Was ist Chargendestillation?
Bei der Chargendestillation werden zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkten erhitzt, verdampft und dann abgekühlt, um ein neues Produkt mit einer höheren Konzentration in einer der beiden Flüssigkeiten zu erhalten. Während einer diskontinuierlichen Destillation werden keine neuen Flüssigkeiten in das Heizgefäß gegeben, so dass sich die Produktkonzentration im Laufe der Zeit ändert, wenn die Mischung gekocht und das Endprodukt entfernt wird. Pilotanlagenbetriebe, Pharmazeutika und Spezialchemieanwendungen verwenden üblicherweise die Chargendestillation, um die Qualität kleiner Produktmengen zu kontrollieren.
Ein diskontinuierliches Destillationssystem kann ein Heizgefäß oder eine Destillationskolonne enthalten, die so einfach wie ein leeres Rohr oder eine komplexe Kolonne mit Böden oder Füllkörpern sein kann, einen Flüssigkeitskondensator, der eine Wasser- oder Luftkühlung verwendet, sowie Endproduktsammelleitungen und -speicher. Das noch erhitzte flüssige Gemisch wandert dann durch das Steigrohr oder die Säule zum Kondensator. Typischerweise wird Wasser verwendet, um den Kondensator zu kühlen, und es wird zugelassen, dass ein Teil oder das gesamte flüssige Kondensat durch die Säule zurückfällt, eine als Rückfluss bekannte Technik. Batch-Systeme, die die gesamte kondensierte Flüssigkeit in die Säule zurückführen, werden als Total-Reflux-Systeme bezeichnet.
Ein Vorteil der Verwendung von Bodenkolonnen für die Chargendestillation besteht darin, dass die Produktzusammensetzung an jeder Bodenposition leicht unterschiedlich ist. Produktsammelleitungen können an jeder Behälterposition installiert werden, und ein Endprodukt kann erhalten werden, indem Destillat von einem Behälter oder einer Anzahl von Behältern entnommen wird. Da sich die Zusammensetzung des Standbilds während des Durchlaufs ändert, können die Sammelstellen geändert werden, um die gewünschte Produktqualität beizubehalten.
Eine übliche Anwendung der Chargendestillation ist die Herstellung von Whisky und anderen Spirituosen. Das fermentierte Getreide-Wasser-Gemisch wird in die Destille gegeben und zum Kochen gebracht. Der aus dem siedenden fermentierten Getreide resultierende Dampf hat einen höheren Alkoholgehalt als die Getreidemischung, da der Alkohol einen niedrigeren Siedepunkt als Wasser hat und in größerem Maße als das Wasser verdampft. Der aufsteigende Dampf kondensiert zu einer Flüssigkeit, die ein Gemisch aus Alkohol und Wasser ist, und zusätzliche Chargendestillationen dieses Alkohol-Wasser-Gemisches erhöhen den Alkoholgehalt noch weiter. Das Destillat mit dem gewünschten Alkoholgehalt wird gesammelt, gelagert und gealtert, um die Anforderungen des Brenners zu erfüllen.
Hochwertige Arzneimittel profitieren von diskontinuierlichen Destillationsprozessen. Die Produktqualitätskontrolle ist für die Arzneimittelherstellung von entscheidender Bedeutung, und durch Chargendestillation können kleine Mengen hergestellt und mit den Produktspezifikationen abgeglichen werden, ohne dass große Mengen an qualitativ minderwertigem Produkt riskiert werden. Batch-Systeme bieten auch eine einfachere Methode zur Anpassung der Arzneimittelproduktion, da kleine Änderungen an den Batch-Chemikalien vorgenommen werden können oder das Destillationssystem an Temperatur, Rückfluss oder Betriebsdruck angepasst werden kann, um die Endproduktspezifikationen zu variieren.