Der Siedepunkt von Ethanol in einem Rotationsverdampfer wird durch das angelegte Vakuum beeinflusst, das den Siedepunkt im Vergleich zu seinem Standardsiedepunkt von 78,37 °C bei Umgebungsdruck deutlich absenkt.In einem Rotationsverdampfer kann der Siedepunkt von Ethanol unter bestimmten Vakuumbedingungen auf etwa 25-30 °C gesenkt werden.Beispielsweise siedet Ethanol bei 30°C unter einem Druck von 123 mbar und bei 25°C unter 95 mbar.Die Wasserbadtemperatur wird in der Regel etwa 20 °C höher als die gewünschte Dampftemperatur eingestellt, um eine effiziente Verdampfung und Lösungsmittelrückgewinnung zu gewährleisten.Die Temperatur des Verflüssigers wird etwa 20 °C niedriger als die Dampftemperatur eingestellt, um eine effektive Kondensation zu gewährleisten.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
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Auswirkung von Vakuum auf den Siedepunkt:
- In einem Rotationsverdampfer wird der Siedepunkt von Ethanol durch das Anlegen eines Vakuums gesenkt.Dadurch kann Ethanol bei einer viel niedrigeren Temperatur als seinem Standardsiedepunkt von 78,37 °C bei Umgebungsdruck verdampfen.
- Die Senkung des Siedepunkts ist auf den niedrigeren Umgebungsdruck zurückzuführen, der die für den Übergang der Lösungsmittelmoleküle von der flüssigen in die Gasphase erforderliche Energie verringert.
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Empfohlene Dampftemperatur:
- Die empfohlene Dampftemperatur für Ethanol in einem Rotationsverdampfer liegt in der Regel zwischen 15-20°C.Dieser Bereich wird gewählt, um Lösungsmittelverluste zu vermeiden und eine effiziente Rückgewinnung zu gewährleisten.
- Das Sieden von Ethanol bei 30°C erfordert einen Druck von 123 mbar, während das Sieden bei 25°C einen Druck von 95 mbar erfordert.Diese Bedingungen können mit dem Vakuumsystem eines Rotationsverdampfers erreicht werden.
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Wasserbad-Temperatur:
- Die Wasserbadtemperatur wird in der Regel etwa 20°C höher als die gewünschte Dampftemperatur eingestellt.Liegt die angestrebte Dampftemperatur für Ethanol bei 25 °C, wird das Wasserbad auf etwa 45 °C eingestellt.
- Dieser Temperaturunterschied stellt sicher, dass das Ethanol ausreichend erhitzt wird, um am reduzierten Siedepunkt zu verdampfen, während gleichzeitig eine übermäßige Hitze vermieden wird, die zu Lösungsmittelverlust oder -abbau führen könnte.
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Temperatur des Verflüssigers:
- Die Temperatur des Kondensators wird etwa 20°C niedriger als die Dampftemperatur eingestellt, um eine effektive Kondensation des verdampften Ethanols zu gewährleisten.Bei einer Dampftemperatur von 25 °C würde der Kondensator auf etwa 5 °C eingestellt.
- Diese Temperatureinstellung trägt dazu bei, dass der Ethanoldampf effizient in flüssige Form zurückgewonnen wird und der Lösungsmittelverlust minimiert wird.
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Praktisches Beispiel:
- Bei der Ethanolextraktion wird der Kühler in der Regel auf etwa 0 °C eingestellt, und die Badtemperatur beträgt normalerweise etwa 50 °C.Diese Einstellung entspricht der 20/40/60-Regel, die vorschlägt, die Badtemperatur etwa 20 Grad höher als die gewünschte Dampftemperatur und die Kondensatortemperatur etwa 20 Grad niedriger einzustellen.
- Diese Konfiguration gewährleistet, dass das Ethanol effizient verdampft und kondensiert wird, mit minimalem Verlust und optimaler Rückgewinnung.
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Energie- und Zeiteffizienz:
- Die Herabsetzung des Siedepunkts von Ethanol durch Vakuumanwendung verhindert nicht nur den thermischen Abbau, sondern spart auch Zeit und Energie während des Verdampfungsprozesses.Dies ist vor allem in Laboratorien von Vorteil, in denen möglicherweise mehrere Proben verarbeitet werden müssen.
Wenn man diese Schlüsselpunkte versteht, kann man einen Rotationsverdampfer für die Ethanolextraktion effektiv einrichten und eine effiziente und sichere Lösungsmittelrückgewinnung gewährleisten.Das Zusammenspiel von Vakuumdruck, Dampftemperatur, Wasserbadtemperatur und Kondensatortemperatur ist entscheidend für die Optimierung des Prozesses.
Zusammenfassende Tabelle:
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Standard Siedepunkt | 78,37°C bei Umgebungsdruck |
| Siedepunkt unter Vakuum | 25-30°C (95-123 mbar) |
| Wasserbad-Temperatur | 20°C höher als die Dampftemperatur |
| Temperatur des Verflüssigers | 20°C niedriger als die Dampftemperatur |
| Empfohlene Dampftemperatur. | 15-20°C |
| Praktisches Beispiel | Bad:50°C, Kühler: 0°C |
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