در حال حاضر، محصولات الکلی اغلب در زندگی ما استفاده می شود. اما نوشیدنی های قوی فقط در صورتی لذت می برند که از کیفیت بالایی برخوردار باشند. این را می توان با استفاده از راه های مناسب برای به دست آوردن آن به دست آورد. در این راستا، دانستن روش های اصلی تقطیر الکل مهم است: تقطیر الکل و تصحیح آن.

تقطیر الکل

کلمه «تقطیر» خود منشأ لاتین دارد و به معنای «تخلیه قطره» است. به طور معمول، این روش در بسیاری از مناطق زندگی برای جدا کردن مایع به اجزایی که از نظر ترکیب متفاوت هستند استفاده می شود. اگر کسری که مایع را تشکیل می دهد در نقطه جوش متفاوت باشد استفاده نمی شود.

از تقطیر در صنعت پالایش نفت برای تولید بنزین، نفت سفید و روغن های روان کننده استفاده می شود. فرآیند نمک زدایی آب دریا نیز بر اساس این روش است.

اما ما به این روش به منظور جداسازی اتیل الکل از مایعات حاوی الکل علاقه مندیم.

تقطیر یا تقطیر الکل پدیده ای است که در آن تبخیر ترکیبات فرار از مخلوط تخمیر شده رخ می دهد. این اجزا با ته نشین شدن به صورت میعانات، مهتاب را تشکیل می دهند. برای ایجاد مهتاب، از دستگاه خاصی استفاده می شود - یک تقطیر که یک مکعب تقطیر است.

فرآیند تقطیر به خودی خود ساده است و شامل دو مرحله است:

• تبدیل مایع مقطر به بخار
• متراکم شدن بخار، در نتیجه با سرد کردن، ماده را به حالت مایع برمی‌گرداند.

در همان زمان، نقطه جوش الکلی که باید استخراج کنیم + 78 درجه سانتیگراد است، برای آب - + 100 درجه سانتیگراد، که منجر به تبخیر سریع الکل می شود. در طول فرآیند خنک شدن، الکل متراکم می شود. تقطیر را می توان بیش از یک بار تقطیر کرد تا غلظت الکل افزایش یابد.

مهتابی که در ابتدا به دست می آید، با قدرت قوی و سطح بالایی از مواد مضر در آن متمایز می شود: استرها و آلدئیدها. از این نظر، مصرف آن به عنوان الکل مطلقاً نامناسب است، بهتر است آن را بیرون بریزید یا موارد دیگری برای آن پیدا کنید، مثلاً با آن آتش روشن کنید.

فرآیند تقطیر

همچنین استفاده از به اصطلاح "دم" حاوی الکل فیزل و متانول توصیه نمی شود. آنها را می توان با بوی نامطبوع شناسایی کرد. آنها پس از کاهش قدرت مهتابی به 40٪ رخ می دهند، اما برخلاف اولین قطره های غیرقابل استفاده، "دم" مجاز است برای تقطیر مجدد استفاده شود.

اتمام تقطیر معمولاً به روش زیر تعیین می شود: مایع جاذب مشتعل می شود. اگر شروع به سوختن کرد، تقطیر متوقف می شود.

تقطیر الکل، با توجه به طبقه بندی، به انواع زیر تقسیم می شود:

• ساده - در یک مرحله انجام می شود.
• کسری - در چندین مرحله انجام می شود.
• اصلاح

تقطیر ساده الکل مرحله اولیه تقطیر نوع دوم است.

تقطیر ساده

نمودار فرآیند تقطیر

این روش در مصر باستان برای تولید رنگ از انگورهای فاسد استفاده می شد. برای این کار از مکعب های مسی استفاده شد که طراحی آن شامل مخزن تقطیر، کندانسور و لوله تخلیه برای تبخیر بود. در ابتدا از این واحدها در تولید رنگ، عطر و عطر استفاده می شد و پس از مدتی برای تولید مشروبات الکلی قوی استفاده می شد.

در حال حاضر تقطیر ساده یک فناوری برای تقطیر الکل است که در آن ناخالصی های مضر به طور کامل حذف نمی شوند. حتی تکرار این روند نوشیدنی را به طور کامل پاک نمی کند. قدرت آن در خروجی 25-30 درصد حجم است.

تقطیر الکل در چند مرحله انجام می شود:

• درست کردن پوره. روش های زیادی برای تولید آن وجود دارد. ساده ترین آنها این است که مخمر را در آب با دمای 30 درجه سانتیگراد حل کنید، شربت شکر از قبل آماده شده را اضافه کنید. سپس در ظرف را با درب محکم ببندید و به مدت یک هفته در جای گرم قرار دهید.

محصول نهایی دارای عطر و طعم محصولات مورد استفاده برای ماش می باشد و به همین دلیل تحت معطر شدن قرار می گیرد. به عنوان مثال، رم و کنیاک در بشکه های بلوط دم کرده، در حالی که بادام یا اسانس مخروطی به جین اضافه می شود.

یک روش پیچیده تر شامل استفاده از سیب زمینی است که به شکل له شده باید با آب ریخته و گرم شود. نشاسته موجود در سیب زمینی به قند تبدیل می شود. سپس مخمر را اضافه کرده و در جای گرم قرار دهید.

• در پایان تخمیر، پوره صاف شده و سپس در واحد تقطیر ریخته می شود.
• تبخیر رخ می دهد.
• بخار حاصل از طریق لوله خروجی وارد یخچال می شود و در آنجا با متراکم شدن به یک تقطیر تبدیل می شود.

