تقطير 2

مفاهيم 2

تاريخچه 3

كاربردهاي تقطير 5

مدل مطلوب تقطير 6

تقطيرگروه 7

تقطيرمداوم 8

بهبودهاي كلي 8

تقطيردرمقياس آزمايشگاهي 9

تقطيرساده 9

تقطيرناچيز 10

تقطيربخار 10

تقطيرخلأ 11

تقطيرمسيركوتاه 12

تقطيرصنعتي 17

تقطيردرتوليد غذا 20

تقطيرنوشيدني ها 20

شروع تقطير 21

تجهيزات تقطيربراي برگشت محلول ، تقطيرمحلول ها 25

تقطيرخلأ azeotropic 29

 

 

تقطير

تقطيرروشي براي جداسازي مواد شيميائي براساس تفاوت هاي بين آنها ازنظرعمل تبخيردرتركيب نقطه جوش مواد است. تقطيرتشكيل

دهنده يك مرحله بزرگ تر شيميائي است و بنابراين به يك عمل واحد اشاره مي كند. ازنظرتجاري تقطيركاربردهاي فراواني دارد. اين امربراي جداسازي نفت خام به تركيباتش براي كاربردهاي خاص مانند : حمل و نقل ، توليدنيرو(برق) و گرما است. آب درجهت جداسازي ناخالصي هاي آن تقطيرمي كنيم اين ناخالصي ها شامل : نمك ازآب دريا است. هوا مورد تقطيرقرارمي گيرد كه درجهت جداسازي تركيبات آن است .

معمولاً اكسيژن ، نيتروژن و آرگون براي كاربرد درمصارف صنعتي است. هم چنين تقطيرحل شده هاي تخميرشده نيزمورد استفاده قرارمي گيرد كه ازگذشته هاي دوربراي توليد آشاميدني هاي تقطيري با ميزان الكل زياد كاربرد داشته است.

 

مفاهيم

1- تاريخچه

2- كاربردهاي تقطير

3- مدل ايده ال (مطلوب) تقطير

1-3- تقطيردسته اي(گروهي)

2-3- تقطيرمداوم

3-3- بهبودهاي كلي

4- تقطيردرمقياس آزمايشگاهي

1-4- تقطيرساده

2-4- تقطيرتكه تكه اجزاء

3-4- تقطيربخار

4-4- تقطيرخلأ

5-4- تقطيرخلأحساس به هوا

6-4- تقطيركوتاه مدت ( مسير)

7-4- انواع ديگر

5- تقطيرايزوتوپ ها

1-5- شكستن ايزوتوپ با فشاريك جانبه

2-5- تقطيرحركت( گريز) فشار

6- تقطيرصنعتي

7- تقطيردرتوليد موادغذائي

1-7- تقطيرآشاميدني ها

8- منابع

9- ارتباطات خارجي

10- مجموعه

 

تاريخچه

اولين روش ها و مراحل تقطيرخالص براي توليد مواد خالص شيميائي توسط شيميدانان مسلمان عرب براي مصارف واهداف صنعتي انجام شد،مانند: جداسازي عطرهاي طبيعي و توليد الكل خاص بود. اگرچه، اشكال جديد تقطيردرحدود 2ميليون سال قبل ازميلاد مسيح توسط كيمياگران شهربابل دربين النهرين شناخته شد.

بعد ازتقطيرتوسط كيمياگران يوناني درقرن يكم ميلادي شناخته شد و توسعه هاي بعدي ازتقطيردرمقياس عظيم درپاسخ به درخواست هاي مشروبات الكلي اتفاق افتاد.اسكندراولين دستگاه تقطيررااختراع كرد و اولين توضيحات دقيق درمورد دستگاه تقطيرتوسط الكساندريا درقرن چهارم داده شد.

