Effizienteste Methode um Wasser zu destillieren?

[TroubadixRhenus]

Siedesteine sind kleine sehr poröse Steinchen, an denen sich die Dampfbläschen viel besser bilden können als an sehr glatten Glasoberflächen. Können sich die Dampfblasen nur schwer bzw. verzögert bilden, dann kann eine Flüssigkeit über den eigentlichen Siedepunkt hinaus erhitzt werden, was man „Siedeverzug“ nennt. Irgendwann bildet sich aber doch eine Dampfblase, womit Plötzlich in der überhitzten Flüssigkeit ein Dampfkeim vorhanden ist. Dadurch kommt es schlagartig zu eine mitunter explosionsartigen Dampfentwicklung und damit ggf. zum Überkochen oder Überschwappen der Flüssigkeit. Das kann ggf. sogar die nachgeschaltete Glasapparatur auseinander nehmen. Bei Wasser besteht zumindest Verbrühungsgefahr. Bei gefährlichen Chemikalien gibt es logischerweise noch einige weitere Gefahren.

Ganz besonders ausgeprägt tritt dies beim erhitzen von Flüssigkeiten in neuen Reagenzgläsern auf. Da schiesst schnell mal plötzlich und ohne Vorwarnung fast der gesamte Inhalt aus dem Röhrchen. Sehr unangenehm für den, der das abbekommt!

[kalia]

hmm... wieviele von solchen Steinchen lege ich denn in einen 2L Kolben rein?
Also kann ein Siedeverzug auch in solch einem Aufbau willkürlich kommen oder wie?

#Edit:
Wenn ich auf den Siedekolben eine 30cm Vigreux draufstecke und dann die Brücke, wobei am Thermometereingang der Tropftrichter hängt, besteht die Gefahr, dass die Tropen vom Tropftrichter teilweise vom Dampf mitgerissen werden, so dass die Kolonne ihren Sinn verliert?

[TroubadixRhenus]

Einige wenige Siedesteinchen, bei mir sind es so an die vielleicht 10, passen für einen 2-Liter-Kolben. Zumindest mehr brauchts auf keinen Fall.

Gefahr zum Siedeverzug gibt es immer da, wo Flüssigkeiten in Gefäßen mit sehr sauberen und sehr glatten Oberflächen zum sieden gebracht werden, etwa in Glasgefäßen. Im Grunde bannt bereits ein einzelner Siedestein als Keim für die Dampfentwicklung die Gefahr des Siedeverzugs. Ein paar Steine mehr sind aber besser.

Warum nach der Kolonne noch ein Tropftrichter? Nach der Kolonne sollte eigentlich alles sauber sein. Was danach irgendwo kondensiert und abtropft auch.

[kalia]

ok.
Naja, das Wasser verdampft ja und ich will 1. mehr als 1L destillieren und 2. will ich den Pegel im Siedekolben immer bei der Hälfte lassen zwecks größerer Wasseroberfläche.

[TroubadixRhenus]

So sieht meine Lösung aus. Habe gestern mal auf die Uhr geschaut: Der Aufbau schaffte eine Liter in etwa 55 Minuten:

Naja, das Wasser verdampft ja und ich will 1. mehr als 1L destillieren und 2. will ich den Pegel im Siedekolben immer bei der Hälfte lassen zwecks größerer Wasseroberfläche.

Das verstehe ich nicht ganz. Du willst kontinuierlich ohne Unterbrechung immer weiter destillieren? Also nicht nur einfach solange, bis der Wasserstand im Sumpf zu niedrig ist, sondern irgendwie kontinuierlich nachfüllen, so dass der Siedekolben immer den gleichen Wasserstand hat? Wie soll das gehen? Um das wenigstens teilweise zu erreichen müsstest Du einen Zweihalskolben als „Siedekolben“ nehmen. Durch den 2. Hals kannst Du wenigstens Frischwasser nachfüllen, ohne die Apparatur auseinander zu bauen, aber der Destillationsvorgang wird trotzdem kurz unterbrochen. Nachteilig wäre auch, dass sich die nicht verdampften Rückstände im Sumpf anreichern und der sich, je nach verwendetem Wasser, langsam in eine ziemlich fiese Brühe verwandelt, was auch das Reinigen des durchaus nicht ganz billigen Kolbens zu einer Herausforderung machen kann.