علاوه بر این، برای خلاص شدن از شر بوی نامطبوع، محصول اغلب تحت درمان شیمیایی قرار می گیرد که می تواند بر سلامت انسان تأثیر منفی بگذارد.

تقطیر جزء به جزء

این روش کسری نیز نامیده می شود، زیرا در چندین مرحله انجام می شود. توجه و حوصله بیشتری می طلبد.

تقطیر کسری بر اساس تفاوت در نقطه جوش اجزای تشکیل دهنده مایع است. ماهیت روش جداسازی الکل به کسری در حین تقطیر و توزیع بعدی آنها در ظروف مختلف است.

تقطیر اتانول به دلیل بوی نامطبوع و افزایش سطح مضر بودن آنها شامل استفاده از "سر" یا بخش اول نیست. میعانات جمع آوری شده در این مرحله نه تنها برای بلعیدن، بلکه برای استفاده خارجی نیز خطرناک است. اگر چنین کسری بر روی پوست قرار گیرد، ممکن است آسیب ببیند، به عنوان مثال، پوست کنده می شود. "سر" عمدتاً برای آتش زدن هیزم استفاده می شود. پس از اتمام جداسازی این کسری، لازم است ظرف گیرنده تعویض شود.

کسر میانی (جسم مهتابی) رنگ و بوی تند ندارد. در این مرحله مهتابی با کیفیت بالا انتخاب می شود. انتخاب این قسمت از مهتاب در هنگام احتراق در دمای تا 95 درجه سانتیگراد رخ می دهد، در حالی که قدرت از 35 تا 45٪ است. در محدوده 78 تا 83 درجه سانتیگراد، خالص ترین توده های آب الکلی آزاد می شوند که حاوی ناخالصی های مضر برای سلامت انسان نیستند.

بخش نهایی یا "دم" با بوی قوی و تند به دلیل محتوای روغن های بدنه و ناخالصی های سنگین در آن مشخص می شود. همچنین لازم است از ورود آنها به قسمت اصلی کسر جلوگیری شود، برای این کار در این مرحله لازم است ظرف گیرنده را تعویض کنید. "دم" به دلیل بوی و بدتر شدن کیفیت قسمت اصلی مهتاب معمولاً برای بلعیدن نامناسب است. اما می توان از آنها برای تقطیر مجدد استفاده کرد، به پوره جدید اضافه کرد یا برای دوستداران این طعم به مهتابی اضافه کرد.

برای بهبود کیفیت الکل، توصیه می شود تمیز کردن دیگری با زغال سنگ، رقیق کردن با آب تمیز یا تقطیر مجدد انجام دهید و این فرآیند را آهسته تر از دفعه اول انجام دهید. تقطیر مکرر می تواند منجر به تشکیل یک مخلوط آزئوتروپیک شود که ترکیب آن در طول تقطیرهای بعدی تغییر نمی کند.

با توجه به اینکه تولید الکل با درجه تصفیه بالا از طریق تقطیر غیر ممکن است، حتی به صورت کسری، به دلیل عطر و طعم آن، از یکسوسازی استفاده می شود.

فرآیند یکسوسازی خود جداسازی یک مخلوط است که مبتنی بر فرآیند تبادل حرارت بین بخار و مایع است.

بسیاری از افراد به اشتباه تصحیح الکل را تقطیر مجدد می دانند، اما این دو مفهوم را نباید با هم اشتباه گرفت.

این روش شامل استفاده از ستون تقطیر است که دستگاهی است که مایع را به اجزاء جدا می کند. در این مورد، نتیجه الکل خالص است که بوی تند، طعم، مواد مضر ندارد. اصلاح بدون استفاده از این دستگاه الکل را با قدرت کمتری در خروجی می دهد.

هنگامی که ظرف با مهتاب گرم می شود، مایع شروع به جوشیدن می کند و در نتیجه بخار تشکیل می شود. از ستون های تقطیر بالا می رود و وارد واحد می شود، جایی که بخار متراکم می شود و کندانسور برگشتی نامیده می شود. این دستگاه با آب خنک می شود. هنگامی که بخار به سطح سرد شده برخورد می کند، متراکم می شود و در نتیجه خلط ایجاد می شود. بلغم به داخل ظرف می ریزد. بخاری که بالا می آید و بلغمی که به پایین می ریزد با یکدیگر تعامل دارند و فرآیند تبادل حرارت را تشکیل می دهند. یکسوسازی شامل برهمکنش دائمی بین بخار و مایع است. در نتیجه، مواد با نقطه جوش پایین در بالا قرار می گیرند، آنها به میعان تبدیل می شوند و به یک ظرف تخلیه می شوند.

از این روش تقطیر برای بدست آوردن الکل اتیلیک خالص استفاده می شود. چنین الکلی اساس ودکا است. همچنین، تصحیح ایمن ترین است، زیرا به شما امکان می دهد نوشیدنی های الکلی قوی بسازید، به استثنای وجود مقدار زیادی ناخالصی و مسمومیت شیمیایی هنگام مصرف.

کدام روش بهتر است؟

برای تعیین بهترین راه برای تقطیر الکل، باید تصمیم بگیرید که چه چیزی برای شما مهمتر است: طعم و عطر لطیف الکل یا الکل خالص.

در طول روش های مختلف تقطیر، نوشیدنی های مختلفی در خروجی تشکیل می شود: تقطیر برای تولید مهتاب، کنیاک، ویسکی، تکیلا، جین استفاده می شود. الکل خالص محصول تصحیح است.

