Distillation
Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Une colonne à distiller au musée Stella Matutina de Saint-Leu, à la Réunion.
Une colonne à distiller au musée Stella Matutina de Saint-Leu, à la Réunion.

La distillation est un procédé de séparation de substances, mélangées sous forme liquide. Elle consiste à porter le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une...) à ébullition (L’ébullition est la formation de bulles lors d’un changement violent d’un corps de l’état liquide vers l’état vapeur. Ce phénomène est une vaporisation.) et à recueillir une fraction légère appelée distillat, et une fraction lourde appelée résidu. C'est d'ailleurs ce procédé qui fait en sorte que le sel des mers (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) ne s'évapore pas avec l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.).

Histoire

La distillation (La distillation est un procédé de séparation de substances, mélangées sous forme liquide. Elle consiste à porter le mélange à ébullition et à recueillir une...) a été découverte par les Romains il y a plus de 2 000 ans et portée à l'état d'art par les moines du Moyen Âge.

La distillation la plus simple, à l'application la plus connue (alambic), a été étudiée par Rayleigh au début du XXe siècle.

La technique de l'alambic (Un alambic est un appareil destiné à la séparation de produits par chauffage puis refroidissement (distillation).) avait été développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de...) par l'alchimiste Jabir ibn Hayyan vers l'an 800. Il a développé plusieurs autres appareils dont certains sont encore utilisés en chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles...).

Détails techniques

Distillation simple sans la colonne à fractionner, souvent utilisée par les chimistes.  1. source de chaleur (ici, un brûleur Bunsen) 2. ballon à distiller 3. tête de distillation 4. thermomètre 5. réfrigérant à eau 6. entrée d'eau de refroidissement 7. sortie d'eau de refroidissement 8. ballon de réception des gouttes de distillat 9. vers une pompe à vide éventuelle 10. adaptateur pour la pompe à vide
Distillation simple sans la colonne à fractionner, souvent utilisée par les chimistes.
1. source de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) (ici, un brûleur Bunsen)
2. ballon à distiller
3. tête de distillation
4. thermomètre (Un thermomètre est un appareil qui sert à mesurer et à afficher la valeur des températures. C'est le domaine d'étude de la thermométrie.)
5. réfrigérant à eau
6. entrée d'eau de refroidissement
7. sortie d'eau de refroidissement
8. ballon de réception des gouttes de distillat
9. vers une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) à vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) éventuelle
10. adaptateur pour la pompe à vide

Le procédé utilise la différence de volatilité (En finance, la volatilité est une mesure de l'instabilité du cours d'un actif financier. Elle sert de paramètre de quantification du risque de rendement et de prix d'un...) (capacité à s'évaporer dépendant de la température) entre les constituants afin de les séparer : le plus volatil a une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante,...) d'ébullition plus basse que le moins volatil, etc. Ainsi, en chauffant le liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), chaque constituant va être séparé successivement (on parle de coupe de distillation). La vapeur () ainsi produite peut être condensée (distillat), et la substance restante est appelée résidu. Attention cependant, le distillat n'est pas toujours un produit pur. Il peut être un mélange défini de deux constituants (même non miscibles) : on parle d'azéotrope, ou de mélange azéotropique.

Procédé industriel

Colonnes de distillation industrielles
Colonnes de distillation industrielles

En procédé industriel et dans le cas d'une distillation discontinue, les premières vapeurs qui passent en tête de colonne sont appelées " têtes de distillation ", ensuite vient le cœur (souvent le cœur est la substance qui est recherchée dans le mélange introduit dans le distillateur), puis en fin de distillation apparaissent " les queues de distillation ".

Il existe aussi des techniques de distillation sous vide qui visent à abaisser les températures d'ébullition des différents constituants du mélange à distiller, et donc permettent ainsi d'éviter (ou de réduire) les risques de dégradation thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid,...). De même des distillations peuvent être effectuées sous pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) afin de permettre la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) de composés très volatils (i.e. gaz)

Lorsque les températures d'ébullition sont très voisines, on peut avoir intérêt à utiliser un processus de distillation fractionnée, qui consiste en plusieurs étapes de raffinements successifs. Il est également possible d'introduire une partie du distillat en tête de colonne (dans le cas d'une distillation continue) afin d'améliorer la pureté de la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) vapeur.

Page générée en 0.008 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique