Destillation

Bei der Destillation wird eine Flüssigkeit erhitzt, bis ein Teil verdampft, und der Dampf in einem anderen Gefäß wieder zu Flüssigkeit abgekühlt; so lassen sich ihre Bestandteile trennen. Um 300 n. Chr. im römischen Ägypten beschrieben, lieferte sie reines Wasser, Duftwässer und ätherische Öle, Alkohol für die Medizin und seit dem 19. Jahrhundert die Kraftstoffe aus Erdöl.

Was es ist

Destillieren heißt, Stoffe durch Verdampfen und Kondensieren zu trennen. Man erhitzt eine Flüssigkeit, meist bis zum Sieden, bis ein Teil verdampft, leitet den Dampf ab und kühlt ihn, sodass er in einem anderen Gefäß wieder flüssig wird. Was nicht verdampft, bleibt in der Blase zurück: Salz, Schlamm, Farbstoffe, die meisten Keime.

Apotheker stellten so Arzneien und Duftwässer her, Parfümeure holten damit den Duft aus Blüten, Ärzte gewannen starken Alkohol, mit dem sie Arzneistoffe lösten und Wunden behandelten. Labore und Krankenhäuser verwenden destilliertes Wasser, weil es fast keine gelösten Salze mehr enthält, und aus demselben Grund füllt man es in Bleiakkus nach.

Die Tafel zeigt eine Brennblase aus dem frühen 16. Jahrhundert, wie sie die ersten gedruckten Destillierbücher abbildeten: einen kupfernen Kessel auf einem kleinen Ofen, einen gewölbten Helm und ein Rohr, das sich durch ein Fass mit kaltem Wasser windet und in eine Flasche tropft.

Wie es funktioniert

Jede Flüssigkeit gibt Dampf ab, umso mehr, je wärmer sie ist. Sie siedet, wenn der Druck dieses Dampfes dem Luftdruck gleichkommt. Auf Meereshöhe siedet Wasser bei 100 °C, Ethanol, der Alkohol im Wein, bei etwa 78 °C und Methanol bei etwa 65 °C. Salze verdampfen kaum, deshalb liefert kondensierter Dampf aus kochendem Meerwasser Süßwasser.

Das Feuer heizt die Blase, der Dampf steigt in den Helm. Von dort läuft er durch ein Rohr in die Kühlschlange, eine Rohrspirale im kalten Wasser, das ihm die Wärme entzieht. Der Dampf schlägt sich im Kupfer nieder und tropft in die Vorlage.

In der Florentiner Flasche schwimmt das Öl oben, das Wasser läuft durch das Seitenrohr ab.

Ätherische Öle gewinnt man durch Wasserdampfdestillation. Dampf strömt durch Blüten, Blätter oder Schalen und nimmt ihr Duftöl mit. Öl und Wasser mischen sich nicht, also steuert jedes seinen eigenen Dampfdruck bei, und das Gemisch siedet unter 100 °C, auch wenn das Öl allein erst über 250 °C sieden würde. So geht das Öl über, ohne zu verbrennen, und setzt sich in der Vorlage als eigene Schicht ab.

Verdampfen zwei mischbare Flüssigkeiten zugleich, etwa Wasser und Alkohol, bleibt die Trennung unvollständig. Der Dampf enthält mehr vom flüchtigeren Stoff, aber nie nur ihn, und so brannten Destillateure das Erzeugnis ein zweites Mal. Eine Fraktionierkolonne wiederholt das in einem Durchgang viele Male: Aufsteigender Dampf trifft auf zurücklaufende Flüssigkeit, den Rücklauf, und auf jeder Stufe kondensiert ein Teil und verdampft erneut. Raffinerien zerlegen so Rohöl nach Siedebereichen in Gas, Benzin, Kerosin, Diesel und schwere Rückstände.

Wie man es macht

Dieser Abschnitt behandelt nur eines: trinkbares Wasser aus salzigem oder schlammigem Wasser. Er beschreibt nicht die Herstellung von Alkohol. Schnapsbrennen ohne Erlaubnis ist in vielen Ländern verboten, und eine schlecht geführte Brennblase kann Methanol anreichern, das schon in kleinen Mengen blind macht und tötet und sich weder schmecken noch riechen lässt.

Solardestille. Füllen Sie wenige Zentimeter Wasser in eine flache, dunkle Wanne in praller Sonne. Decken Sie sie mit sauberem Glas oder mit hitzebeständiger, lebensmittelechter Klarsichtfolie ab, so geneigt, dass die Tropfen an der Unterseite zu einer Rinne an der tiefen Kante laufen, die in ein abgedecktes Glasgefäß führt. Dichten Sie die Ränder ab, damit kein Dampf entweicht. In tropischer Sonne liefert eine gut gebaute Anlage zwei bis drei Liter pro Quadratmeter und Tag; anderswo und mit behelfsmäßigem Material ist es weniger.