علاوه بر این، باید بدانید که پس از تقطیر، حتی به صورت جزئی، نوشیدنی نهایی عطر و طعم ماده اولیه اصلی را دارد، در حالی که خواص طعم و عطر در طول فرآیند اصلاح از بین می رود.

بنابراین، نمی توان گفت که یک یا روش دیگر بهتر است، زیرا در پایان آنها نتایج متفاوتی می دهند.

تقطیر روشی است برای جداسازی و تصفیه مواد مختلف با تقطیر و تبخیر. اغلب، این فرآیند خود را به موادی متشکل از دو جزء می دهد. نمونه های قابل توجه: جداسازی روغن،تقطیر الکل، ایجاد ارواح. دانشمندان بین تقطیر با تولید محصولات مایع و جامد - باقی مانده یا میعانات - تمایز قائل می شوند. تا قرن دهم فقط اسانس ها تقطیر می شد.

تقطیر الکل چیست؟

از تقطیر در صنعت برای جداسازی مایعات مختلف استفاده می شود. تقطیر الکلی جداسازی اتیل الکل از محصولات حاوی الکل است. در نتیجه این فرآیند، ترکیبات فرار از مخلوطی که فرآیند تخمیر را طی کرده است تبخیر می شود.

فرآیند اصلی در دو مرحله ساخته می شود:

1. مایع از طریق فرآیند تقطیر به بخار تبدیل می شود.
2. بخار حاصل متراکم می شود. پس از خنک شدن دوباره به مایع تبدیل می شود.

الکل به دلیل نقطه جوش +78 درجه سانتیگراد به سرعت تبخیر می شود. آب کندتر تبخیر می شود، زیرا در 100 درجه سانتیگراد می جوشد. پس از تبخیر، تراکم صورت می گیرد.

در واقع تقطیر را می توان در خانه انجام داد. در یک روش ساده، به این "تقطیر" می گویند. و در خروجی از دستگاه مهتاب می آید. افراد زیادی هستند که آن را می سازند و استفاده می کنند. با این حال، این توصیه نمی شود. قبلاً برای مصرف در بدن استفاده نمی شد، بلکه به عنوان یک ماده قابل احتراق ایجاد می شد.

توجه! Moonshine یک نوشیدنی قوی است که حاوی مواد مضر برای بدن انسان، رزین است، اگرچه یک محصول با کیفیت بالا محسوب می شود.

براندی، تکیلا و آبسنت در اصل همان مهتاب هستند. پس از فرآیند تقطیر، آنها با عطر و طعم وقف شدند. برای ساخت این نوشیدنی، می توانید نه تنها از پوره با مخمر استفاده کنید. میوه ها، غلات (گندم سیاه، برنج)، شاه بلوط، حتی رب گوجه فرنگی و سیب زمینی را می توان به عنوان مواد اولیه استفاده کرد!

در خانه، می توانید نه تنها مهتاب، بلکه حتی آبسنت درست کنید

علیرغم این واقعیت که مهتاب برای سلامتی خطرناک است، تولید آن در روسیه مدتهاست که هوس اشراف بوده است. و اولین دستور پخت به قرن ششم برمی گردد!

امروزه هر یک از ما این فرصت را داریم که مهتاب را در خانه دریافت کنیم، زیرا دستگاه تولید آن بسیار ساده است و از سه قسمت تشکیل شده است:

• ظرف مواد اولیه محصول خام در ظرف فلاسکی شکل ریخته می شود. فرآیند با گرمایش شروع می شود، که برای آن یک عنصر گرمایش در زیر قرار دارد. برای کنترل فرآیند، باید دما را بدانید. یک دماسنج روی فلاسک نصب شده است که خوانش آن باید نظارت شود.
• قسمت دوم لوله ای است که ظرف اول را به ظرف دوم متصل می کند. برای اینکه فرآیند خنک سازی انجام شود، به سمت پایین هدایت می شود. بنابراین بخار از قبل در حالت مایع به یک ظرف دیگر جریان می یابد.
• الکل در بخش سوم دستگاه ته نشین می شود. این فلاسک از اولی کوچکتر است و در زیر قرار دارد.

این فرآیند باید در لحظه ای که الکل تبخیر می شود متوقف شود و فقط آب در ظرف باقی بماند.

انواع تقطیر

تقطیر الکل به چند نوع تقسیم می شود:

• ساده؛
• کسری
• اصلاح

تقطیر ساده اولین قسمت تقطیر کسری است. اما نوع دوم تفاوت های قابل توجهی با دو مورد اول دارد، زیرا خروجی محصولی است که نه تنها ترکیب و استحکام بهتری دارد، بلکه در ساخت سایر نوشیدنی های الکلی نیز استفاده می شود.

ساده

روش تقطیر ساده قبلاً برای تولید الکل استفاده نمی شد. مصریان باستان از انگورهای فاسد و نیز میوه های دیگر رنگ می ساختند.

این فرآیند شامل چند مرحله است:

1. تقطیر الکلبا تهیه پوره شروع می شود. محبوب ترین دستور غذا شامل مخمر و شربت شکر است. مخمر حل شده (محلول در آب حداکثر 30 درجه سانتیگراد) با شربت شکر حدود 7 روز دم می شود.
2. مایه حاصل پس از یک هفته در دستگاه تقطیر ریخته می شود.
3. در مخزن اول، فرآیند تبخیر انجام می شود.
4. بخار متراکم می شود و به مایع تبدیل می شود.

