Destillation mit Wärme oder Vakuumdestillation?
Was ist vom Energieverbrauch her gesehen effizienter?
7 Antworten
Eindeutig Vakuumdest.
Bei beiden Methoden muss man die Verdampfungsenthalpie aufbringen, die bei niedriger Temp. im Vakuum zwar nominell leicht steigt, aber dafür spart man sich die Energie, um die Flüssigkeit auf Siedetemperatur bei Atmosphärendruck zu erwärmen.
Wenn man den Druck soweit senkt, dass die Siedetemperatur unter der Umgebungstemperatur liegt, kann man die erforderliche Verdampfungsenthalpie sogar aus der Umwelt ziehen, ohne dass man eine Primärenergie einsetzen muss. Dann wird richtig gespart.
Was meinst Du mit "aus der Umwelt ziehen"?
Und wie hoch wäre theoretisch der Wirkungsgrad?
Wenn man den Druck soweit erniedrigt, dass der Siedepunkt unter der Umgebungstemperatur liegt, braucht man theoretisch nicht zu heizen. Dann kann man die erforderliche Verdampfngsenthalpie aus der Umwelt entnehmen. Aber wie oben schon gesagt, das bezahlt man mit einem Mehraufwand an Kühlung.
Den theoretischen Wirkungsgrad kann ich jetzt nicht so mal eben angeben, müsste ich selber nachgucken.
Weiß ich nicht, gibts sicherlich auch in unterschiedlichen Größen. Standard ist das Verfahren z.B. zur Trinkwassererzeugung aus Meerwasser auf Schiffen, wobei da auch Membrananlagen zum Einsatz kommen.
Das ist flexibel. Von ner Wasserstrahlpumpe für 10€ bis zur Hochvakuumpumpe für x-tausende Euros gibts da alles.
Wofür brauchst du denn, bzw. was willst du destillieren?
Wenns nur um Lösungsmittelabtrennung geht, ist ein Vakuumrotationsverdampfer die effizienteste und beste Wahl. Nen neuer als Komplettset dürfte so 1000-5000€ neu kosten.
Bei der Frage, ob man unter Normaldruck oder Vakuum arbeitet, geht es eigentlich darum, ob die Substanz, die du gewinnen willst, thermisch stabil ist, also ob die Substanz die hohe Temperatur bei Normaldruckdestillation überhaupt aushält, ohne kaputt zu gehen. Bei den Vakuumpumpen gibt es Membranpumpen (geringes Vakuum, aber auch geringere Energiekosten), Ölpumpen (Vakuum schon besser) oder Quecksilberdampfpumpen (Vakuum nahe Null - besser als im Weltall). Ob eine Vakuumdestillation energieeffizienter ist als eine Normaldruckdestillation, auch wenn sie dann bei Raumtemperatur (sprich 25°C) stattfinden kann, wage ich zu bezweifeln.
Der Energieverbrauch ist derselbe. Die Frage wäre eher welche Energie günstiger zu haben ist.
Wärmeenergie ist relativ teuer; wenn man Sie durch Vakuumdestillation verringern kann könnte es billiger werden, aber nur dann, wenn die Energiekosten für das Vakuum (z.B. die kinetische Energie des Wassers für eine Wasserstrahlpumpe zur Unterdruckerzeugung kostet das Wassergeld) günstiger sind als die Wärmeenergiekosten.
Vakuumdestillation wird nicht wegen der Kosten durchgeführt, sondern weil es schonender ist und über einen Druckgradienten eventuell auch besser fraktioniert werden kann.
Nur das Wasserstrahlpumpen aufgrund der nicht geraden umweltfreundlichen Bedingungen verboten wurden..
Du verwechselst da den vorauseilenden Gehorsamen der Politisch Korrekten die sich an irgendwelchen universitären Laborordnungen vergangen haben mit der Realität.
Wasserstrahlpumpen sind nicht verboten und überall (vom Laborbedarfshandel bis zu Amazon) erhältlich.
Dass beim kompletten Einhalten aller, auch der letzten völlig verblödeten, "Umweltschutzregeln" kaum noch Basis-Laborarbeit möglich ist, raffen unserer überregulierenden Bürokraten und Umweltkapos sowieso nicht (wäre ihnen vielleicht sogar recht).
Vakuum, und nicht nur wegen dem Energieverbrauch. Es gilt denoch ; je kürzer desto weniger Energieverbraucht und schonender für das Produkt.
Das zu destillierende Produkt wird weniger beansprucht und bleibt somit stabiler, heisst dein Produkt (was auch immer) wird mehr geschont und bleibt besser intakt. Thermale veränderungen können bestimmte Stoffe kaputt machen, Vakuum ist somit der Schongang.
Es kommt darauf an, welchen Siedepunkt Deine Substanz hat. Ab einer bestimmten Temperatur, vielleicht 300*C bei Normaldruck ist es evtl. effizienter, mit Vakuumdestillation zu arbeiten.
Bei einer Vakuumdestillation braucht man aber eine effektive Kühlung, damit in der Vorlage überhaupt etwas landet. Besonders dann, wenn die Siedetemperatur durch das Vakuum auf oder unter die Umgebungstemperatur herabgesetzt wird.