A desztillációt és a rektifikálást széles körben használják az iparban. Ezekkel a módszerekkel tisztítják az etil-alkoholt, elválasztják a kerozint, a benzint, a dízelüzemanyagot és más komponenseket az olajtól, aromás anyagokat nyernek az illatszerekben és még sok más.
Mindkét technológia ugyanazon a folyadékdesztilláció elvén alapul. Vannak azonban különbségek, és elég komolyak is.
A desztilláció olyan folyamat, amelynek során a kockában (tartályban) lévő folyadékot felmelegítik és elpárologtatják, majd lehűl és lecsapódik. A gőz végső soron folyékony vagy szilárd anyaggá alakítható (a második lehetőséget ebben a cikkben nem tárgyaljuk). A kilépő terméket desztillátumnak nevezzük. Vagy az alsó maradék (az ún. el nem párolgott folyadék), attól függően, hogy az eredeti keveréket milyen célból desztillálták.
Egy egyszerű berendezés felépítése desztillált víz előállítására. A folyadék az 1. kockában van, fedéllel 2 és hőmérővel 3. A tartály felmelegítése után a víz gőzzé alakul, ami felemelkedik és az 5-ös szeleppel a 4-es csőbe jut. Innen pedig a 7-es hűtőszekrényben található 6-os csőbe. hogy a gőz lecsapódik és ismét folyékony halmazállapotúvá vált, le kell hűteni. Ehhez a 6. csövet folyó jeges vízzel mossuk. A hűtési hatékonyság javítása érdekében spirálba tekerjük, hogy a gőz hosszabb ideig alacsonyabb hőmérsékleten maradjon. A hűtőszekrény elhagyása után a folyadék egy edénybe kerül, hogy összegyűjtse a párlatot.
Két komponensből álló keverék desztillálásakor (az egyik az alapoldó folyadék, a másik pedig ebben van feloldva) egy alacsony forráspontú, azaz alacsonyabb forráspontú keverék gőzzé alakul. A magas forráspontú (magasabb forráspontú) pedig folyékony állapotban marad. Hőmérő szükséges a fűtés mértékének szabályozásához, hogy ez a paraméter a megadott hőmérsékletek között legyen.
A desztilláció sajátossága, hogy az illékony komponensek egyszer elpárolognak. Egy ilyen egyszerű módszerrel lehetetlen elérni a keverék komponenseinek nagyfokú elválasztását. Ezenkívül csak egy összetevő tűnik ki.
A rektifikálás olyan folyamat, amelynek kezdeti szakaszában a folyadékot a desztillációhoz hasonlóan felmelegítik és elpárologtatják. De ekkor a gőz belép a desztillációs oszlopba. Ebben a keverék folyadék- és gázfázisa közötti ellenáram miatt hő- és tömegcsere történik a gőz és a kondenzált cseppek között. A kiindulási keveréket (nagyfokú tisztítás mellett) különböző forráspontú komponensekre osztják, mivel a folyadék valójában sokszor elpárolog és kondenzál.
Egy egyszerű, akár otthon is elkészíthető egyenirányító rajza. Egy tűzön vagy vízfürdőn melegített kockából áll. Fölötte van egy egyenirányító oszlop (háztartási eszközökben - fiók, amely egy merev cső) fúvókákkal, amelyek megtöltik (az ábrán "súrolóknak" nevezik őket, mert az otthoni eszközökhöz gyakran olcsó fém konyhai szivacsokból készülnek ). Fölötte egy reflux kondenzátor. Az oldalán, a párlatválasztó egységgel szemben egy speciális kivezető cső található (az ábrán piros színű). Csatlakoztatható a hűtőhöz, majd a fogadótartályhoz. A laboratóriumi és háztartási egyenirányítókban a fúvókákat „dörzsölőként” használják, amelyekkel az oszlop meg van töltve. A legnépszerűbb: spirálprizmás (Selivanenko) és normál huzal (Panchenkov). Az első biztosítja a legjobb tisztítási fokot, a második, meglehetősen hatékony működéssel, a legegyszerűbb kialakítású. Általában rozsdamentes acélból vagy rézből készülnek. Az ipari létesítményekben a fúvókák helyett speciális lemezeket használnak.
A készülék a következőképpen működik. A kezdeti keveréket a desztillációs kockában felmelegítjük, és elkezd elpárologni. A gőz egy desztillációs oszlopon halad át. A párlatválasztó egységnél a gőz egy része a piros csövön keresztül távozik, bejut a hűtőszekrénybe, lecsapódik és a fogadótartályba áramlik. A másik rész a reflux kondenzátorba emelkedik. Ez utóbbi valójában egy másik hűtő, kabátban folyó vízzel. Ebben a gőznek ez a második része is lecsapódik, majd cseppek formájában, amelyeket refluxnak vagy refluxnak neveznek, befolyik a desztillációs oszlopba, és fentről lefelé halad. A visszafolyó kondenzátor hűtéséhez szükséges víz áramlási sebessége állítható, ezáltal változtatható az oszlopba visszaáramló visszafolyó mennyiség.