کسری

به نوع تقطیر که شامل چند مرحله می شود، کسری می گویند.

در طی فرآیند تقطیر، الکل به بخش هایی تقسیم می شود که سپس به طور جداگانه بطری می شوند.در تقطیر اتانولکسر اول و سوم دفع می شود.

در مرحله اول فرآیند، یک تقطیر تشکیل می شود که به آن "سر" می گویند.

مهم! این قسمت از مایع حاصل غلظت بالایی دارد و حاوی مواد مضر است. ویژگی اصلی "سر" بوی تند ناخوشایند است. شما می توانید نه تنها هنگام مصرف چنین مایعی در داخل، بلکه هنگامی که به صورت سوختگی شیمیایی روی پوست قرار می گیرد آسیب ببینید. چنین مایعی حتی در زندگی روزمره استفاده نمی شود، باید فوراً ریخته شود.

در طول تقطیر، الکل باید به کسری جدا شود

کسر دوم چنین بویی ندارد، به آن "جسم" می گویند. از آنجایی که مهتابی با کیفیت بالا در خروجی تشکیل می شود، باید در مرحله اجرای آن به ویژه مراقب باشید. دما در حین اجرا نباید بالاتر از 95 درجه سانتیگراد باشد. مایعی با قدرت 35-45٪ تشکیل می شود که حاوی اجزای مضر نیست و برای سلامتی مضر نیست.

تمام ناخالصی ها در آخرین بخش "دم" باقی می مانند. مانند سر، بوی تند و نامطبوعی دارد. اگر کسر سوم وارد قسمت میانی شود، تمام مایع برای مصرف نامناسب خواهد بود. بنابراین، نظارت بر فرآیند تقطیر و احتیاط ضروری است.

جناح آخر خطرناک است، اما اجازه دارد دوباره آن را اداره کند. اما "سر" به عنوان حداکثر برای آتش زدن هیزم استفاده می شود.

مزایای تقطیر چند مرحله ای

در فرآیند تقطیر چند مرحله ای، یک قسمت از مخلوط متراکم می شود و قسمت دیگر وارد قسمت دیگری از دستگاه می شود، جایی که فرآیند تراکم تا حدی انجام می شود.

دستگاه تقطیر چند مرحله ای - کل سیستم:

1. یک جفت بخارشوی خشک؛
2. 4-15 حباب ساز.

تقطیر چند مرحله ای فرآیند پیچیده تری است

این قطعات توسط یک مکعب تقطیر و یک یخچال به هم متصل می شوند.

Mokroparnik یا Bubbler - یک ظرف مهر و موم شده که در درب آن دو سوراخ وجود دارد. یک لوله بلند در لوله اول وارد می شود و فقط کمی به پایین نمی رسد. سوراخ دوم با لوله کوتاه تر.

سوخوپارنیک - یک قسمت مشابه. با این حال، طول هر دو لوله یکسان است.

اصل کار به شرح زیر است: پس از گرم کردن مخلوط، بخارات آن از طریق لوله به پایین بخارشوی مرطوب می ریزند. این جایی است که تراکم اتفاق می افتد. بلافاصله بخشی از الکل دوباره به حالت گاز تبدیل می شود و از طریق یک لوله کوتاه از ظرف خارج می شود.

فرآیند مشابهی در یک بخارپز خشک انجام می شود. اما به دلیل کوتاه بودن لوله، الکل در حالت گازی از مایع عبور نمی کند. زمان کمتری می برد.

از حباب، الکل در حالت گازی وارد کولر می شود. نتیجه 90 درصد مهتاب است.

بسیاری به اشتباه معتقدند که این روش به تولید محصول با کیفیتی مشابه در تولید کمک می کند. اما این نظر اشتباه است. اگر فرآیند به درستی سازماندهی نشود، مایع خطرناک تری نسبت به تقطیر معمولی در خروجی ایجاد می شود. با این حال، طرفداران زیادی از تقطیر چند مرحله ای وجود دارد، و این با تعدادی از مزایا توجیه می شود:

• با توجه به قوانین تقطیر، کیفیت محصول خروجی به طور قابل توجهی بالاتر از مهتاب معمولی خواهد بود.
• استحکام محصول این روش بیشتر است.

تقطیر الکل چیست؟

ستون تقطیر

ستون های تقطیر در سال 1867 ایجاد شدند و هدف اصلی آنها تولید الکل 96 درصد بود. بعداً آنها شروع به تولید "شراب سفره" کردند که بعدها ودکا نامیده شد.

زمانی تولید می شود که الکل با کیفیت بالاتر مورد نیاز باشد. ویژگی اصلی آن استالکل این روش تقطیر کیفیت بالاتری دارد و در تولید نوشیدنی های قوی استفاده می شود.مقدار ناخالصی های تصحیح شدهکمتر از یک مهتاب ساده

اساس این فرآیند جداسازی مخلوط با انتقال حرارت است.

انجام چنین فرآیندی در خانه غیرممکن است، زیرا شامل استفاده از یک دستگاه خاص است. این روش تقطیر مراحل بیشتری دارد:

• فلاسک با مهتاب گرم می شود و به جوش می آید.
• بخار تشکیل می شود و به سمت خلل گیر بالا می رود.
• خنک شدن آب باعث میعان می شود.
• مایع حاصل به داخل فلاسک جریان می یابد.
• فرآیند تبادل حرارتی بخار و مایع تولید می کند که غرق می شود. آنها دائماً در تعامل هستند.
• در نتیجه، مواد در بالا به میعانات تبدیل می شوند و تخلیه می شوند.

