Już w którymś miejscu wyjaśniałem, na czym polega destylacja. Proces nie jest tak prosty, że mamy dwa składniki o Twrz 79 i 100 st. C., podgrzewamy, oddestylowuje składnik lżejszy, wyczerpuje się w kotle, zaczyna wrzeć składnik cięższy itd.Zombi32 pisze: Teraz jeszcze takie bardziej teoretyczne dywagacje.
Jak to jest z tą destylacją tego pierwszego maceratu? Czy ona przypadkiem nie oddziela nam alko od wszelkich substancji jak tujon? A to o niego nam przecież chodzi w absyncie. Tujon ma temperaturę wrzenia koło 200*C. Skoro podstawą destylacji alko od wody jest różnica w temp wrzenia to czy tu nie jest analogicznie i czy (prawie) cały tujon nie pozostaje w KOTLE? Względnie w tych żółtych mętnych pogonach (tujon nie rozpuszcza się w wodzie więc będzie powodował zmętnienie mieszanin o niższej zawartości alko) w takim wypadku tujon w produkcie finalnym pochodziłby głównie z drugiej maceracji..
Destylacja to metoda rozdziału mieszanin opierająca się, owszem, na różnicy temperatur wrzenia (czy ściślej mówiąc, na różnicy prężności pary nasyconej rozdzielanych związków), ale nie odbywa się to w sposób skokowy, jak w przykładzie wyżej, tylko płynnie, z ciągle zmieniającym się składem mieszaniny w kotle i pary płynącej do chłodnicy.
Do zrozumienia podstaw procesu potrzebna jest choćby elementarna wiedza o chemii fizycznej, bez której trudno wyjaśniać naturę procesu. Bo nie da się tego zrobić "łopatologicznie", bez odwoływania się do choćby takich uproszczeń jak prawo Raoulta.
Postaram się przedstawić to najprościej, jak można bez zakłamań. Załóżmy mieszaninę dwuskładnikową A+B, dla uproszczenia, może być wodny roztwór etanolu, żeby temat był bliski sercom naszym. Zaczynamy ogrzewać roztwór, temperatura jego wzrasta aż do osiągnięcia temperatury wrzenia. Jakiej? Ani składnika A, ani składnika B, sprawa nie jest taka prosta. Ściśle rzecz ujmując, temperatura wzrasta aż do temperatury, w której prężność pary nasyconej nad mieszaniną równa się ciśnieniu atmosferycznemu. Teraz przydaje się prawo Raoulta, które wyjaśnia jaka właściwie jest prężność pary nad mieszaniną. Okazuje się, że jest ona sumą prężności pary czystego składnika A przemnożonej przez zawartość skł. A w mieszaninie oraz prężności pary składnika B przemnożonej przez zawartość skł. B w mieszaninie.
p(AB) = p(A) * x(A) + p(B) * x(B), gdzie:
p(...) - prężność pary nasyconej składnika ...
x(...) - zawartość składnika ... [właściwie: ułamek molowy; ważne jest to, że dla mieszaniny A+B zachodzi: x(A) + x(B) = 1]
Piszę: zawartość dla uproszczenia. Nie chodzi tu bowiem ani o procent objętościowy, ani masowy, ale o ułamek molowy, którego to pojęcia nie chcę używać, żeby nie musieć go wprowadzać, tłumaczyć co ono oznacza, bo to by wymagało dalszych komplikacji; dociekliwi doczytają sobie i wtedy w pełni zrozumieją co i jak.
Widzimy więc, że w pewnej temperaturze ciecz w kotle zaczyna wrzeć. Co się wówczas dzieje? powstaje para, która opuszcza kocioł i przepływa do chłodnicy. Jaki jest jej skład, taki jak cieczy wrzącej? Wiemy, że nie. Jest ona bogatsza w składnik bardziej lotny (powiedzmy: A), a uboższa w składnik cięższy (powiedzmy: B). Daje się ten skład prosto obliczyć, korzystając z podanego wyżej prawa po prostych przekształceniach. Nie będę wchodził w szczegóły i podawał wzoru, bo nie jest to potrzebne (znowu: dociekliwi odnajdą źródła i dowiedzą się). Chcę tylko, aby natura zjawiska została zrozumiana, bez zbędnego utrudniania.
Czy jednak skład pary, zależny wszak od składu cieczy, będzie stały? Byłoby tak, gdyby skład pary był taki sam jak skład cieczy: wówczas ani jeden, ani drugi nie zmieniał by się w trakcie destylacji. Wiemy jednak, że para jest bogatsza w składnik A. Zatem po oddestylowaniu małej (ściśle: infinitezymalnej) ilości mieszaniny, skład w kotle zmieni się: ubędzie trochę składnia B i dużo więcej składnika A, a więc zmieni się prężność pary nad mieszaniną, przez to także i temperatura wrzenia (wzrośnie) oraz skład samej pary (zwiększy się zawartość B kosztem A). Znowu, w nowych warunkach oddestyluje niewielka ilość mieszaniny i zajdą wymienione zmiany. I tak aż do wyczerpania cieczy wrzącej.
Jakie są z tego wnioski? Przede wszystkim, że za pomocą destylacji różniczkowej (tzw. "prostej") nie da się dokładnie rozdzielić dwóch substancji, wymagałoby to bowiem nieskończenie wielu aktów destylacji. Da się to zrobić natomiast w kolumnie o dużej liczbie półek teoretycznych, gdzie podczas pozornie jednego procesu odbywają się tak naprawdę niezliczenie wiele razy jednostkowe akty skroplenia i odparowania. Wszystko dzięki wypełnieniu o rozwiniętej powierzchni.
Tujon (i inne składniki olejków eterycznych) destylują już od pierwszych kropel w odbieralniku, mimo że ich normalne temperatury wrzenia to często ponad 200 st. C. Dlaczego? Wszystko jest wyjaśnione powyżej, należy tylko rozszerzyć sobie mieszaninę dwuskładnikową do wieloskładnikowej, wszystko jest analogicznie.
Nie odrzucałbym pierwszych 50 ml przy destylacji absyntu. Przedgonu tam nie ma, bo niczego nie fermentowaliśmy, a wylewamy, że tak powiem, sam kwiat olejków eterycznych.
_______________________
Mam nadzieję, że to pozwoli miłym Kolegom na lepsze zrozumienie co tak naprawdę dzieje się w aparacie podczas destylacji i dlaczego alkohol nie odparowuje cały na początku, mimo niższej o 21 stopni temperatury wrzenia w stosunku do wody.
Pozdrawiam serdecznie!
PS. Łatwo zauważyć, że przedstawiony mechanizm wyjaśnia zjawisko powstawania mieszanin azeotropowych, takich jak np. woda i etanol w stosunku objętościowym ok. 5 : 95. Dzieje się tak ponieważ po osiągnięciu tego stosunku skład cieczy i pary jest taki sam, a więc odbieranie pary nie doprowadza do zmiany składu cieczy wrzącej, można więc destylować w nieskończoność, a to i tak nic nie zmieni.