La pressione in una colonna di distillazione sotto vuoto varia in genere da 10 a 40 mmHg.
Si tratta di circa il 5% della pressione atmosferica.
Questa bassa pressione è fondamentale per mantenere basse le temperature di esercizio.
In genere, queste temperature sono inferiori a 370-380 °C.
Ciò consente di evitare la degradazione termica dei materiali trattati.
Comprendere la pressione nelle colonne di distillazione sottovuoto
1. Funzionamento a bassa pressione
Il processo di distillazione sotto vuoto opera a pressioni significativamente ridotte rispetto alle condizioni atmosferiche.
Questo risultato è ottenuto grazie all'impiego di pompe per vuoto.
Queste pompe abbassano la pressione all'interno della colonna di distillazione fino all'intervallo specificato di 10-40 mmHg.
Questa riduzione di pressione è essenziale perché consente ai liquidi di bollire a temperature più basse.
Ciò è particolarmente importante per i materiali sensibili al calore che potrebbero degradarsi a temperature più elevate.
2. Impatto sui punti di ebollizione
Al diminuire della pressione, diminuisce anche il punto di ebollizione di un liquido.
Questo principio è fondamentale per la distillazione sotto vuoto.
Operando a queste basse pressioni, la distillazione può essere condotta a temperature inferiori a quelle richieste dalla pressione atmosferica.
In questo modo si preserva l'integrità dei materiali da distillare.
3. Progettazione e funzionamento della colonna
Le condizioni di bassa pressione delle colonne di distillazione sotto vuoto richiedono diametri elevati.
Ciò serve a contenere l'aumento del volume di vapore formato per ogni volume di liquido distillato.
Questa caratteristica progettuale è evidente nelle colonne che possono avere diametri di 15 metri o più e altezze fino a circa 50 metri.
Queste dimensioni sono necessarie per gestire grandi portate di alimentazione e garantire una separazione efficiente dei componenti.
4. Distillazione molecolare
A pressioni ancora più basse, in genere inferiori a 0,01 torr (1,3 Pa), si utilizza la distillazione molecolare.
Questo processo opera nel regime di flusso molecolare libero.
In questo caso, il percorso libero medio delle molecole è paragonabile alle dimensioni dell'apparecchiatura.
La fase gassosa esercita una pressione minima sulla sostanza.
La velocità di evaporazione diventa indipendente dalla pressione.
Questo metodo è particolarmente efficace per la purificazione di oli e altri materiali sensibili al calore.
Consente tempi di riscaldamento molto brevi e danni termici minimi.
5. Applicazione nella raffinazione del petrolio
Nelle raffinerie di petrolio, la distillazione sotto vuoto viene utilizzata per distillare ulteriormente l'olio residuo dalla colonna di distillazione atmosferica.
Le condizioni di bassa pressione impediscono all'olio di fessurarsi alle alte temperature.
Ciò è fondamentale per mantenere la qualità e la resa dei prodotti finali.
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