این تصور غلط وجود دارد که اصلاح فقط تقطیر مجدد است. اما در واقعیت اینطور نیست. مهم است که به یاد داشته باشید که ماش برای اصلاح استفاده نمی شود. پس از تقطیر، الکل 40٪ تشکیل می شود که برای یکسوسازی بیشتر استفاده می شود.

کدام روش بهتر است: تقطیر یا یکسوسازی

بدون تردید به این سوال پاسخ دهید که "کدام راه بهتر است؟" دشوار است، زیرا هر روش مزایا و معایب خاص خود را دارد. انتخاب روش تقطیر بستگی به این دارد که چه محصولی باید خروجی باشد.

البته، اصلاح نوید نوشیدنی با کیفیت بالاتر را می دهد که برای سلامتی چندان خطرناک نیست. اما روش های تهیه برخی از مشروبات الکلی، توسل به روش ساده تقطیر را ضروری می کند. این به دلیل ویژگی های روش تقطیر است.

اصلاح محصول نهایی را از بو و طعم اولیه خود محروم می کند. برای ودکا عالی است. در برخی موارد این نامناسب است. پس در صورت تولید کنیاک از تقطیر استفاده می شود، زیرا این نوشیدنی الکلی باید بوی مواد اولیه ای که از آن تهیه می شود داشته باشد، نمی توان آن را از عطر و طعم محروم کرد.

ذخیره بیشتر الکل از اهمیت کمتری برخوردار نیست. اگر از طریق تقطیر تولید شود، از ذخیره سازی در بشکه چوبی زنده می ماند. اصلاح فقط پرورش بیشتر را فراهم می کند. محصولات تقطیر تقریباً در هر شرایطی قابل نگهداری هستند. به تولید کنیاک کمک می کند.

تقطیر با تقطیر هزینه کمتری دارد. اولاً در یک مرحله تولید می شود و زحمت و زمان زیادی نمی برد. در حالی که اصلاح شامل دو فرآیند است که باعث افزایش مصرف و زمان می شود. دوم اینکه دستگاه تقطیر ساده طراحی ساده تری دارد و همچنین مقرون به صرفه تر است. برای تکمیل فرآیند یکسوسازی، باید تقطیر اولیه را انجام دهید.

تصحیح و تقطیر دو روش کاملاً متفاوت برای ساخت مایع الکلی هستند، با وجود شباهت‌هایشان. محصول نهایی این فرآیندها متفاوت است و برای اهداف مختلفی استفاده می شود.

تقطیر

تقطیر یا تقطیر بر اساس تبدیل مایع به بخار و به دنبال آن متراکم شدن بخار به مایع است. این روش یک مایع را از جامدات محلول یا مایعات کمتر فرار جدا می کند. بنابراین، به عنوان مثال، با کمک تقطیر، آب طبیعی از املاح موجود در آن تصفیه می شود. نتیجه آب مقطر است که فاقد این املاح است یا فقط در مقادیر بسیار کم حاوی آنها است.

برای تقطیر مقدار کمی مایع در آزمایشگاه از دستگاه تقطیر استفاده می شود.

یک مایع زمانی می جوشد که فشار بخار آن برابر با فشار خارجی (معمولاً اتمسفر) شود. یک ماده خالص در فشار ثابت در دمای کاملاً مشخصی می جوشد. مخلوط ها در دماهای مختلف (نامعین) می جوشند. بنابراین نقطه جوش از خصوصیات خلوص یک ماده است. هر چه ماده خالص تر باشد، اختلاف بین نقطه جوش ماده و دمای تقطیر آن کمتر است. (یک)

با دستگاه تقطیر، مخلوط مایعات را می توان جدا کرد و به شکل خالص به دست آورد. جداسازی در این مورد بر اساس تفاوت در ترکیب مخلوط مایع و بخار اشباع آن است. این به وضوح از نمودار در شکل مشاهده می شود. 3 که وابستگی نقطه جوش مخلوطی از دو مایع (مواد) A و B را به ترکیب مخلوط مایع و ترکیب بخاری که مخلوط مایع با آن در تعادل است نشان می دهد. دمای جوش در فشار ثابت بر روی محور اردینات و ترکیب مخلوط مایع یا بخار بر روی محور آبسیسا رسم می شود. نقطه شروع در محور x مربوط به ماده خالص A (100٪ از ماده A و 0٪ از ماده B)، نقطه پایان - به ماده خالص B (100٪ از ماده B و 0٪ از ماده A)، متوسط ​​است. نقاط - به مخلوط های مختلف مواد A و B، به عنوان مثال 50٪ A و 50٪ B. 80% A و 20% B و غیره مزایای این روش نمایش آشکار است. دو منحنی در نمودار به دست می آید: منحنی مایع (پایین) ترکیب مایع در حال جوش را بیان می کند و منحنی بخار (بالا) ترکیب بخار را تخریب می کند. همانطور که مشاهده می شود، بخار در تمام دماها ترکیب متفاوتی با مایع دارد، یعنی. همیشه از نظر جزء فرار غنی تر است.

