Definition Homogene flüssige Stoffgemische aus zwei oder mehr Komponenten können durch Destillation getrennt werden, sofern sich die Zusammensetzung der Gasphase über der flüssigen Phase von der Zusammensetzung der flüssigen Phase unterscheidet. Destillation bedeutet das teilweise Verdampfen der Flüssigkeit gefolgt von der partiellen oder totalen Kondensation der entstandenen Dämpfe. Phasen Ob ein bestimmter Stoff fest, flüssig oder gasförmig (d.h. als Dampf) vorliegt, hängt ausschließlich von Temperatur und Druck ab. Die Destillation nutzt die Phasenübergänge  zur An- oder Abreicherung einer der in einem Gemisch vorliegenden Stoffe. Siedetemperatur Die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit siedet, hängt vom Umgebungsdruck ab. Praktisch kann man diesen Effekt auf dem Gipfel hoher Berge erleben. Dort kocht Wasser nicht bei 100 °C sondern bei deutlich niedrigeren Temperaturen (auf dem Mount Everest z.B. bereits bei ca. 70 °C). Ursache dafür ist der mit zunehmender Höhe abneh-mende Luftdruck. Die Abhängigkeit der Siedetemperatur vom Druck wird in Siedekurven dargestellt (siehe nebenstehendes Beispiel). Die Vakuum-Destillation nutzt diese Abhängigkeit, um Stoffgemische bei niedrigem Druck – d.h. im Vakuum – und damit bei niedrigen Temperaturen zu verdampfen und zu kondensieren. Der Vorteil der Vakuum-Destillation liegt nun genau in diesen niedrigen Temperaturen, da die thermische Belastung des zu destillierten Stoffgemischs dabei deutlich reduziert werden kann. Stoffe, die bei erhöhten Temperaturen in ihrer chemischen Struktur - z.B. durch Zersetzung oder Polymerisation - beeinträchtigt werden, können mit Hilfe der Vakuum-Destillation schonend, d.h. mit geringer thermischer Belastung, getrennt werden. Vakuumbereiche Die Anlagen der UIC GmbH arbeiten überwiegend im Bereich | | - | des Grobvakuums (Druckbereich zwischen 1000 mbar und 1 mbar) und | | - | des Feinvakuums (Druckbereich zwischen 1 mbar und 0,001 mbar). | Im Grobvakuum liegt die mittlere freie Weglänge (das ist die durchschnittliche Entfernung, die ein Dampfmolekül zurücklegt, bevor es mit einem anderen Molekül kollidiert) unterhalb von 0,1 mm und die Gasströmung kann mit Hilfe von Gleichungen für die „viskose Strömung“ beschrieben werden. Im Feinvakuum reicht die mittlere freie Weglänge in den Bereich von wenigen Zentimetern. Es gelten dann nicht mehr die Gesetze der „viskosen Strömung“ aber auch noch nicht der „Molekularströmung“. Es handelt sich vielmehr um einen Zwischenbereich, der als „Knudsenströmung“ bezeichnet wird. Der Vakuumbereich und die dort vorliegende Art der Gasströmung ist von großer Bedeutung für die Auslegung von Vakuumapparaten. Während z.B. im Grobvakuum recht kleine Rohrdurchmesser für den Transport von Dämpfen eingesetzt werden können, sind im Feinvakuum deutlich größere Durchmesser für den gleichen Massentransport erforderlich, da der Strömungswiderstand in diesem Druckbereich exponentiell mit kleiner werdendem Durchmesser ansteigt. Die Dünnschicht-Verdampfer der UIC GmbH werden überwiegend im Bereich des Grobvakuums eingesetzt, während Kurzweg-Destillatoren ihre besonderen Vorteile im Bereich des Feinvakuums haben. In beiden Fällen erfolgt die Verdampfung aus einer dünnen Schicht heraus, man spricht dann von einer Film-Verdampfung. |