Destylację wykorzystywano już w IV – III w.p.n.e w Grecji i Egipcie, chociaż jest wysoce prawdopodobne, że używano podobnych urządzeń wcześniej. Wbrew pozorom mechanizm się wcale nie różni – na przestrzeniach dziejów aparatura ta była tylko z czasem udoskonalana. Obecnie destylację wykorzystuje się przykładowo do pozyskiwania (ekstrakcji) mentolu z mięty czy olejku goździkowego z roztartych moździerzem goździków jeżeli chodzi o produkty naturalne. Natomiast jeżeli chodzi o wyodrębnianie syntez organicznych jako przykłady można podać oddzielanie kwasu cynamonowego od aldehydu benzoesowego czy oddzielanie aniliny od nieprzereagowanych substratów co w dużym skrócie prowadzi przykładowo do oddzielenia składników szkodliwych od nieszkodliwych.
Do czego prowadzi
W skrócie destylacja prowadzi do rozdzielenia substancji w cieczy od siebie lub do oczyszczenia tej cieczy. Powstałe składniki odbiera się po schłodzeniu w temperaturze niższej od temperatury wrzenia wszystkich składników – w tej temperaturze uzyskujemy je już oddzielone.
Przebieg, proces
W skrócie: parę wodną wytwarza się w środku aparatury przez intensywne ogrzewanie mieszaniny lub doprowadza się ją z zewnątrz. Taką metodę stosuje się głównie do składników nie mieszających się z wodą zbytnio o właściwościach hydrofobowych – których ze względu na termolizę nie powinno się destylować w sposób prosty. Tę metodę stosuje się głównie do destylowania surowców z ziół czy olejków eterycznych, które mają zastosowanie w szeroko rozumianych lekach ziołowych, przyprawach, kosmetykach czy aromaterapii.
Para wodna jest wprowadzana do kolby rurką, która sięga prawie jej dna – zwykle jest ona lekko zakrzywiona na końcu, aby rozprzestrzenianie pary wodnej nie było utrudnione. Rurkę doprowadza się do dna głównie po to, aby gwałtowny proces doprowadzania pary wodnej nie rozchlapywał cieczy poza kolbę.
Następnie owy strumień pary niesie oddestylowane składniki przez chłodnicę (mogą być jej różne rodzaje – np chłodna lub powietrzna) w której składniki się kondensują. To co spływa do odbieralnika jest nazywane wiec dwufazowym kondensatem – ten odbieralnik może różnie wyglądać, może to być standardowy odbieracz laboratoryjny, albo urządzenia umożliwiające obieranie obu faz w sposób ciągły przez odpowiednio ulokowane rurki – co przyspiesza i ułatwia proces końcowego rozdzielenia składników.
Niestety wydestylowane składniki zbierane w kolbie razem z wodą mogą się z nią z powrotem mieszać co generuje straty, dlatego często w takim przypadku dodatkowo ogrzewa się kolbę, aby zawracać z niej wodę z powrotem do aparatury.
Aparatura laboratoryjna
Czego konkretnie zazwyczaj używa się do destylacji?
- Wytwornicy pary – jest czasem wyposażona w aparaturę do podgrzewania wylatującego strumienia lub urządzenia zapobiegające zbieraniu do destylatora kropli wody, może być dołączana z zewnątrz lub wmontowana w konstrukcję,
- Chłodnicy
- Zbiornika z materiałem zawierającym oddestylowany związek chemiczny czyli właściwej mieszaniny o którą nam chodzi w procesie destylacji,
- Rozdzielacza warstw (dwufazowego kondensatu) – nie każda aparatura go posiada, ale z pewnością zalicza się on do standardowego wyposażenia.
Do właściwej kolby tak wprowadza się rurkę doprowadzającą strumień pary, dokładnie w ten sposób jak zostało to opisane na początku artykułu. Tradycyjnie stosowało się rurki z korkami i do dziś spotykamy się z takimi w np szkolnych laboratoriach, natomiast obecnie stosuje się raczej szklane nasadki do destylacji z parą (przykłady obecnie używanej aparatury laboratoryjnej znajdzesz pod adresem: https://danlab.pl/nasze-produkty/szk%C5%82o-laboratoryjne-i-drobny-asortyment-laboratoryjny/szklana-aparatura-laboratoryjna/). Metalowe kociołki zwykle są wyposażone w poziomowskazy i wysoką rurkę, która ogranicza wahania ciśnienia w środku, aby nie doprowadzić do uszkodzenia aparatury czy wybuchu – zapobiega ona tez wylewaniu wrzącej wody do strumienia pary. Co jest dość ważne – zaraz po zakończeniu należy tę rurkę wysunąć ponad poziom cieczy, żeby nie zassać jej z kolby do kociołka. Owy kociołek tradycyjnie zwany jest alembikiem – przypomina od warnik stosowany przez niegdysiejszych gorzelników. Do jego kadzi przymocowana jest „łabędzia szyja”, która jest wstępną, powietrzną chłodnicą – następnie chłodzenie już odbywa się w wężownicach w zbiornikach z wodą. Tak jak zostało to opisane na początku artykułu – wreszcie dwufazowy kondensat spływa do separatorów, które mogą różnie wyglądać w zależności od tego na jaką aparaturę się zdecydujemy.