از نمودار به دست می آید که ترکیب مخلوط در نقطه B در دمای جوش t با ترکیب بخار در نقطه G * و ترکیب مخلوط در نقطه D در دمای جوش t مطابق با ترکیب است. از بخار در نقطه E، یعنی با افزایش محتوای مایع A در مخلوط، محتوای A در بخار افزایش می یابد. این اولین بار توسط D.P. Konovalov در سال 1881 ایجاد شد: با افزایش غلظت یک ماده در یک مایع. مقدار آن در بخار افزایش می یابد (قانون اول D.P. Konovalov). بنابراین، در طول تقطیر چنین مخلوطی از مایعات در اولین قسمت های تقطیر حاوی مایع بیشتری با فشار بخار بالا (یعنی کم جوش) خواهد بود. در بالن تقطیر، مقدار مایع با جوش بالا در طول تقطیر افزایش می یابد.

چنین تقطیر زمانی که تقطیر در محدوده های دمایی مختلف و در گیرنده های مختلف گرفته شود، تقطیر کسری یا کسری نامیده می شود. مایعات موجود در گیرنده ها که در محدوده های دمایی خاصی گرفته می شوند، کسر نامیده می شوند.

با تکرار تقطیر کسری چندین بار می توان تقریباً به طور کامل مخلوطی از مایعات را جدا کرد و اجزای مخلوط را به صورت خالص بدست آورد.

جداسازی کاملتر و سریعتر مخلوط مایعات با تقطیر جزئی با استفاده از کندانسورهای رفلکس یا ستونهای تقطیر مطلوب است. بخار قبل از انتقال به یخچال تا حدی در آنها متراکم می شود، در نتیجه مقدار کسر کم جوش در مایع مقطر به شدت افزایش می یابد. یکی از این تقطیرها (یعنی استفاده از ستون تقطیر یا کندانسور برگشتی) جایگزین چندین تقطیر متوالی می شود که با استفاده از دستگاه تقطیر انجام می شود.

تقطیر رفلاکس و همچنین سایر تکنیک های تقطیر مانند تقطیر با بخار و تقطیر با فشار کاهش یافته در کتابچه ها و کارگاه های شیمی آلی پوشش داده شده است.

تقطیر روشی برای جداسازی یا تصفیه مواد بر اساس نقاط جوش مختلف است.

بسته به خواص اجزای مخلوطی که قرار است جدا شوند و اختلاف نقطه جوش آنها از انواع و روش های تقطیر استفاده می شود. بنابراین، اگر هدف از تقطیر، پاکسازی ماده ای از ناخالصی های عملاً غیرفرار باشد، به تقطیر ساده متوسل می شوند. به عنوان مثال، تقطیر آب لوله کشی به منظور تصفیه آن از نمک های معدنی محلول در آن، منجر به تولید آب مقطر می شود. یک مورد خاص از تقطیر ساده، تقطیر با بخار است. اگر هنگامی که مخلوط گرم می شود، دو یا چند جزء به حالت بخار در می آیند، برای جداسازی آنها باید به تقطیر کسری متوسل شد. هر دو نوع تقطیر - ساده و کسری - را می توان هم در اتمسفر و هم در فشار کاهش یافته (تقطیر خلاء) انجام داد.

نه تنها مایع، بلکه مواد جامد نیز در دمای اتاق قابل تقطیر هستند. در مقایسه با تبلور مجدد، تقطیر عموماً بازده بالاتری از محصول خالص را در زمان کمتری به همراه دارد.

به عنوان مثال با کمک تقطیر در شرایط آزمایشگاهی می توان به راحتی تا یک کیلوگرم ماده را در یک عملیات خالص سازی کرد، در حالی که برای تبلور مجدد همان مقدار محصول یا باید آن را به چند قسمت تقسیم کرد و یا از تجهیزات حجیم استفاده کرد که اینطور نیست. همیشه راحت بر خلاف تبلور مجدد، تقطیر می تواند برای خالص سازی ترکیبات بسیار آلوده، از جمله جداسازی محصولات به طور مستقیم از توده واکنش استفاده شود. در نهایت، تقطیر با هزینه هیچ ماده کمکی، مانند جاذب ها یا حلال های آلی مرتبط نیست.

از طرف دیگر، تقطیر یک روش خالص سازی جهانی نیست. بسیاری از مواد در نقطه جوش حتی تحت فشار کاهش یافته تجزیه می شوند.

اگر مایعات دارای نقطه جوش نزدیک باشند، جداسازی آنها در آزمایشگاه بسیار پر زحمت است و مستلزم استفاده از ستون های تقطیر کارآمد است که در هر آزمایشگاهی وجود ندارد. با این حال، حتی اگر اختلاف در نقاط جوش زیاد باشد، تقطیر همیشه جداسازی کامل را تضمین می کند. باید به این امر توجه ویژه ای شود. کارگران مبتدی اغلب تصور می کنند که تقطیر به طور خودکار حذف تمام ناخالصی ها را از ماده تضمین می کند. در همین حال، در عمل مخلوط‌های در حال جوش (آزئوتروپیک) جدانشدنی وجود دارد. بنابراین، به عنوان مثال، آهن الکلی اتیلیک را می توان با تقطیر در فشار اتمسفر به طور کامل از آب آزاد کرد، اگرچه تفاوت در نقطه جوش آنها بیش از 20 درجه سانتیگراد است. هنگام تلاش برای تقطیر الکل از آب، مخلوطی حاوی 95.6٪ الکل (وزنی) و 4.4٪ آب در گیرنده جمع آوری می شود. یک پدیده نسبتاً رایج که با تقطیر تداخل دارد، توانایی برخی از مواد با دمای بالا برای تقطیر با بخار مواد دیگر است. در عین حال، این خاصیت برای تصفیه کارآمد مواد با جوش بالا، به عنوان مثال، در تقطیر با بخار استفاده می شود.

