減圧蒸留とは、蒸留装置内の圧力を下げることによって液体の沸点を下げるプロセスである。
液体の沸点は圧力が下がるにつれて低下する。これが減圧蒸留の基本原理である。
蒸留システムの圧力を下げることで、液体をより低い温度まで加熱しながら、同じレベルの蒸発を達成することができます。
これにより、液体を様々な成分に分離・精製することができます。
沸点を下げるための減圧蒸留の4つの主な利点
沸点の低下
真空蒸留では、液体の沸点を下げるために真空ポンプが使用される。
蒸留する液体を蒸留フラスコに入れ、沸騰するまで加熱する。
その後、蒸気を回収し、凝縮させて液体に戻し、精製や分析を行う。
ショートパス蒸留で真空を使用すると、操作圧力を下げることで沸騰温度を大幅に下げることができる。
このプロセスは連続的で、他の従来の分離法では数時間かかるのに比べ、滞留時間が非常に短い（数十秒）。
減圧とその効果
真空の存在は、システム内の圧力を低下させ、沸騰に必要な蒸気圧を低下させます。
沸点が下がるということは、液体が蒸発するのに必要な熱エネルギーが少なくなることを意味する。
さらに、圧力が低いと蒸発速度が速くなる。
溶媒を押し下げる圧力は、分子が蒸気として逃げにくくする。
圧力が低いということは、それらの分子がより速い速度で大気中に入ることができるということである。
用途と利点
分子蒸留は、通常0.01torr以下の非常に低い真空圧力下で物質を分離する。
このプロセスは、物質の精製や熱に敏感な天然複雑物質の濃縮に使用されます。
真空は圧力を下げることでこのプロセスを早め、物質の沸点を下げ、物質を加熱するエネルギーを低くする。
特に減圧蒸留は、減圧下で蒸留を行うため、低温での蒸留が可能となり、蒸留速度が向上し、温度に敏感な成分の露出が減少するため、高熱への露出による不要な劣化がなくなります。
実例
沸点に及ぼす圧力の影響を示す簡単な例として、海面での水の沸点（212°Fまたは100℃）と、大気圧が低いため203°F（95℃）で沸騰するデンバー（CO）での沸点との違いを挙げることができる。
これは、減圧蒸留がいかに効果的に沸点を下げ、熱に敏感な成分の劣化を引き起こすことなく蒸留を促進できるかを示しています。
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