Bei der Fraktionierung h\u00e4ufig genutzte Naturerscheinungen<\/h2>\n
Um Gemische zu trennen, nutzt die Chemie haupts\u00e4chlich physikalische Verfahren, die im Wesentlichen auf folgenden Naturerscheinungen beruhen:<\/p>\n
- \n
- dem Wechsel von Aggregatzust\u00e4nden bei unterschiedlichen Temperaturen (z.B. Destillation)<\/li>\n
- der unterschiedlichen L\u00f6slichkeit von Stoffen ineinander (z.B. Extraktion, F\u00e4llung, Absorption)<\/li>\n
- dem nat\u00fcrlichen Bestreben, unterschiedliche Konzentrationen auszugleichen (z.B. Diffusion, Osmose)<\/li>\n
- der selektiven Anreicherung von Stoffen an der Oberfl\u00e4che eines festen K\u00f6rpers (Adsorption)<\/li>\n
- dem unterschiedlichen Durchdringungsverm\u00f6gen von Partikeln oder Molek\u00fclen durch por\u00f6se Feststoffe (z.B. Filtration, Ultrafiltration)<\/li>\n<\/ul>\n
![\"Apparatur](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/Destillation.jpg\" "\\"F\u00fcr")
\u00a9 motortion – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n Die Naturerscheinungen bewirken in der Regel den Ausgleich von Unterschieden und f\u00fchren zu Zust\u00e4nden bei denen sich alles im Gleichgewicht befindet. Bei der Fraktionierung in der Chemie verschiebt die gezielte Einstellung der Prozessgr\u00f6\u00dfen (Konzentration, Temperatur und Druck) das Gleichgewicht in die gew\u00fcnschte Richtung. Gemische bilden dann getrennte Phasen aus, Stoffe reichern sich unterschiedlich stark in den einzelnen Phasen oder an den Grenzfl\u00e4chen an. Die Phasen unterscheiden sich zum Beispiel durch ihren Aggregatzustand (fest, fl\u00fcssig gasf\u00f6rmig) oder fehlende L\u00f6slichkeit ineinander (\u00d6l-Wasser). Sie separieren sich oft von selbst. Gase entweichen aus Fl\u00fcssigkeiten und k\u00f6nnen aufgefangen werden. Feststoffe sammeln sich als Bodensatz. Nicht ineinander l\u00f6sliche Fl\u00fcssigkeiten bilden getrennte Schichten. Andernfalls wird die Fraktionierung in Filtern, Abscheidern, Separatoren oder Zentrifugen zu Ende gef\u00fchrt.<\/p>\n
![\"Zentrifuge](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/Zentrifuge.jpg\" "\\"Mit")
\u00a9 tramster – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n Durchf\u00fchrung der Fraktionierung<\/h2>\n
Die Fraktionierung erfolgt in der Chemie h\u00e4ufig dadurch, dass verschiedene Trennungsverfahren nacheinander angewendet werden. Beispielsweise lassen sich Feststoffe aus einem Fl\u00fcssigkeitsgemisch abfiltrieren, anschlie\u00dfend ein gel\u00f6stes Salz durch F\u00e4llung aus der Fl\u00fcssigkeit verdr\u00e4ngen, das Salz in einem Filter zur\u00fcckhalten und schlie\u00dflich das verbleibende Fl\u00fcssigkeitsgemisch durch Destillation in seine Bestandteile trennen. Bei jedem Schritt entstehen zwei neue Fraktionen, die entweder die Endprodukte darstellen oder weiter aufbereitet werden. Beispiele f\u00fcr derartige Verfahren sind:<\/p>\n
- \n
- die Extraktion von Pflanzen\u00f6len aus Biomasse<\/li>\n
- die fraktionierte Destillation von Erd\u00f6l oder L\u00f6semittel-Gemischen<\/li>\n
- die Adsorption von organischen Schadstoffen an Aktivkohle zur Abwasserreinigung<\/li>\n
- die Adsorption von Wasserdampf an Kiesels\u00e4uregel zur Lufttrocknung<\/li>\n
- die Umkehrosmose zur Meerwasserentsalzung<\/li>\n<\/ul>\n
![\"Industrielle](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/Entsalzungsanlage.jpg\" "\\"In")
\u00a9 antonvimages – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n Extraktion von Pflanzen\u00f6len aus Biomasse<\/h2>\n
Bei der Extraktion von Pflanzen\u00f6len aus Biomasse werden die \u00f6lhaltigen Pflanzenteile mit Benzin oder Alkohol gemischt. Darin l\u00f6sen sich die \u00d6le auf. Nachdem die Feststoffe aus dem Gemisch herausgefiltert wurden, destilliert man die Fl\u00fcssigkeit. Dadurch gewinnt man reines \u00d6l. Mit dem Benzin verdampfen auch geringe Anteile vom \u00d6l. Das Dampfgemisch kondensiert in einem K\u00fchler und kann wieder zur Extraktion genutzt werden. Die Extraktion, also das gezielte Herausl\u00f6sen von Bestandteilen aus einem Gemisch, wird bei der Fraktionierung in der Chemie h\u00e4ufig angewendet. Gemische aus Fl\u00fcssigkeiten werden dabei mit einem L\u00f6sungsmittel versetzt, das zwar den ben\u00f6tigten Stoff aufl\u00f6st, sich aber mit den anderen Komponenten nicht mischt. Danach bilden sich zwei getrennte Fl\u00fcssigkeitsphasen und das L\u00f6sungsmittel kann zusammen mit dem extrahierten Stoff abgeschieden werden.<\/p>\n