[kalia]

Du hast ja nen spannenden Kühler. Da läuft ja das Destillat innen drin in einer Spirale runter, wie es aussieht.
Dann muss es aber im Siedekolben kochen wie Hölle, ansonsten kommt wenig Dampf rüber, ist es so korrekt?
Ich vermute, das ist mein Problem, ich bekomme mit dem Brenner und dem Rundkolben eine mäßige Dampferzeugung.
Einen Erlenmeyer auf dem Herd kann man natürlich heftiger anheizen.

Ja, ich will deutlich mehr als einen Liter am Stück destillieren können. Deswegen ist ein Tropftrichter da ganz geschickt und er lässt sich wunderbar am Thermometereingang einsetzen. Verstehe nicht ganz, warum der Destillationsprozess unterbrochen werden muss. Du lässt einfach nur den Tropftrichter in den Sumpf tropfen. Wenn das eingefüllte Wasser von Anfang an drin ist, so ist es bereits gut warm. Man kann ihn sogar so einstellen, dass er genau so viel Wasser dem Sumpf beigibt, wieviel abdestilliert wird. Klar, der Kalk sammelt sich da drin ordentlich und wirbelt mit, da sehe ich aber kein Problem.

Eine kleine Vigreux-Kolonne wäre da wirklich gut, wenn der Sumpf ordentlich kocht.

[eule]

Auch wenn du da kontinuierlich rumkochen kannst brauchst du eine kontinuierliche Abfuhr der 'eingedickten Lösung' aus dem Sumpf, sonst setzt sich selbst bei sehr weichem 'Rohwasser' schnell alles mit Kesselstein zu und das mit einfachen mitteln wieder frei zu bekommen ist schwer bis garnicht möglich.

[mgritsch]

Ich verstehe vor allem nicht was das für einen Vorteil haben soll. Alle liter mal tauschen/nachfüllen ist ja wirklich nicht zu mühsam und Kalk kann - gerade wenn du keine Tröpfchenfänger odgl benutzt - leicht mit rüber gerissen werden, dann war die Mühe umsonst. Der „spannende“ Kühler ist der von mir als dafür optimal genannte Schlangenkühler. Warum sollte man da mehr heizen?

Die Apparatur von TroubadixRhenus ist schon ziemlich optimal für die Zwecke. So ähnlich nachbauen und fertig. Mach‘s dir nicht zu kompliziert.

[kalia]

Aaalso, jetzt habe ich meine Versuche mit dem Herd gemacht.

Tropftrichter ist zumindest momentan sehr geschickt, weil ich nur einen 1L Erlenmeyer habe, da muss ich schon recht kontinuierlich das Wasser nachfüllen. Wasser Austauschen stelle ich mir auch bei einem 2L-Erl. nervig vor. Die angepassten Stative lösen etc. dann wieder das Wasser erhitzen. Hat das für das Gefäß irgendwelche Nachteile außer kosmetische? Oder löst sich das Zeug dann mit, wenn ich Öle destillieren will? (Mehr tue ich eh nicht - Wasser oder Öl destillieren)

Jetzt zu den Erfahrungen:
1. Tropftrichter am Thermometereingang ist ein no go, zumindest über einen Adapter nicht. Da der Auslauf des Tropftrichters ja nicht über den Kern hinausragt, läuft es an den Wänden entlang und eben auch die Schränge hinunter zu dem Kühler. Also habe ich nen Doppelhals zwischengebaut.
2. Die Geschwindigkeit ist jetzt deutlich besser: ca. 750ml/1h

nötige Verbesserungen:
1. größeren Erlenmeyer
2. Vigreux-Kolonne
3. Siedehilfe

Zu der Siedehilfe habe ich noch Fragen.
Ich finde schlicht keine Siedesteinchen zum Verkauf an Privat. Man kann ja auch Glasperlen nehmen, aber wohl nicht einfach irgendwelche, oder?
Wäre es nicht sinnvoll in den Sumpf noch Salz beizumischen, dann siedet es etwas früher und spart etwas Energie?

