Fraktionierte Destillation

Die fraktionierte Destillation ist eine veränderte Version der einfachen Destillation, die es ermöglicht, in einer komplexen Lösung die verschiedenen Komponenten mit einer einzigen Destillation zu trennen, so dass die verschiedenen Siedepunkte genutzt werden.

Die einfache Destillation ist nützlich, wenn wir in einer Mischung flüchtige Komponente (die schneller an niedrigen Temperaturen verdampfen) von anderen, weniger flüchtigen, Komponenten trennen wollen, oder wenn die Komponenten verschieden Siedepunkte haben. Bei der einfachen Destillation einer Mischung aus Alkohol wird das erhaltene Destillat einen höheren Alkoholgehalt, aber auch einiges Wasser enthalten. Sie müssen dann diese Mischung wieder destillieren, um einen höheren Alkoholgehalt zu erhalten, besonders wenn Sie einen Alkoholgehlat von 80% oder mehr erreichen wollen. Die fraktionierte Destillation ist wirkungsvoller, da nur eine Destillation die selbe Wirkung erzielt wie mehrere Destillationen.

Das Design der fraktionierten Säule zeigt sehr gut das Verfahren der fraktionierten Destillation. Vereinfacht heisst das, dass die Dämpfe der Flüssigkeit oder des zu destillierenden Materials bis zur fraktionierten Säule steigen und während die Temperatur entlang der Säule sinkt, die weniger flüchtigen Elemente in spezielle, gelöcherte Teller, die in der Säule waagerecht einige Zentimeter voneinander platziert werden, kondensieren. Den Zweck dieses Prozesses kann man durch nur einer einzigen Destillation erreichen. Wenn der Dampf der Flüssigkeit oder der zu destillierenden organischen Materialien weiter steigt, erhöht sich die Intensität und provoziert den Siedepunkt der kondensierten Flüssigkeiten in den Tellern, so dass diese verbessert und wieder erwärmt werden, und so die zweite Destillation beginnt. Die aufsteigenden Dämpfe werden bei dem Kontakt mit dem Kondensat, welches sich in den Tellern befindet, gereinigt. Das Kondensat oder Destillat, kann darüber hinaus auch aus den Tellern rausfliessen, sequenziell von links nach rechts, so dass ein Rückflussstrom des Destillats gebildet wird, der die aufsteigenden Dämpfe kühlt und reinigt. Dieser Prozess wird als ein Berichtigungs- oder Reinigungsprozess beschrieben. Die aufeinanderfolgende Kondensation und Verdampfung der Dämpfe in den Tellern der Säule bildet eine grosse Konzentration flüchtiger Komponenten in der Nähe der Oberseite der Säule. Theoretisch können Sie auf diese Weise 90% Alkoholgehalt erreichen. Der Armagnac Destillierkolben, ein professionelles, kontinuierliches Destilliersystem, ist auch ein Beispiel, wessen Design es ermöglicht den erwähnten Zweck zu erreichen.

Die zwei Säulen mit grossem Durchmesser sind charakteristisch für das fraktionierte System, eignet sich aber nicht für Amateure. Eine mögliche Alternative besteht in der Ersetzung der Teller durch Kupferstroh oder Objekten aus Keramik, damit der gleiche Effekt erzielt wird und ermöglichen so die Kondensation der Dämpfe in dem Füllungsmaterial und Rückfluss des Destillats. Das Design dieses Systems wird Rückflusssäule genannt und befindet sich in unserem Destillierkolben mit Rückflusssäule. Die nötige Füllmenge der Rückflusssäule um die gleiche Arbeit eines Tellers durchzuführen wird als HETP (Height Equivalent to Theoretical Plate) bezeichnet – Optimale Höhe die einem Theoretischen Teller. Um so niedriger das HETP ist, um so grösser sollte die Anzahl der theoretischen Teller sein, mit welchen wir die Säule füllen und folglich wird die erhaltene Reinheit des Alkohols höher sein.

Ein Prozess aus mehrfacher Destillation kann durch unseren Destillierkolben Typ Rum durchgeführt werden, obwohl dieser nicht als eine fraktionierte Destillation "stricto sensu" betrachten werden kann. Dieser Destillierkolben enthält zwei kleine Behälter, in welchen die aufsteigenden Dämpfe verfeinert werden bevor sie zum Kondensbehälter weiterfolgen.

Die fraktionierte Destillation hat die Erdölindustrie revolutioniert. Die fraktionierte oder Verfeinerungssäule wird dafür verwendet, verschiedene Erdlölprodukte auf verschiedenen Niveaus zu gewinnen. Auf diese Weise werden aus der Tiefe die Substanzen aus Bitumen gewonnen, von der Mitte verschiedene Arten von Ölen und von der Oberseite Erdölgas. Durch die fraktionierte Destillation erhält man auch flüssiges Sauerstoff und Nitrogen. Die beste Art für Amateure klaren Alkohol mit einem starken Geschmack nach reinem Alkohol zu erhalten, ist durch die Rückflusssäule. Der reine Wodka kann als Basis für die Kräuter- und Obstdestillation benutzt werden um Liköre herzustellen. Alternativ kann dieser auch für die Herstellung von Whisky mit hohem Alkoholgehalt verwendet werden.