Destillatie is het proces waarbij twee of meer vloeistoffen worden gescheiden op basis van verschillen in hun kookpunten. Wanneer de kookpunten van de vloeistoffen echter sterk op elkaar lijken, wordt scheiding door normale destillatie niet effectief of onmogelijk. Gefractioneerde destillatie is een gewijzigd destillatieproces dat de scheiding van vloeistoffen met vergelijkbare kookpunten mogelijk maakt.

Kookpunten van

Het kookpunt van een vloeistof is de temperatuur waarbij het wordt omgezet in damp. Vloeistoffen behouden hun kenmerkende kookpunt, zelfs wanneer ze worden gemengd met andere vloeistoffen. Dit vertegenwoordigt het onderliggende principe van destillatie - dat vloeistoffen kunnen worden gescheiden door de vloeistof met het laagste kookpunt in damp om te zetten en die damp vervolgens terug naar de vloeibare toestand om te zetten nadat deze is overgebracht naar een afzonderlijke container.

Destillatie

Tijdens het distillatieproces wordt het vloeistofmengsel in een kookfles geplaatst, die is verbonden met een koelkolom, een condensor genaamd, waarvan het tegenoverliggende uiteinde is verbonden met een opvangfles. De condensor zit horizontaal met een lichte neerwaartse helling zodat de damp die de condensor bereikt en wordt terug omgezet in vloeistof kan worden verzameld in de ontvangende fles. De afdeling chemie van Wake Forest College biedt een diagram van de opstelling. Na voltooiing van de destillatie komt de laagst kokende vloeistof in de ontvangende kolf terecht (en wordt het "destillaat" genoemd) en de hoger kokende vloeistof blijft in de kookfles.

Fractional Distillation

Een fractionele destillatieopstelling bevat een extra kolom die verticaal bovenop de kookfles ligt en waarmee de condensor is verbonden. Het doel is om de afstand die de damp moet afleggen om de condensor te bereiken, te vergroten. De kolommen zijn meestal gevuld met glasparels of stukjes keramiek om het oppervlak te vergroten waar de damp mee in contact moet komen tijdens transport naar de condensor.

Tijdens normale distillatie, een aanzienlijke hoeveelheid van de hoger kokende vloeistof zal ook verdampen en naar de verzamelkolf worden getransporteerd, waardoor het in wezen een onzuiverheid in het gedistilleerde product wordt. Dit is vooral problematisch wanneer de vloeistoffen die worden gescheiden vergelijkbare kookpunten hebben. Hoe meer oppervlakte de hoger kokende vloeistof onderweg contact maakt, des te waarschijnlijker is het dat het terug zal condenseren naar een vloeistof en terugkeren naar de kookfles. Gefractioneerde destillatie gebruikt dit verhoogde oppervlak om de efficiëntie van de destillatie te verbeteren.

Toepassingen

De twee belangrijkste toepassingen van gefractioneerde destillatie zijn de raffinage van ruwe olie en de productie van sterke dranken (alcoholische dranken) .

Ruwe olie bevat een groot aantal verschillende chemicaliën, waarvan er vele vergelijkbare kookpunten hebben. Raffinaderijen scheiden deze chemicaliën door het kookpunt in verschillende producten. De lager kokende fracties worden petroleumgas of benzine, de tussenliggende kokende fracties worden stookolie, dieselbrandstof of kerosine, en de hoogst kokende fracties worden paraffinewas of asfalt.

De fermentatie van suikers tot alcohol stopt wanneer het alcoholpercentage 13 procent benadert omdat de gist niet kan overleven bij hogere alcoholconcentraties. De kookpunten van alcohol (78,5 graden Celsius) en water (100 graden Celsius) zijn vergelijkbaar genoeg dat distilleerderijen fractionele destillatie moeten gebruiken om de alcohol tot ongeveer 50 procent te concentreren (wat dan 'geesten' wordt genoemd).

Leuk feit

Het distillatieproces in een olieraffinaderij verbruikt 2 vaten olie in energie voor elke 100 vaten geraffineerde olie.