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 dit niets toevoegt aan de component die wordt getest. Gedestilleerd water bevat geen mineralen, waardoor het ongeschikt is om te drinken, maar goed voor aquaria, extractie van essentiële oliën, wetenschappelijke experimenten en meer.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Het proces van stoomdestillatie scheidt de stoffen van een mengsel door verdamping, wat vervolgens inhoudt dat de damp terug in vloeistof wordt gecondenseerd, gebruikmakend van het feit dat verschillende elementen of verbindingen verschillende kookpunten hebben. Het heeft een breed gebruik, van waterzuivering tot extractie van oliën uit organisch materiaal en raffinage van ruwe olie.

Redenen voor stoomdestillatie

Traditionele distillatietechnieken vereisen directe verwarming van het mengsel om de inhoud te verdampen. Hoewel dit goed werkt voor de meeste anorganische oplossingen en een paar organische, zijn er veel organische verbindingen die ontleden bij hoge temperaturen, 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.

Dampspanning

Materieoppervlak heeft hoge energiemoleculen in contact met de atmosfeer, die een zekere druk tegen de atmosfeer vanwege hun interne energieën, ook wel dampdruk genoemd. Als deze druk hoger is dan de atmosferische druk, 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 zich scheidt als toegestaan ​​om te bezinken als 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 ervoor wordt gezorgd dat de oppervlakken van beide vloeistoffen in contact komen met de atmosfeer, de dampdruk die door het systeem wordt uitgeoefend toeneemt. Dit komt omdat het nu de som wordt van de dampdrukken van alle componenten van het mengsel samen gecombineerd. Dit zorgt voor verdamping van elementen met hoog kookpunt bij veel lagere temperaturen, alleen door ze een mengsel met water te laten vormen.

Extractieprocedure

Stoom passeert de organische stof die de verbindingen bevat voor scheiding. De stoom condenseert tegen die materie om een ​​mengsel te vormen. Dat mengsel wordt verder verwarmd door meer inkomende stoom, die nog steeds door de materie heen gaat, waardoor het mengsel verdampt. Door de verminderde dampspanning verdampen de vereiste organische verbindingen ook als een deel van het mengsel en worden ze dus uit de organische stof geëxtraheerd.

Scheidingsprocedure

Het verdampte mengsel van stoom en de organische stof verbindingen gaan door jasjes die aan één uiteinde koud water hebben. Het verdampte mengsel stroomt vervolgens uit als warm water van 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 boven en worden ze gescheiden door het bezonken water van onderaf te filteren.