Liegt der Deckel umgekehrt, läuft das Kondenswasser zum Griff und tropft in die Schale.

Topf und Deckel. Füllen Sie einen großen Metalltopf halb und stellen Sie ihn aufs Feuer. In die Mitte kommt eine kleine, saubere Metallschale auf einem Stein, ihr Rand deutlich über dem Wasser. Legen Sie einen Metalldeckel umgekehrt auf, den Griff zur Schale hin, und kühlen Sie ihn mit Schnee, kaltem Wasser oder einem nassen Tuch; einen Glasdeckel nie so kühlen, er kann zerspringen. Halten Sie das Wasser nur leicht siedend: Starkes Sprudeln spritzt Rohwasser in die Schale.

Auf Lecks achten. Lassen Sie ein paar Tropfen des aufgefangenen Wassers auf einem sauberen dunklen Teller trocknen. Eine weiße Kruste zeigt, dass Rohwasser in das Auffanggefäß spritzt oder sickert. Ein sauberer Teller beweist sonst nichts: weder dass die Destille gut trennt noch dass das Wasser unbedenklich ist, denn auch klares Wasser kann schädliche Stoffe enthalten, und das klärt nur eine Laboranalyse.

Grenzen kennen. Die Destillation hält Salz, Metalle wie Blei, Nitrat und Keime zurück. Stoffe, die nahe 100 °C oder darunter sieden, etwa manche Lösungsmittel und Kraftstoffe, entfernt sie nicht zuverlässig, und andere Chemikalien gehen mit dem Dampf über: Kann die Quelle chemisch belastet sein, suchen Sie eine andere. Bewahren Sie das Wasser in sauberen, abgedeckten Gefäßen aus Glas, Edelstahl oder lebensmittelechtem Kunststoff auf, denn Keime kommen schnell zurück. Meiden Sie glasierte Töpferware, deren Glasur Blei abgeben kann.

Sicherheit. Dampf verbrüht schlimmer als kochendes Wasser: Deckel immer vom Gesicht weg anheben. Verschließen Sie nie ein Gefäß, das erhitzt wird, und binden Sie seinen Deckel nie fest; der Dampf braucht einen Ausweg, sonst kann der Topf bersten. Gewöhnliches Glas springt über der Flamme oder bei plötzlicher Kälte. Behalten Sie das Feuer im Auge, halten Sie es von trockenem Gras fern und Kinder auf Abstand. Destillieren Sie nie Kraftstoff, Alkohol oder unbekannte Flüssigkeiten: Ihre Dämpfe entzünden sich, und Methanol aus Vergorenem geht ins Destillat über.

Geschichte und Entwicklung

In Tepe Gawra im Nordirak fand man Gefäße aus dem 5. und 4. Jahrtausend v. Chr. mit einer Rinne um den Rand, die womöglich kondensierte Flüssigkeit auffing. In Versuchen, die 2020 veröffentlicht wurden, lieferten Nachbauten Duftwasser, doch ihr ursprünglicher Zweck ist weiter umstritten.

Der Tribikos der alexandrinischen Alchemisten leitete den Dampf durch drei Röhren in drei Flaschen.

Die ersten klaren Beschreibungen von Destillen stammen aus dem römischen Ägypten. Um 300 n. Chr. schrieb der Alchemist Zosimos von Panopolis über Destillierapparate mit einem oder mehreren Rohren und schrieb manche davon Maria der Jüdin zu. Alchemisten und Ärzte der islamischen Welt übernahmen das Gerät, und aus seinem arabischen Namen al-anbiq wurde „Alembik“. Im 9. Jahrhundert verfasste der Philosoph al-Kindi ein Buch über Parfüm und Destillation mit über hundert Rezepten.

In Bologna beschrieben Ärzte in den 1270er-Jahren das aqua vitae, „Lebenswasser“, aus Wein destillierten Alkohol, der als Heilmittel diente. In Straßburg veröffentlichte der Wundarzt Hieronymus Brunschwig 1500 das erste gedruckte Handbuch über das Brennen medizinischer Wässer und 1512 ein umfangreicheres Werk.

1830 ließ sich der Ire Aeneas Coffey eine Zwei-Kolonnen-Destille patentieren, die ohne Unterbrechung lief statt in einzelnen Bränden. Um 1854 betrieb Samuel Kier in Pittsburgh eine der ersten Erdölraffinerien und destillierte Rohöl zu Lampenpetroleum. 2011 entfiel noch rund ein Drittel der weltweit installierten Entsalzungskapazität auf die Destillation, oft aus Anlagen, die die Abwärme von Kraftwerken nutzen.