![\"Pflanzen](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/Herstellung-aetherische-Oele.jpg\" "\\"Pflanzen\u00f6le")
\u00a9 motortion – stock-adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n Fraktionierte Destillation von Erd\u00f6l oder L\u00f6semittel-Gemischen<\/h2>\n
In der Chemie fallen h\u00e4ufig L\u00f6semittelgemische aus mehr als zwei Stoffen an. Solche Gemische entstehen auch in der Oberfl\u00e4chentechnik, zum Beispiel bei der Teilereinigung<\/a>, genauer gesagt der l\u00f6semittelbasierenden Teilereinigung<\/a>. Um L\u00f6semittel zu trennen kommt h\u00e4ufig die fraktionierte Destillation zum Einsatz. Dabei nutzt man die unterschiedlichen Dampfdr\u00fccke der Fl\u00fcssigkeiten aus. Sie bewirken, dass der Anteil an leichter siedenden Stoffen in der Dampfphase h\u00f6her ist als in der Fl\u00fcssigkeit. W\u00e4hrend das Fl\u00fcssigkeitsgemisch verdampft, steigt die Siedetemperatur an. Es gelangen immer mehr schwerer siedende Fl\u00fcssigkeiten in die Dampfphase. F\u00e4ngt man in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden den Dampf getrennt auf und kondensiert ihn, erh\u00e4lt man unterschiedliche Fraktionen, die nur einen oder wenige Stoffe des Ursprungsgemisches enthalten.<\/p>\n
![\"Industrielle](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/INDUSTRIELLE-TEILEREINIGUNG.jpg\" "\\"Industrielle")
<\/p>\nTechnische Umsetzung der fraktionierten Destillation<\/h2>\n
Technisch wird dieses Verfahren der Fraktionierung in Kolonnen umgesetzt. Dabei handelt es sich um senkrecht stehende, hohe Stahlt\u00fcrme, die am unteren Ende mit einem Verdampfer und am oberen Ende mit einem Kondensator ausgestattet sind. Im Inneren befinden sich in der Regel F\u00fcllk\u00f6rper. W\u00e4hrend der erzeugte Dampf nach oben steigt, rieselt ein Teil des Kondensats herab. Zwischen den beiden Phasen erfolgt ein st\u00e4ndiger Stoffaustausch. Der Dampf reichert sich mit den leichter siedenden Komponenten an, in der Fl\u00fcssigkeit w\u00e4chst der Anteil der schwerer siedenden Bestandteile. Die einzelnen Fraktionen werden seitlich in unterschiedlichen H\u00f6hen aus der fl\u00fcssigen Phase entnommen.<\/p>\n
![\"Erd\u00f6lraffinerie\"](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/oeLRAFFINERIE.jpg\" "\\"Bei")
\u00a9 Kalyakan – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n Fraktionierung in der Oberfl\u00e4chentechnik: L\u00f6semittel-R\u00fcckgewinnung in der Praxis<\/h2>\n
In der Oberfl\u00e4chentechnik hat die Fraktionierung eine besondere wirtschaftliche und \u00f6kologische Bedeutung. Bei der Verarbeitung von Lacken, bei Reinigungsprozessen und beim Sp\u00fclen von Lackieranlagen fallen gro\u00dfe Mengen verunreinigter L\u00f6semittelgemische an. Allein in Deutschland sind es j\u00e4hrlich rund 60.000 Tonnen. Anstatt diese Gemische als Sonderabfall zu entsorgen, erm\u00f6glicht die fraktionierte Destillation eine vollst\u00e4ndige R\u00fcckgewinnung der einzelnen L\u00f6semittel<\/a> in hoher Reinheit.<\/p>\n
Das Tochterunternehmen Rematec<\/a> der Kluthe-Gruppe betreibt hierzu spezialisierte Destillationsanlagen an den Standorten Heidelberg und M\u00fcgeln. Die gebrauchten L\u00f6semittel werden zun\u00e4chst filtriert und anschlie\u00dfend in Kolonnen fraktioniert. Durch das patentierte Resolve-T-Verfahren lassen sich selbst stark mit Lackschl\u00e4mmen belastete Gemische vollst\u00e4ndig aufbereiten: Die L\u00f6semittel werden destillativ zur\u00fcckgewonnen, w\u00e4hrend die getrockneten Feststoffe als Sekund\u00e4rrohstoff weiterverwertet werden. Auf diese Weise schlie\u00dft Kluthe den Stoffkreislauf und unterst\u00fctzt seine Kunden beim L\u00f6semittel-Recycling<\/a> — ein konkretes Beispiel daf\u00fcr, wie die Fraktionierung in der chemischen Industrie zur Kreislaufwirtschaft<\/a> beitr\u00e4gt.<\/p>\n
Adsorption von organischen Schadstoffen an Aktivkohle zur Abwasserreinigung<\/h2>\n
![\"Aktivkohle](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/Aktivkohlefilter.jpg\" "\\"Aktivkohle")
![\"Umkehrosmose-Anlage](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/Haro_modular_edi_side.jpg\" "\\"Umkehrosmose-Anlage")