دستگاه چهار جزء تقطیر

تقطیر (Distillation) یکی از متداول ترین روش ها برای جدا سازی مواد از یکدیگر به علت تفاوت نقطه جوش می باشد، در روش تقطیر برای جداسازی دو ماده روش های مختلفی وجود دارد که هر کدام از آن ها ویژگی ها و کاربرد های خاص خودشون دارند، در ادامه با آویژه همراه باشید تا علاوه بر آشنایی با انواع و کاربرد های روش تقطیر، با دستگاه چهار جزء تقطیر و انواع دستگاه تقطیر شیشه ای، قیمت و نحوه استفاده از آن  آشنا شوید.

انواع روش های تقطیر

همان طور که گفتیم تقطیر روش های مختلفی دارد که استفاده از هرکدام از روش ها بستگی به نقطه جوش مواد دارند، این روش ها عبارتند از :

• تقطیر ساده
• تقطیر با بخار
• تقطیر در خلا
• تقطیر واکنشی
• تقطیر تخریبی
• تقطیر ناگهانی
• تقطیر جزء به جزء

تقطیر ساده

در روش تقطیر ساده تمام بخار تولید شده مستقیم وارد چگالنده دستگاه تقطیر شیشه ای می شود و چگالنده گاز تولید شده را به صورت کامل میعان می کند، اما مایع به دست آمده یک مایع مقطر خالص نیست و ترکیب درصد آن دقیقا برابر با بخار تولید است ، این روش تنها برای جداسازی موادی استفاده می شود که نقطه جوش آن ها تفاوت زیادی با یک دیگر نداشته باشد و حداقل نقطه جوش مواد ۲۵ درجه سانتی گراد باشد، این نوع تقطیر بیشتر در صنایع شیمیایی مانند جداسازی مایع از نفت و مواد جامد کاربرد دارد.

مزایا استفاده از روش تقطیر ساده

• مصرف انرژی کمتر
• زمان تقطیر کوتاه تر
• راه اندازی ساده تر

معایب استفاده از روش تقطیر ساده

• مناسب برای ترکیبات و مایعات خالص تر
• نسبت به تقطیر جزء به جزء جداسازی کمتری دارد
• مناسب برای جداسازی برای دمای جوش بالا

تقطیر با بخار (steam distillation)

تقطیر با بخار (steam distillation) روشی است که برای محلول ها و موادی که به گرما حساس هستند به کار گرفته می شود، از جمله این مواد ترکیبات آروماتیک (Aromatic) هست که با حرارت بالا تجزیه یا تخریب می گردد، در این روش تقطیر از حباب های بخار برای حمل بخشی از محلول در دستگاه تقطیر شیشه ای استفاده می شود، از آنجا که ترکیبات آروماتیک در آب حل نمی شوند این مواد همراه با بخار وارد چگالنده می شوند و بعد از میعان از آب به صورت یک لایه مجزا جدا می گردد.

تقطیر در خلا

برخی از ترکیبات شیمیایی مانند نفت دمای جوش بالایی دارند و نمی توان با روش های مختلف تقطیر دو ماده با نقطه جوش بالا جدا نمود زیرا در دما های بالا امکان تخریب این مواد وجود دارد، به همین دلیل برای جداسازی مواد از روش تقطیر در خلا استفاده می کنند، در این روش  هنگامی که فشار پایین می آید و به فشار بخار محلول در دمای پایین می رسد، تبخیر شروع می شود.

تقطیر واکنشی

تقطیر واکنشی (reactive distillation) روشی که برای انجام تبخیر از راکتور استفاده می شود، در این روش دمای جوش واکنش از دمای جوش واکنش دهنده بسیار پایین تر است و هنگامی واکنش رخ می دهد که واکنش دهنده هنوز در فاز مایع قرار دارند و بعد از واکنش یک محصول تولید می شود، این محصول شروع به تبخیر می کند و بخار حاصله مانند تقطیر ساده و چگالنده میعان و جدا می گردد.

تقطیر تخریبی (Destructive distillation)

تقطیر تخریبی (Destructive distillation) روشی است که با گرمایش شدید مواد جامد در غیاب اکسیژن انجام می شود که به وسیله آن مواد با نقطه جوش بالا به صورت گاز متصاعد و سپس میعان می شوند.

تبخیر ناگهانی (Flash evaporation)

تبخیر ناگهانی (Flash evaporation) یک نوع روش تقطیر است که طی آن مخلوط مایع با عبور از یک شیر فشار شکن به داخل یک محفظه ریخته می شه، در زمان رخ دادن این فرایند جزء سبک تر به گاز تبدیل می شود و جزء سنگین تر به صورت مایع از پایین خارج می شود، این نوع روش تقطیر یک فرایند تک مرحله ای است که به صورت پیوسته و یا ناپیوسته انجام می شود.