درقرن8 شيمي گران مسلمان اولين افرادي بودند كه مراحل تقطيرخالص كه مواد شيميائي را كاملاً خالص كند اختراع كردند. درميان اينها ( عربها ) جبيردرعراق در800سال پيش بودند كه تعداد زيادي ازدستگاه هاي تقطيرومراحل آن رااختراع كردكه هنوزمورد استفاده قرارمي گيرند. به ويژه دستگاه پالشگراولين دستگاه درپاسخ كه كاملاً مي تواند مواد شيميائي را خالص كند.

يك ديگ درون يك حباب شيشه اي و طراحي آن به عنوان مدلي براي دستگاه هاي مدرن درمقياس بزرگ به كارمي رود. مانند : دستگاه hickman . مواد نفتي براي اولين بارتوسط شيمي گرمسلمان ديگربه نام الاراضي مورد تقطيردرقرن نهم قرارگرفت كه براي توليد نفت بود ، درحالي كه تقطيربخارتوسط Avicenna در اوايل قرن11 انجام شد كه براي توليد مواد نفتي اصلي استفاده شد.

همانطوركه كيمياگري به علم شيمي تكامل يافت ، مسيرها ( رگ ها ) كه قرع ناميده مي شد براي تقطيرمورد استفاده قرارگرفت.هم دستگاه تقطيرهم قرع ظروف شيشه اي هستند كه لوله بلند كه دريك نقطه درگوشه پائين مثلث كه به عنوان خنك كننده هوا مورد استفاده قرارمي گيرد كه منجربه چكيده شدن قطرات به سمت پائين براي جمع شدن مي شود.

بعداً دستگاه مسي اختراع شد. نقاط محكم شده اغلب با استفاده ازتركيبات مختلف محكم مي شدبه عنوان مثال خميري ازآرد گندم سياه درست مي شدكه براي اين امرمورد استفاده قرارمي گرفت . اغلب اين دستگاه ها يك سيستم خنك كننده داشت كه ازآب سرد استفاده مي كرد كه تغليظ الكل را براي كارائي بيشترانجام مي داد. كه اينها ديگ تقطيرناميده مي شدند.

امروزه قرع و ديگ تقطيرتوسط روش هاي كارامد تقطيردربيشترمراحل صنعتي مورد استفاده قرارمي گيرند . گرچه ديگ تقطيربه طورعمده براي توليد الكل هاي خوب مانند : كتياك، ويسكي اسكاتلندي و برخي ديگرازانواع ودكا مورد استفاده قرارمي گيرند. شكل ويژه خاص هرديگ تقطيرموجب مي شود كه هرالكل طعم خاصي داشته باشد. ديگ تقطيرازموارد مختلفي مانند چوب ، استيل درست شده است كه توسط قاچاقچيان مشروبات الكلي دركشورهاي مختلف مورد استفاده قرارمي گيرند.

كاربردهاي تقطير

كاربردهاي تقطير را به سختي مي توان به 4 گروه تقسيم كرد : مقياس آزمايشگاهي،تقطيرصنعتي،تقطيرگياهان براي عطرسازي وداروسازي وپردازش مواد غذائي است.دو نوع آخري ازدونوع اولي مجزاست،كه درآن درتقطيرسازي به عنوان روش خالص سازي صحيح مورد استفاده قرارنمي گيرد، تفاوت عمده بين مقياس آزمايشگاهي و صنعتي اين است كه درمقياس صنعتي به صورت دسته اي انجام مي شود، درحالي كه تقطيرصنعتي اغلب به طورمداوم انجام مي شود.

درتقطيرگروهي،تركيب مواد اصلي، بخارات تركيبات تقطيري وتغييرات تقطيردرطول تقطيراست. درتقطيرگروهي يك ديگ با دسته تركيبات تغذيه كننده كه سپس به تركيبات شكننده جدا و تقسيم مي شود كه به ترتيب ازفرارترين به كم فرار جمع مي شود كه درانتهاي آن يك بطري قراردارد و سپس يك ديگ دوباره قرار دارد و مراحل دوباره تكرارمي شوند. درتقطيرمداوم مواد اصلي و تكه ها ازبخارو مايعات درسيستم جدا و برداشته مي شوند. اين امرمنجربه كنترل بهترمراحل جداسازي مي شود.