Ich denke, ich bleibe bei dem Dimroth-Kühler, da die Vorteile gegenüber dem Schlangenlühler wahrscheinlich recht gering ausfallen (sonst müsste ich auch den noch dazu kaufen).

[Glaskocher]

Um eine Siedehilfe zu bekommen kannst Du im Prinziep jedes poröse Material nehmen, das sich in siedendem Wasser nicht auflöst. Ob Du Blähton aus der Hydrokultur, Perlite-Katzenstreu oder Y-Ton-Bröckchen nimmst ist rein Sache der Verfügbarkeit. Selbst zerbrochene Ton-Blumentöpfe oder Sandsteine aus dem Flußkies sind geeignet. Bloß weil nicht "Siedestein" auf der käuflichen Verpackung steht muß es nicht unwirksam sein. Glasperlen kannst Du zur Not selber machen, wenn Du nicht grob gesiebte Scherben rein werfen willst. Das sogenannte "Strandglas", also von Sand und Wasser rund geschliffene und mattierte Scherben geht sogar recht gut.

Woher hast Du die Idee mit dem Salz?
Du ziehst doch deine Klamotten auch nicht extra durch den Matsch, bevor Du sie wäschst. Mache mal folgendes Experiment: Koche ein Becherglas voll Wasser und miss die Siedetemperatur. Die sollte nahe bei 100°C liegen. Gebe dann so viel Salz ins Wasser, daß ein Rest ungelöst bleibt und bringe es erneut zum Sieden. Du wirst eine deutlich höhere Temperatur in der siedenden Lösung messen. Wenn Du ein Reagenzglas mit reinem Wasser in den Becher mit siedendem Salzwasser hältst, dann wird das Wasser im Reagenzglas ebenfalls beginnen zu sieden. Wenn das Salzwasser eine Weile gekocht hat, dann lasse es abkühlen und betrachte die Umgebung, die jetzt weiße Tupfen von verspritztem Salzwasser hat. Diese Spritzer würden in der Destille ebenfalls auftreten und zum Teil ins Deatillat übergehen. Gewollt?

Der Dimroth ist völlig ausreichend für dieses Projekt. Er hat eine große Oberfläche und kann sowohl als Rückflusskühler als auch als absteigender Kühler benutzt werden. Es gibt hier keine Fraktionen, die voneinander getrennt werden sollen, außer dem Unverdampfbaren vom Wasser.

Um die Qualität des Destillates zu verbessern könntest Du das zu destillierende Wasser vorher einige Minuten in einem separaten Gefäß sprudelnd kochen und den Dampf in die Luft gehen lassen. Dabei würdest Du per Wasserdampfdestillation mögliche wasserdampfflüchtige Verunreinigungen austreiben.

Verbesserung 4.: Alle Bauteile, die zwischen Verdampferkolben und Kühler sind und ihr Kondensat in den Verdampferkolben zurück laufen lassen isolieren, um Wärmeverluste zu minimieren. Das verbessert die Ausbeute pro Zeit enorm. Je nach Heizquelle mußt Du auf die Umgebungstemperatur abgestimmtes Isoliermaterial verwenden.

[Xyrofl]

Ich vermute, das ist mein Problem, ich bekomme mit dem Brenner und dem Rundkolben eine mäßige Dampferzeugung.
Einen Erlenmeyer auf dem Herd kann man natürlich heftiger anheizen.

Das ist ganz sicher die Fehlerquelle und einen Glaskolben direkt mit einer Flamme zu heizen klingt auch eher nach viel Verschleiß und wirkt etwas aus der Zeit gefallen. Es gibt doch sehr günstige Kochplatten mit hoher Leistung zu kaufen.
Sobald man sicher stellen kann, dass der Großteil der Heizleistung wirklich im Destillationsgut ankommt (also nicht einfach alles über die Luft und durch andere Verluste wirkungslos im Raum verpufft), kommt es sowieso nur noch auf die Leistung an. Da sind alle Heizquellen dann gleichwertig, egal ob Heizpilz oder Herdplatte, Brenner oder Heizbad. Auch Vakuum und andere Kniffe ändern da nicht mehr viel. Du brauchst Isolation und Leistung, dann geht das schon. Denke aber immer daran, dass Heizleistung, Kühlleistung und Rohrdurchmesser im Gleichgewicht sein müssen. Du kannst natürlich nicht einfach mehrere Kilowatt Heizleistung durch einen kleinen NS14-Kühler jagen.

