Bagaimana Distilasi Fraksi Bekerja?

Destilasi adalah proses pemisahan dua zat cair atau lebih berdasarkan perbedaan titik didihnya. Namun, ketika titik didih cairan sangat mirip, pemisahan dengan distilasi normal menjadi tidak efektif atau tidak mungkin. Distilasi fraksional adalah proses distilasi yang dimodifikasi yang memungkinkan pemisahan cairan dengan titik didih yang sama.

Titik didih cairan adalah suhu di mana ia berubah menjadi uap. Cairan mempertahankan titik didih karakteristiknya bahkan ketika dicampur dengan cairan lain. Ini mewakili prinsip dasar distilasi bahwa cairan dapat dipisahkan dengan mengubah cairan dengan titik didih terendah menjadi uap, kemudian mengubah uap itu kembali ke keadaan cair setelah dipindahkan ke yang terpisah wadah.

Dalam proses distilasi, campuran cairan ditempatkan dalam labu didih, yang dihubungkan ke kolom pendingin yang disebut kondensor, ujung yang berlawanan terhubung ke labu penerima. Kondensor duduk horizontal dengan sedikit kemiringan ke bawah sehingga uap yang mencapai kondensor dan diubah kembali menjadi cairan dapat dikumpulkan di labu penerima. Departemen kimia di Wake Forest College menyediakan diagram pengaturannya. Pada penyelesaian distilasi, cairan dengan titik didih terendah berakhir di labu penerima (dan disebut "distilat") dan cairan dengan titik didih lebih tinggi tetap berada di labu didih.

Pengaturan distilasi fraksional mencakup kolom tambahan yang diletakkan secara vertikal di atas labu didih dan yang terhubung dengan kondensor. Tujuannya adalah untuk meningkatkan jarak yang harus ditempuh uap untuk mencapai kondensor. Kolom biasanya dikemas dengan manik-manik kaca atau potongan keramik untuk meningkatkan luas permukaan yang harus bersentuhan dengan uap saat diangkut ke kondensor.

Selama distilasi normal, sejumlah besar cairan dengan titik didih lebih tinggi juga akan menguap dan dipindahkan ke labu pengumpul, yang pada dasarnya menjadi pengotor dalam produk sulingan. Ini terutama bermasalah ketika cairan yang dipisahkan memiliki titik didih yang sama. Semakin luas permukaan semakin tinggi kontak cairan mendidih di sepanjang jalan, semakin besar kemungkinan untuk mengembun kembali ke cairan dan kembali ke labu didih. Distilasi fraksional menggunakan peningkatan luas permukaan ini untuk meningkatkan efisiensi distilasi.

Dua aplikasi utama distilasi fraksional adalah pemurnian minyak mentah dan pembuatan minuman beralkohol (minuman beralkohol).

Minyak mentah mengandung banyak bahan kimia yang berbeda, banyak di antaranya memiliki titik didih yang sama. Kilang memisahkan bahan kimia ini dengan titik didih menjadi berbagai produk. Fraksi dengan titik didih lebih rendah menjadi gas petroleum atau bensin, fraksi dengan titik didih menengah menjadi bahan bakar minyak, solar, atau minyak tanah, dan fraksi dengan titik didih tertinggi menjadi lilin parafin atau aspal.

Fermentasi gula menjadi alkohol berhenti ketika kandungan alkohol mendekati 13 persen karena ragi tidak dapat bertahan pada konsentrasi alkohol yang lebih tinggi. Titik didih alkohol (78,5 derajat Celcius) dan air (100 derajat Celcius) cukup mirip sehingga penyulingan harus menggunakan distilasi fraksional untuk mengonsentrasikan alkohol hingga sekitar 50 persen (yang kemudian disebut "roh").

Proses penyulingan di kilang minyak mengkonsumsi 2 barel minyak dalam energi untuk setiap 100 barel minyak sulingan.