Innhold
Destillasjon er prosessen med å separere to eller flere væsker basert på forskjeller i kokepunktene. Når væskenes kokepunkter er veldig like, blir separasjon ved normal destillasjon imidlertid ineffektiv eller umulig. Fraksjonsdestillasjon er en modifisert destillasjonsprosess som gjør det mulig å separere væsker med lignende kokepunkter.
Kokepunkter
Kokepunktet for en væske er temperaturen som den omdannes til damp. Væsker beholder sitt karakteristiske kokepunkt selv når de blandes med andre væsker. Dette representerer det underliggende destillasjonsprinsippet --- at væsker kan skilles ved å omdanne væsken med det laveste kokepunktet til damp, og deretter konvertere den dampen tilbake til væsketilstanden etter at den er overført til en separat beholder.
destillasjon
I destillasjonsprosessen blir væskeblandingen plassert i en kokende kolbe, som er koblet til en kjølekolonne kalt en kondensator, hvis motsatte ende er forbundet med en mottakende kolbe. Kondensatoren sitter horisontalt med en svak nedoverbakke slik at dampen som når kondensatoren og blir konvertert tilbake til væske kan samles opp i mottakskolben. Kjemiavdelingen ved Wake Forest College gir et diagram over oppsettet. Når destillasjonen er fullført, havner den laveste kokende væsken i mottakskolben (og kalles "destillatet"), og den høyeste kokende væsken blir igjen i den kokende kolben.
Fraksjonert destillasjon
Et brøkdestillasjonsoppsett inkluderer en ekstra søyle som sitter loddrett på toppen av den kokende kolben og som kondensatoren er koblet til. Hensikten er å øke avstanden som dampen må bevege seg for å nå kondensatoren. Søylene er typisk pakket med glassperler eller keramiske biter for å øke overflaten dampen må komme i kontakt med når den transporteres til kondensatoren.
Under normal destillasjon vil også en betydelig mengde av den kokende væsken fordampe og transporteres til oppsamlingskolben, og i det vesentlige bli en urenhet i det destillerte produktet. Dette er spesielt problematisk når væskene som skilles ut har lignende kokepunkter. Jo mer overflate den høyest kokende væsken kommer i kontakt underveis, jo mer sannsynlig er det å kondensere tilbake til en væske og komme tilbake til den kokende kolben. Fraksjonsdestillasjon bruker dette økte overflatearealet for å forbedre destillasjonens effektivitet.
Bruker
De to primære bruksområdene for brøkdestillasjon er raffinering av råolje og produksjon av brennevin (alkoholholdige drikker).
Råolje inneholder mange forskjellige kjemikalier, hvorav mange har lignende kokepunkter. Raffinerier skiller disse kjemikaliene ved kokepunkt i forskjellige produkter. Fraksjonene med lavere koking blir petroleumsgass eller bensin, de mellomliggende kokende fraksjonene blir fyringsolje, diesel eller parafin, og de høyest kokende fraksjonene blir parafinvoks eller asfalt.
Fermenteringen av sukker til alkohol stopper når alkoholinnholdet nærmer seg 13 prosent fordi gjæren ikke kan overleve ved høyere alkoholkonsentrasjoner. Kokepunktene for alkohol (78,5 grader celsius) og vann (100 grader celsius) er like nok til at destillerier må bruke brøkdestillasjon for å konsentrere alkoholen til omtrent 50 prosent (som da kalles "brennevin").
Morsom fakta
Destillasjonsprosessen ved et oljeraffineri bruker 2 fat olje i energi for hver 100 fat raffinert olje.