science >> Wetenschap >  >> Chemie

Principes van stoomdestillatie

Stoomdestillatie verwijdert verontreinigingen uit water om het in wezen inert te maken. Laboratoria en technici gebruiken om deze reden gedistilleerd water, omdat het niets toevoegt aan het te testen onderdeel. Gedistilleerd water bevat geen mineralen, waardoor het niet geschikt is om te drinken, maar goed voor aquaria, extractie van etherische olie, wetenschappelijke experimenten en meer.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Het proces van stoomdestillatie scheidt de stoffen van een mengsel door verdamping, waarbij vervolgens de damp weer in vloeistof wordt gecondenseerd, waarbij wordt geprofiteerd van het feit dat verschillende elementen of verbindingen verschillende kookpunten hebben. Het wordt op grote schaal gebruikt, van waterzuivering tot extractie van oliën uit organische stoffen en raffinage van ruwe olie.
Redenen voor stoomdestillatie

Traditionele destillatietechnieken vereisen directe verwarming van het mengsel om de inhoud te verdampen. Hoewel dit goed werkt voor de meeste anorganische oplossingen en enkele organische, zijn er veel organische verbindingen die bij hoge temperaturen ontleden, waaronder veel natuurlijke etherische oliën en aromatische verbindingen. Om ervoor te zorgen dat de benodigde organische verbindingen niet worden vernietigd tijdens stoomdestillatie, destilleren technici deze verbindingen bij lagere temperaturen.
Dampdruk

Materieoppervlak heeft energiemoleculen in contact met de atmosfeer, die een bepaalde druk uitoefenen tegen de atmosfeer vanwege hun interne energieën, bekend als dampdruk. Als deze druk de atmosferische druk overschrijdt, verdampen die moleculen. Omdat verwarming de interne energie van die moleculen verhoogt, verhoogt het ook de dampspanning.
Hoe het werkt

De meeste complexe organische verbindingen lossen niet op in water maar vormen in plaats daarvan een mengsel, dat scheidt als het wordt toegestaan om te bezinken terwijl het water bezinkt en de organische verbindingen bovenop drijven. Het stoomdestillatieproces werkt volgens het principe dat wanneer een mengsel van twee of meer onopgeloste vloeistoffen wordt verwarmd, terwijl wordt gewaarborgd dat de oppervlakken van beide vloeistoffen in contact staan met de atmosfeer, de door het systeem uitgeoefende dampdruk toeneemt. Dit komt omdat het nu de som wordt van de dampdrukken van alle componenten van het mengsel samen gecombineerd. Hierdoor kunnen elementen met hoge kookpunten bij veel lagere temperaturen worden verdampt, alleen door ze een mengsel met water te laten vormen.
Extractieprocedure

Stoom stroomt door de organische stof die de te scheiden verbindingen bevat. De stoom condenseert wat dat betreft tot een mengsel. Dat mengsel wordt verder verwarmd door meer inkomende stoom, die door de materie blijft stromen en het mengsel verdampt. Vanwege de verminderde dampdruk verdampen de vereiste organische verbindingen ook als een deel van het mengsel en worden dus geëxtraheerd uit de organische stof.
Scheidingsprocedure

Het verdampte mengsel van stoom en de organische verbindingen passeert jassen met koud water die aan de ene kant binnenkomen. Het verdampte mengsel stroomt vervolgens als heet water uit het andere uiteinde na afkoeling van het mengsel. Dit condenseert het mengsel, dat vervolgens wordt verzameld en laat bezinken. Tijdens het bezinkingsproces komen de geëxtraheerde organische verbindingen naar de top en worden ze gescheiden door het bezonken water van onderaf te filteren.