از آنچه گفته شد چنین استنباط می شود که تنها پس از درک کامل از ماهیت ناخالصی های احتمالی و فرار نسبی آنها می توان به تقطیر متوسل شد. در بسیاری از موارد، اگر تقطیر با روش‌های تصفیه دیگر ترکیب شود، می‌توان ماده را با کار کمتر و به شکل خالص‌تر به‌دست آورد. به عنوان مثال، اتیل استات فنی حاوی اتیل الکل، اسید استیک و آب به عنوان ناخالصی های اصلی است. بر این اساس، یکی از روش های ممکن برای تصفیه آن شامل تصفیه با کلرید کلسیم برای جذب الکل و بیشتر آب، تصفیه با پتاس بی آب برای حذف آثار اسیدی و خشک کردن بیشتر، نگهداری روی زئولیت ها برای خشک شدن نهایی و در نهایت تقطیر برای آزادسازی آن است. از ناخالصی های غیر فرار احتمالی

تقطیر (تقطیر)

برای سیستم‌های بدون نقطه آزئوتروپیک و دور از نقطه بحرانی، این قانون درست است که در حالت تعادل با فاز مایع، بخار همیشه در جزء فرارتر غنی می‌شود، یعنی. یکی که در شکل خالص خود نقطه جوش کمتر و فشار بخار بالاتری دارد. در هر صورت (به استثنای لاستیک،نزدیک به بحرانی) قانون اول کونوالوف معتبر است: بخار در حالت تعادل با فاز مایع نسبتاً غنی‌تر از جزء است که افزودن آن باعث افزایش فشار تعادل فاز در دمای معین یا کاهش دمای تعادل فاز در یک فشار معین می‌شود.

قانون دیگری که به عنوان قانون سوم کونوالوف شناخته می شود، می گوید: با افزایش محتوای یکی از اجزای فاز مایع در دما یا فشار ثابت، محتوای آن در فاز گاز تعادل افزایش می یابد.(یعنی y in یک تابع افزایشی x in است.)

این ویژگی ها زمینه ساز روش جداسازی اجزای مخلوط مایع است که تقطیر یا تقطیر نامیده می شود. تصور کنید که مخلوطی از بنزن و تولوئن با فشار ثابت تا دمایی گرم می شود که نقطه تصویر تقریباً نیمی از مسیر را در ناحیه حالت های دو فازی طی کرده باشد (نقطه "a" در شکل 7.7). بخار تعادل در نقطه "d" دارای کسر مولی از بنزن y در است که بیشتر از محتوای بنزن است. n در / nدر سیستم اگر سیستم "باز" ​​باشد و بخار به طور جداگانه از فاز مایع متراکم شود، در این صورت یک مایع (معمولا) غنی شده در بنزن در مقایسه با ترکیب اولیه به دست می آید. میعانات را می توان دوباره به حالت تعادل مایع-بخار گرم کرد، سیستم را می توان باز کرد و بخار، حتی غنی تر از بنزن، را می توان در یک ظرف جداگانه متراکم کرد. با چندین بار تکرار فرآیند، می توان عملاً بنزن خالص به دست آورد، اگرچه در مقادیر کمتر، خالص تر است. فرآیند مشابهی برای جداسازی اجزا می تواند در دمای ثابت با کاهش فشار برای تبخیر، سپس جداسازی بخار و سپس افزایش فشار برای متراکم شدن در یک ظرف جداگانه انجام شود. این روش جداسازی را تقطیر همدما می نامند.

برنج. 7.7.

در عمل، به جای تراکم مرحله‌ای در ظروف مختلف، از یک فرآیند پیوسته استفاده می‌شود که در آن بخار و مایع به صورت عمودی حرکت می‌کنند. جناحیستون بالای ظرف حاوی مایع مقطر. این تقطیر را تقطیر کسری می نامند. بخار از طریق ستونی که دارای "قفسه های" زیادی برای تراکم است بالا می رود. مایع در جهت مخالف در قفسه ها جریان می یابد. در حالت پایدار که پس از مدتی کارکرد دستگاه به آن می رسد، دمای ستون به آرامی در امتداد ارتفاع از دماهای بالا در پایین تا پایین تر در بالا توزیع می شود. از آنجایی که ترکیبات مایع و بخار تابع دما هستند، بخار با محتوای نسبتاً بالایی از جزء جوش بالاتر در قفسه های پایین متراکم می شود، در حالی که بخاری که از ستون بالا می رود در جزء جوش پایین تر غنی می شود. در نتیجه تراکم متوالی، بخار در مسیر بالا به تدریج با یک جزء غنی شده و در نهایت به یک ظرف جداگانه متراکم می شود. شکل 7.8 ایده ای از نحوه انجام این فرآیند در آزمایشگاه ارائه می دهد. به ستون کسری در چنین تنظیماتی، خلل‌دهنده می‌گویند. این یک لوله توخالی است، معمولاً شیشه ای، با یک ژاکت عایق حرارت در اطراف آن و بسیاری از شیشه های کوچک.

برنج. 7.8. تقطیر رفلاکس در آزمایشگاه برای قطعات داخل (مانند حلقه های شیشه ای ریخته شده یا برآمدگی های شعاعی از دیوارهای شیشه ای). تراکم نهایی در یک "یخچال" انجام می شود - یک لوله توخالی که در اطراف آن آب سرد جریان دارد تا دمای بخار را به شدت کاهش دهد.