تقطیر جزء به جزء (fractional distillation)

در بسیاری از مواد و محلول ها نقطه جوش اجزا بسیار به یک دیگر نزدیک تر است و تقریبا تابع قوانین رائولیت می باشند، بنابراین برای انجام تقطیر در دستگاه تقطیر شیشه ای می توانید از روش تقطیر جزء به جزء استفاده کنیم، این روش مانند روش تقطیر ساده است و در یک ستون تقطیر اتفاق می افتد، هنگامی که محلول گرم می شود بخار شروع به بالا رفتن از ستون تقطیر می نماید، در همین حین در هرکدام از سینی ها میعان اتفاق می افتد و به پایین می آیند و در این موقع میعان با بخار در حال بالا رفتن تماس پیدا می کند و مجدد قسمتی از آن تبخیر می شود و میعان بخشی از بخار می شود. در روش تقطیر جزء به جزء عملیات تبخیر به وسیله دستگاهی به نام “دستگاه تقطیر شیشه ای” استفاده می شود.

مزایا استفاده از روش تقطیر جزء به جزء

• نسبت به روش های دیگر تقطیر جداسازی بهتری دارد
• مناسب برای جداسازی مایعات با ترکیبات پیچیده

دستگاه تقطیر آزمایشگاهی چیست و چه کاربرد هایی دارد؟

دستگاه چهار جزء تقطیر یا ست تقطیر آزمایشگاهی از دیگر تجهیزات آزمایشگاهی است که از شیشه آلات آزمایشگاهی مختلف تشکیل شده که مناسب برای تقطیر مایعات با نقطه چوش متفاوت و جدا کردن مواد شیمیایی با ویژگی فرار بودن می باشد، این دستگاه تقطیر شیشه ای آزمایشگاهی از جمله از دستگاه های آزمایشگاهی است که برای تبدیل مواد از حالت گاز (بخار) به مایع بکار برده می شود. کاربرد های دستگاه تقطیر عبارتند از:

• جداسازی آب شیرین از آب نمک
• جداسازی نفت خام
• تقطیر نفت در پالایشگاه های نفتی و شیمیایی
• تولید آب خالص در آزمایشگاه ها برای شستشو و استریلیزاسیون
•  غذایی
•  داروسازی
•  شیمیایی برای تولید الکل، پارافین، گازودیل
• گلاب گیری
• پلایشگاه های شیمیایی و نفتی جهت تقطیر نفت

اجزای دستگاه تقطیر

دستگاه تقطیر یا ست تقطیر آزمایشگاهی که به آن برج تقطیر هم گفته می شود از ۱۶ جزء تشکیل شده که به ترتیب عبارتند از :

1. منبع گرما
2. ظروف محلول
3. در پوش
4. دماسنج برای اندازه گیری دما
5. کندانسور
6. ظرف تقطیر
7. کنترل گر گرما
8. هم زن
9. مخزن آب سرد

چگونه می توانیم از دستگاه تقطیر استفاده کنیم؟

برای انجام آزمایش تقطیر که در آزمایشگاه کالیبراسیون آزما تجهیز انجام گرفته از وسایل مورد نیاز زیر استفاده می کنیم:

• بالن ۵۰۰ سی سی
• کندانسور مارپیچ ۴۰ سانتی متری
• رابط زانویی
• قطره گیر
• بک گاز
• پایه و گیره برای نگهداری دستگاه

برای نصب و سرهم کردم دستگاه تقطیر یا ست تقطیر آزمایشگاهی ابتدا بالن آزمایشگاهی و کندانسور را به یک گیره وصل کرده و بر روی بک گاز قرار می دهیم، بعد محلول شیمیایی که قصد انجام آزمایش بر روی آن را دارید در داخل بالن بریزید و یک سر رابط زانویی را در داخل بالن قرار داده و سر دیگر آن را به کندانسور متصل کنید.

برای عایق بندی اتصالات شیشه آلات بهتره که از سیلیکون استفاده کنید اما اگر سیلیکون نداشتید می تونید از نوار تفلون استفاده کنید، بعد از اینکه یک سر دیگه به رابط زانویی متصل کردید، سر دیگر کندانسور را به قطره گیر متصل کرده و در داخل یک ارلن (مزور)  قرار می دهید.

در نهایت یک نکته ای که باید به آن توجه کنید این است که همیشه آب سرد را از قسمت انتهایی کندانسور وارد کنید و از ابتدای لوله خارج کنید.

بیشتربدانید : روتاری اواپراتور (تقطیر در خلا)