperaturach wrzenia.

Znane są także takie rodzaje destylacji jak:

• destylacja cząsteczkowa, inaczej destylacja molekularna,
• destylacja równowagowa, inaczej destylacja rzutowa,
• destylacja wielostopniowa, obejmująca serię destylacji prostych,
• destylacja azeotropowa,
• destylacja reaktywna,
• destylacja zeotropowa,
• destylacja ekstrakcyjna.

4. Gdzie wykorzystywana jest destylacja?

Destylacja wykorzystywana jest w wielu dziedzinach: w praktyce laboratoryjnej i przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym, spożywczym, chemicznym, naftowym czy spirytusowym.

Dzięki niej możliwe jest otrzymywanie:

• benzyny, nafty, oleju gazowego, oleju napędowego, oleju opałowego i oleju smarowego,
• gazów atmosferycznych (azotu, tlenu, argonu, kryptonu, ksenonu) do celów przemysłowych,
• wysokoprocentowych napojów alkoholowych i spirytusów destylowanych (destylacja alkoholu),
• olejków eterycznych wykorzystywanych w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym oraz kosmetycznym,
• aromatów soków owocowych i koncentratów witaminowych do celów spożywczych i leczniczych.