برای یک تفاوت معین در نقاط جوش اجزای خالص، درجه غنی‌سازی بخار با یک جزء به طول و طراحی ستون شکنش بستگی دارد. از این منظر، فرآیند مشخص می شود تعداد صفحات نظری(صفحاتی که بر روی آنها تراکم و تبخیر متوالی مخلوط ممکن است رخ دهد). این عدد را می توان با استفاده از نمودار مایع-بخار محاسبه کرد، اگر تصور کنیم که فرآیندهای تبخیر و تراکم در هر مرحله و با حداکثر غنی سازی ممکن در هر مرحله (در هر صفحه) اتفاق می افتد. به عنوان مثال، اگر در نتیجه تقطیر، مخلوط بنزن-تولوئن از xb \u003d 0.20 به xb \u003d 0.81 غنی شود، تعداد صفحات نظری در نمودار فاز این سیستم سه است (شکل 7.9).

برنج. 7.9.

در صنعت، اغلب لازم است مخلوطی از اجزای زیادی جدا شود، که برخی از آنها به طور قابل توجهی در نوسانات متفاوت هستند، در حالی که برخی دیگر تفاوت بسیار کمی دارند. برای این منظور ابتدا با تقطیر ساده، یک تکه تکه اولیه و درشت انجام می شود و سپس یک یا هر یک از فراکشن ها تحت رفلاکس تقطیر می شود تا اجزاء کاملاً جدا شوند. مرحله جداسازی عمیق تر، اصلاح نامیده می شود. در تولید صنعتی، یک ستون تقطیر می تواند تا 75 متر ارتفاع داشته باشد و دارای هزاران صفحه نظری باشد. این برای جداسازی اجزای دارای نقطه جوش بسیار مشابه ضروری است.

اگر یک نقطه آزئوتروپ در نمودار سیستم وجود داشته باشد، جداسازی مایع به اجزای خالص غیرممکن است. با هر ترکیب اولیه (به استثنای اجزای خالص و خود آزئوتروپ)، کامل ترین جداسازی با دو مایع به پایان می رسد: یک جزء خالص و آزئوتروپ. به عنوان مثال، مخلوطی از اتانول و آب دارای ترکیب آزئوتروپیک با کسرهای وزنی 96% اتانول و 4% آب (در فشار معمولی) است. این مقدار اتانول حداکثری است که می توان با تقطیر هر مخلوط دوتایی آب و اتانول با محتوای آب اولیه بیش از 4 درصد به دست آورد. از طرفی وجود نقطه آزئوتروپیک امکان به دست آوردن مخلوط های دو جزئی با ترکیبی دقیق و مشخص را فراهم می کند. به عنوان مثال، اسید هیدروکلریک غلیظ HC1 (محلول آبی) دارای کسر جرمی HC1 است که به پنج رقم قابل توجه شناخته می شود، یعنی 20.222٪، اگر با تقطیر در 101.325 کیلو پاسکال (فشار طبیعی) به دست آید. چنین محصول صنعتی در آزمایشگاه ها برای تهیه محلول های HCl با غلظت کاملاً مشخص استفاده می شود.

هنگامی که مایل به حذف املاح با نقطه جوش بسیار بالا یا فشار بخار بسیار کم در دمای معمولی (مانند نمک های معدنی) از یک حلال باشد، تقطیر جزئی ضروری نیست. کافی است یک تقطیر ساده اعمال کنید: مایع را تبخیر کنید و آن را در یک ظرف جداگانه متراکم کنید. چنین تقطیر ساده ای به طور گسترده برای تصفیه آب از "نمک های سختی" و از هیدروکسیدهای آهن - ناخالصی های رایج در آب لوله کشی در شهرها استفاده می شود.

تقطیر معمولاً در فشار اتمسفر انجام می شود. اما اگر نقطه جوش مایع تقطیر شده بالا باشد و به خصوص اگر ماده در این دما تجزیه شود، از تقطیر در فشار کاهش یافته و بر این اساس در دمای کمتر استفاده می شود. در بسیاری از موارد نیازی به کاهش فشار کل در سیستم با پمپ نیست، کافی است یک جزء بی اثر وارد آن شود که با ماده مقطر در فاز مایع مخلوط نمی شود، بلکه به سادگی فشار جزئی را کاهش می دهد. بخار اشباع شده برای مواد آلی که عملاً با H 2 0 در فاز مایع غیر قابل اختلاط هستند، از تقطیر با بخار استفاده می شود.

در عمل، تقطیر با بخار شامل عبور بخار H 2 0 از مایع مقطر (که در آن H 2 0 عملاً نامحلول است) است به طوری که مخلوطی از بخارات اشباع شده بالای مایع قرار می گیرد زمانی که دمای سیستم به دمای محل افزایش می یابد. جوشاندن آب و مایع G A+V. فاز گاز به طور جداگانه متراکم می شود و دو مایع به دست می آید: آب و یک تقطیر خالص.

کارایی این فرآیند معمولاً با نسبت جرم آب / سم به جرم محصول تقطیر شده با آن B /i در (مصرف بخار به ازای هر 1 کیلوگرم ماده مقطر) مشخص می شود. از آنجایی که تقطیر با فشار انجام می شود R،برابر مجموع فشار بخار اشباع اجزای خالص: آر = r در + r A,می توان برای جرم یک جزء در فاز گاز نوشت:

به طور مشابه برای جرم جزء دوم:

در نتیجه:

از آنجایی که جرم مولی آب (جزء A) به طور قابل توجهی کمتر از جرم مولی هر ماده آلی با نقطه جوش بالا است، مصرف بخار معمولاً نسبتاً کم است.