Un’unità di distillazione è un insieme di macchinari che viene utilizzato per separare due o più liquidi miscelati riscaldando la miscela fino a quando ciascun componente raggiunge il punto di ebollizione. Quando ogni parte della miscela bolle, si trasforma in vapore, può essere separata. Un’unità di distillazione è costituita da una caldaia, uno spazio verticale o colonna dove avviene la separazione, un condensatore per riportare i vapori in liquidi e recipienti di stoccaggio per immagazzinare i liquidi separati.
Il processo inizia con una caldaia che riscalda la carica di liquidi miscelati. La caldaia può essere alimentata da una varietà di prodotti, tra cui olio combustibile, gas naturale e carbone. Alcune caldaie sono alimentate da un sottoprodotto del liquido miscelato che è già passato attraverso il processo. Anche i processi di distillazione industriale in cui è disponibile vapore possono utilizzare il vapore per riscaldare la materia prima.
Quando il componente della materia prima che ha il punto di ebollizione più basso raggiunge quel punto di ebollizione, si trasforma in vapore e sale nella colonna. I vapori vengono catturati e convogliati verso un condensatore. Il condensatore assorbe il calore dal vapore segregato, trasformandolo di nuovo in un liquido. Il liquido segregato, o distillato, viene trasferito dal condensatore a un recipiente di stoccaggio. Per migliorare la purezza del distillato, il processo potrebbe essere ripetuto per rimuovere ulteriormente elementi non identici al distillato.
Un’unità di distillazione frazionata separa i liquidi misti in cui i punti di ebollizione sono simili. Una colonna di distillazione frazionata ha una serie di livelli che utilizzano vassoi o imballaggi in cui la materia prima viene vaporizzata, condensata e nuovamente vaporizzata. Il processo di distillazione viene ripetuto più volte fino a quando i diversi componenti non sono stati completamente separati. Un esempio di distillazione frazionata è la separazione di vari tipi di benzina e petrolio da una scorta di petrolio greggio.
Una semplice unità di distillazione viene utilizzata quando la materia prima è un singolo liquido con contaminanti solidi, come il processo di distillazione dell’acqua naturale dall’acqua di mare. Quando l’acqua di mare bolle, le molecole d’acqua si trasformano in vapore e il sale viene rilasciato dalla sospensione nell’acqua. L’acqua pura vaporizzata, sotto forma di vapore, viene raffreddata per ritrasformarla in forma liquida.
Un’unità di distillazione a vapore forza il vapore attraverso una quantità di materia prima per vaporizzare il liquido dall’interno della materia prima. La distillazione a vapore è adatta per materiali stabili che non si dissolvono facilmente in acqua. Il liquido evapora dalla miscela, spesso materiale vegetale, e si mescola con il vapore, ma si separa facilmente dopo che si è condensato e il vapore torna in acqua. La distillazione a vapore viene utilizzata per produrre una grande varietà di oli vegetali essenziali, come salvia sclarea, menta piperita e citronella.
Un’unità di distillazione sotto vuoto pone la carica sotto pressione rimuovendo l’aria dalla colonna di distillazione per ridurre il punto di ebollizione della carica. Questo processo viene utilizzato nei casi in cui l’alto punto di ebollizione potrebbe danneggiare la qualità della materia prima o in cui il punto di ebollizione originale è così alto che il processo diventa difficile o ha costi proibitivi. La distillazione sotto vuoto può anche migliorare l’efficienza di un processo di distillazione consentendogli di funzionare con meno calore.