Wenn man auf die Isolation achtet, dann kann man fast alles super schnell destillieren. Herdplatten haben über 1 kW Leistung und wenn sie isoliert sind, dann kommen sie auf 1000°C (dann schmelzen die Kontakte) und bei Gas geht es noch heftiger nach oben wenn man nur genug isoliert, sodass man nicht nur die Umwelt heizt. Ich habe mit meinem Gasbrenner auch schon Messing so weit erhitzt, dass Zink heraus destilliert, lol. Es ist praktisch immer nur eine Frage von Leistung und Isolation. Alle anderen Dinge sind eher nur für den Komfort, verhindern das Anbrennen von thermolabilen Stoffen, usw. Das brauchen wir hier praktisch alles nicht, abgesehen von einem kleinen Bisschen Aufmerksamkeit, damit du keinen Siedeverzug bekommst.

Wenn wir so eine Nummer schnell und optimal durchziehen wollen, was brauchen wir dann? Mehr Power!

[virgil]

Wenn es dir um eine Effiziente Methode geht, bist du am besten mit eine Destilliergerät wie es in Apotheken verwendet wird bedient, bekommt man teilweise fü kleines geld bei ebay oder ebay kleinanzeigen. Wird meist unter dem Begrif Monodest , Muldestor oder Wasserdestilliergerät angeboten, gibt sogar ausführungen mit UV-C Lampe (Aquator 60E) zur Serilisation des Wassers.Die Geräte sind alle zur Kontinuierlichen Destillation ausgelegt, und Produzieren je nach Modell und Wattleistung ca. 2 bis 4 Liter/Stunde. Hier mal ein paar Beispiele:

[kalia]

super! Danke euch für die Infos und Tipps!

Ok, ich hatte da mit Salz irgendwie eine falsche Vorstellung.
Das habe ich über Salz gelesen, vielleicht habe ich es falsch verstanden:
https://www.chemieunterricht.de/dc2/nac ... ehilfe.htm

Im Grunde kann ich also ein paar zerbrochene Glasrohrreste mitsieden lassen, oder?

Wie kann ich denn einen Gaskocher oder eine Herdplatte isolliere?

Das Wasser davor abzukochen, ist eine gute Idee.
Die Teile isolieren macht natürlich Sinn. Muss mal schauen, wie das sinnvoll geht.

So ein Gerät wäre auf Dauer eine Überlegung wert. Jetzt will ich allerdings erstmal selbst die Prozesse möglichst kontrollieren

Ein Elektroheizpilz muss früher oder später her, klar.

[Glaskocher]

Bei Profesor Blume hat sich ein Siedeverzug "gelöst", als er ETWAS Salz zugegeben hatte. Das Salz brachte die "Idee" zum Sieden mit und das überhitzte Wasser kochte über...


Du sollat die Glasteile ZWISCHEN Siedegefäß und Kühler isolieren. Die Wärmequelle bitte nicht isolieren, weil kontraproduktiv.

[TroubadixRhenus]

Um die Qualität des Destillates zu verbessern könntest Du das zu destillierende Wasser vorher einige Minuten in einem separaten Gefäß sprudelnd kochen und den Dampf in die Luft gehen lassen. Dabei würdest Du per Wasserdampfdestillation mögliche wasserdampfflüchtige Verunreinigungen austreiben.

...oder man verwirft einfach das Destillat der ersten 5-10 Minuten. Hat auch dem Vorteil, dass die Apparatur noch ein wenig durchgespült wird - denke ich mir jedenfalls so in meinem laienhaften Leichtsinn.

Vor allem wäre ich eh zu faul, noch ein "Vorkochgang" vorzuschalten, dann die heiße "Brühe" umzufüllen (nicht ganz ungefährlich) und dann erneut zum sieden bringen zu müssen.