 

 

مدل مطلوب تقطير

نقطه جوش يك مايع دمائي است كه درآن فشارتبخيرمايع مساوي و يكسان با فشاراطراف مايع است.نقطه جوش عادي يك مايع موردخاصي است كه درآن فشار تبخيرمايع مساوي ويكسان با فشارمحيط احاطه كننده است . يك مايع درون ظرفش درفشارپائين ترازفشاراتمسفردردمايي پائين ترازنقطه جوش معمولي به جوش خواهد آمد و يك مايع درون ظرفش درفشاري بالاترازفشاراتمسفردردمايي بالاترازنقطه جوش معمولي به جوش خواهد آمد. به عبارت ديگر، تمام مايعات نقطه جوش محدود دارند. اين يك تصورغلط است كه درتركيب مايعات درفشاروارده ، هريك ازاجزاء درنقطه جوش مطابق با فشاروارده به جوش مي آيد وتبخيرهريك ازاجزاء به طورجداگانه و كاملاً جدا جمع مي شوند.اين،اگرچه حتي درسيستم هاي ايده آل هم رخ نمي دهد. مدل هاي ايده آل از تقطيرضرورتاً توسط قانون رالت و قانون دالتون انجام مي شوند. قانون رالت اينگونه فرض كرده است كه اجزاء تشكيل دهنده فشارتبخيريكي ازتركيب درنسبت به درصد تركيبش و فشارتبخيرش وقتي كه كاملاً خالص است بستگي دارد.اگريك جزء فشارتبخيراجزاء ديگررا تغييردهد و يا درصورتي كه فرّاربودن اجزاء بستگي به درصدش درتركيبش داشته باشد، قانون شكسته و نقض خواهد شد. قانون دالتون بيان مي كند كه نقطه تبخيركلي ، مجموع نقطه تبخيرهريك از اجزاء تركيب شده است. زماني كه يك مايع چند جزئي گرما و حرارت داده مي شود، فشار( نقطه ) تبخيرهريك ازاجزاء افزايش مي يابد، بنابراين باعث افزايش نقطه تبخيركلي مي شود.زماني كه نقطه تبخيركلي به فشارمحيط دربرگيرنده مايع مي رسد، جوش اتفاق مي افتد و مايع به گازتبديل مي شود . توجه داشته باشيد كه تركيب حاصل شده تنها داراي يك نقطه جوش درفشاروارده است، زماني كه اجزاء به طورچند جانبه قابل حل باشند. مدل مطلوب و ايده آل درمورد شيمي مايعات مشابه ازقبيل بنزن و تولوئن صحيح است. درموارد ديگر، انحراف شديد ازقانون رالت و دالتون قابل مشاده است بيشتراوقات درتركيب اتانول و آب است.اينها با هم تركيب مي شوند، زماني كه با همديگرحرارت داده شوند و يك ايزتوپ را به وجود مي آورند، كه درآن نقطه جوش مايع تركيبي پائين ترازدماي جوش هريك ازمايعات به شكل جداگانه است. واقعاً تمام مايعات ، زماني كه به شكل تركيبي هستند و حرارت داده مي شوند رفتاريك azeotropic يك ايزوتوپ را نشان مي دهند.

اگرچه روش هاي محاسباتي وجود دارد كه مي توان رفتاراجزاء قراردادي را تخمين زد، تنها راه به دست آوردن تساوي نقطه جوش صحيح ازراه اندازه گيري است. اين امكان وجود ندارد كه تركيب اجزائي را كاملاً ازيكديگرتوسط تقطير جدا كرد، دراين گونه موارد هريك ازاجزاء درشكل تركيبي بايد فشارخاص صفررا داشته باشند. اگرتوليد نهائي خالص هدف ماست، سپس جداسازي شيميائي بيشتري بايد به كارگرفته شود....

 

 

شامل ورد 31صفحه ای