logo logo

Дистилляция

Дистилляция (от лат. distillatio — отекание каплями), перегонка, разделение кипящих жидких смесей на отличающиеся по составу фракции путем частичного испарения жидкости и конденсации образующихся паров.
Основана на различии летучести разделяемых компонентов смеси или температур их кипения при постоянном давлении. Наиболее летучим является компонент, имеющий в чистом виде самую низкую температуру кипения (низкокипящий). В процессе дистилляции более летучий компонент переходит в паровую фазу в большем количестве, чем менее летучий (высококипящий). Поэтому при конденсации образовавшихся паров в дистилляте всегда преобладают низкокипящие, а в кубовом остатке — высококипящие компоненты.
Процесс дистилляции был известен в Древнем Китае и Риме во 2-м тыс. до н. э. и применялся главным образом для выделения душистых веществ из ароматических растений. Египтяне, постигнув тайны дистилляции вина, изобрели перегонный аппарат (аламбик), получивший впоследствии большое распространение у др. народов. В начале н. э. стала известна дистилляции нефти. Описание способа дистилляции и его использования в лечебных целях приводится в трудах Авиценны (930—1037). В Древней Руси упоминание о постройке винокурни для получения „хлебного вина" — водки относится к 1174. Определенная роль в совершенствовании процесса дистилляции принадлежит алхимикам средневековья, но наибольшее развитие она получила в конце 19 — начале 20 вв. в связи с внедрением в промышленности (спиртовой, нефтеперерабатывающей и др.) высокопроизводительных колонных аппаратов. Дистилляцию проводят различными способами.
Дистилляция простая (отгонка) заключается в однократном испарении кипящей смеси жидкостей, непрерывном удалении и конденсации образовавшихся паров. На рис. приведена схема процесса дистилляции. Выделяющиеся из куба 1 пары непрерывно удаляются в холодильник 2, а дистиллят стекает в сборник 3. При простой дистилляции процентное содержание низкокипящих компонентов как в жидкой фазе (кубовом остатке), так и в паровой (дистилляте) непрерывно уменьшается. Дистилляция фракционная (разгонка) характеризуется разделением жидких смесей с выделением фракций (погонов) дистиллята, кипящих в заданном интервале температур. Образующийся дистиллят отводят не в один сборник, а последовательно в 2, 3 или более сборников, в которых соответственно собирают 1-ю, 2-ю, 3-ю и последующие фракции (см. дистилляционная установка). Наиболее богата низкокипящим компонентом 1-я фракция дистиллята.

Схема процесса дистилляции
процесс дистилляции

 

При дистилляции с дефлегмацией имеет место обогащение паров дистиллята более летучими компонентами при частичной их конденсации. Конденсация паров с образованием флегмы происходит в дефлегматоре (см. дефлегмация). Выход и чистота разделяемых компонентов смеси регулируются количеством возвращаемой в куб (колонну) флегмы. Этим достигается большая степень разделения исходной жидкой смеси и обогащение дистиллята низкокипящими компонентами, т. к. при дефлегмации преимущественно конденсируются высококипящие компоненты. Однако простой и фракционной дистилляции не может быть достигнуто полное разделение смеси на чистые компоненты. Последнее возможно только при многократной дистилляции, многократном чередовании испарения жидкой и конденсации паровой фаз. Дистилляция с носителем применяют для разделения термически нестойких компонентов (жирных кислот, эфирных масел и т. п.). Во избежание термического разложения (осмоления) веществ процесс дистилляции проводят при температуре ниже точки их кипения в присутствии инертного носителя (водяного пара или инертного газа). Дистилляция  с водяным паром в основном используют для разделения нерастворимых в воде веществ, а также для отгонки летучих компонентов от нелетучего остатка. Использование инертного газа позволяет вести дистилляцию при более низких температуpax, но потери перегоняемого вещества больше, чем при дистилляции с водяным паром. Для дистилляции растворов при пониженной температуре используют вакуум — дистилляция., предусматривающую частичное удаление воздуха из перегонного аппарата. Дистилляция  молекулярная основана на разделении жидких смесей путем их свободного испарения в высоком вакууме 10-2—10-6 Па (10-4— 10-8 мм рт. ст.) при температуре ниже точки их кипения. Особенность этого способа дистилляции — взаимное расположение поверхностей переноса на расстоянии, меньшем средней длины свободного пути молекул перегоняемого вещества, что обеспечивает переход молекул из одной фазы в другую с минимальным числом соударений.

Дистилляция находит применение в химической, гидролизной, нефтеперерабатывающей и во многих отраслях пищевой промышленности. Простую дистилляцию и дистилляцию с дефлегмацией применяют, например, в ликеростроводочной промышленности, дистилляция с носителем – в эфиромасличной, молекулярную дистилляцию – в производстве витаминов и т. п. В винодельческой промышленности для получения коньячного спирта применяют простую дистилляцию многокомпонентной смеси (коньячного вино материала). Содержание летучих веществ (высших спиртов, эфиров, альдегидов, кислот и др.) в коньячном спирте регулируют фракционной дистилляцию путем последовательного разделения дистиллята на головную (составляет 1-3% от объема спирта-сырца), среднюю (30-35%) и хвостовую (17-23%) фракций. См. также перегонка виноматериалов.

Литература: Сийрде Э. К. и др. Дистилляция. – Москва, 1991; Малтабар B.Mосква, Фертман Г.И. Технология коньяка. – 2-е изд. – Москва, 1971; Багатуров С. А. Основы теории и расчета перегонки и ректификации. – 3-е изд. – Москва, 1974; Стабников В. Н. и др. Ректификация в пищевой промышленности: Теория процесса, машины, интенсификация. – Москва.

Метки:

Ещё по теме:

bottom