Che cos'è la distillazione batch?
La distillazione in lotti è un processo in cui due liquidi con diversi punti di ebollizione vengono riscaldati, vaporizzati e quindi raffreddati per ottenere un nuovo prodotto con una concentrazione superiore in uno dei due liquidi. Durante una distillazione discontinua, non vengono aggiunti nuovi liquidi al recipiente di riscaldamento, quindi nel tempo la concentrazione del prodotto cambierà quando la miscela viene bollita e il prodotto finale viene rimosso. Le operazioni di impianti pilota, le applicazioni farmaceutiche e chimiche speciali utilizzano comunemente la distillazione in lotti per controllare la qualità di piccole quantità di prodotto.
Un sistema di distillazione batch può contenere un vaso di riscaldamento o ancora, una colonna di distillazione che può essere semplice come un tubo vuoto o una colonna complessa con vassoi o imballaggi, un condensatore liquido che utilizza il raffreddamento ad acqua o ad aria e linee di raccolta e stoccaggio del prodotto finale. Riscalda ancora la miscela liquida, che viaggia attraverso il riser o la colonna fino al condensatore. L'acqua viene in genere utilizzata per raffreddare il condensatore e una parte o tutta la condensa liquida può ricadere attraverso la colonna, una tecnica nota come reflusso. I sistemi batch che restituiscono tutto il liquido condensato alla colonna vengono definiti sistemi a riflusso totale.
Un vantaggio dell'utilizzo delle colonne del vassoio per la distillazione in lotti è che la composizione del prodotto è leggermente diversa in ciascuna posizione del vassoio. Le linee di raccolta del prodotto possono essere installate in ogni posizione del vassoio e un prodotto finale può essere ottenuto prendendo il distillato da un vassoio o un numero di vassoi. Man mano che la composizione dei fermi cambia durante la corsa, i punti di raccolta possono essere modificati per mantenere la qualità del prodotto desiderata.
Un'applicazione comune della distillazione discontinua è la produzione di whisky e altri alcolici. La miscela fermentata di grano e acqua viene posta nell'impasto fermo e lasciata bollire. Il vapore risultante dal grano fermentato in ebollizione ha un contenuto alcolico più elevato rispetto alla miscela di cereali, poiché l'alcol ha un punto di ebollizione inferiore rispetto all'acqua e vaporizza in misura maggiore rispetto all'acqua. Il vapore in aumento si condensa in un liquido che è una miscela di alcool e acqua e ulteriori distillazioni batch di questa miscela di acqua e alcol aumenteranno il contenuto di alcol ancora più in alto. Il distillato con la gradazione alcolica desiderata viene raccolto, conservato e invecchiato per soddisfare le esigenze del distillatore.
I prodotti farmaceutici di alto valore traggono vantaggio dai processi di distillazione batch. Il controllo della qualità del prodotto è fondamentale per la produzione di farmaci e la distillazione in lotti consente di fabbricare e verificare piccole quantità rispetto alle specifiche del prodotto senza rischiare grandi quantità di prodotto di bassa qualità. I sistemi batch forniscono anche un metodo più semplice per personalizzare la produzione di farmaci, poiché è possibile apportare piccole modifiche alle sostanze chimiche in lotti o il sistema di distillazione può essere regolato per temperatura, reflusso o pressione di esercizio per variare le specifiche del prodotto finale.