A desztillációs oszlopban kétfázisú ellenáram van - a gőz felemelkedik, a reflux lefelé esik. Közöttük tömeg- és hőcsere történik, melynek eredményeként a gőz a keverék alacsony forráspontú (nagyon illékony) komponenseivel, az áramló folyadék cseppjei pedig magas forráspontú (alig illékony) összetevőkkel gazdagodnak. Emiatt megfelelő oszlopmagasság esetén a felső részéből (párlat szelekciós egység) eltávolítjuk a nagy tisztaságú célfrakciót. Az oszlopban lévő fúvókák a tömeg- és hőcsere fokozását szolgálják, mivel a gőzkondenzáció pontosan a kialakult felületükön történik. Ipari létesítményekben ez a tálcákon történik.
Az oszlopban található minden lemezt fizikainak (PT) nevezünk. Erre azért van szükség, hogy a lehető leggyorsabban létrejöjjön az egyensúlyi állapot a folyékony és a gőzfázis között. A gőzbuborékok áthaladnak az FT-n található refluxrétegen. Ennek eredményeként a fázisok közötti tömeg- és hőcsere felgyorsul. De miután a gőz áthalad egy FT-n, továbbra sem lesz egyensúly, mivel ennek az elemnek a hatékonysága 50% és 60% között mozog. Így egy elméleti lemeznek (TP) megfelelő fázisok egyensúlyi állapotának eléréséhez két FT-t kell telepíteni. Ez azt jelenti, hogy ha számítások szerint 40 TT-s oszlopra van szükség, akkor a valóságban 80 FT-t kell bele szerelni.
A helyreállító berendezések folyamatosak vagy szakaszosak.
Az elsőben a folyékony keveréket folyamatosan adagoljuk az oszlopba, és az elválasztott összetevőket is folyamatosan eltávolítjuk belőle. Másodszor, egy bizonyos mennyiségű keveréket azonnal betöltenek a kockába, majd a készülék a teljes feldolgozásig működik.
A háztartási eszközökben egy fiókot használnak desztillációs oszlopként. Ez egy 30-50 mm átmérőjű cső, amely teljes térfogatában fúvókákkal van megtöltve. Az utóbbiak kiömlésének megakadályozására gőz- és cseppáteresztő vattákat helyeznek el a széleken. A fázisegyensúly állapota akkor érhető el, ha a gőz áthalad a keret egy bizonyos rétegén, ami egy CT-nek felel meg. A magasságát milliméterben számítják ki, és az átviteli egység magasságának nevezik.
A rektifikáció főbb jellemzői: a kívánt összetevő tiszta formában történő izolálása és az a képesség, hogy a kezdeti keveréket egyszerre több komponensre szétválasztják. Minél magasabb az oszlop, annál lassabb a folyamat, de annál tisztább a végtermék.
A szeszesital-iparban a desztillált és a rektifikált alkohol közötti különbséget az alábbiak szerint magyarázzuk. A párlat olyan nyersanyag, amelyben az eredeti termék érzékszervi tulajdonságai (íze és illata) megmaradnak. Vagyis ha gabona ital készül, akkor gabona, ha alma ital, akkor alma stb. Ugyanakkor a desztillált etil-alkohol még mindig sok szennyeződést tartalmaz. Némelyikük ízt és illatot formál. Másokat különféle receptek segítségével lehet megszabadulni. A finomított alkohol finomított alkohol. Az eredeti termék érzékszervi tulajdonságai teljesen hiányoznak. Íze és illata csak alkoholnak van, semmi másnak. A technológiai folyamat következő szakaszaiban ízesítő adalékok és aromák segítségével adják hozzá a kívánt érzékszervi tulajdonságokat, ami után a likőrök, tinktúrák és egyebek széles választékát kapják.
Ez alapján nem mondhatjuk, hogy az egyik módszer jobb, a másik rosszabb. Mindenkinek megvan a maga célja. Ha például a pálinkát a szőlő ízével és aromájával készítik, akkor desztillációra van szükség. A javítás után ezek a funkciók eltűnnek. A kellemes aroma elérése érdekében a desztillált alkoholt tölgyfahordókban érlelik. De a rektifikált 96%-os alkohol esetében ez hiábavaló, csak hígításra alkalmas, például vodka gyártásánál. Ehhez azt is hozzátehetjük, hogy az alkohol rektifikálására szolgáló berendezés drágább, mint a desztillációé. Ezenkívül desztillált cefre is szükséges a rektifikációhoz.
Két összetevőből álló keverékben (amelyek közül az egyik folyadék az oldat alapja) az oldott anyag koncentrációja a C1 folyadékban eltér a folyadék gőzében lévő C2 koncentrációtól. Megoszlási (eloszlási) együttható
a folyamat jellemzője. Bizonyos esetekben kényelmesebb a reciprok értékkel dolgozni: A = 1 / B, amelyet azonosnak neveznek. Ez a paraméter a desztilláció körülményeitől és a keveréket alkotó anyagok természetétől függ.
A körülményektől függően a B együttható a következő lehet:
Ideál. Csak a keverék összetevőinek parciális nyomása befolyásolja (a parciális a több gáz keverékében lévő egyes gáz nyomása, vagyis az a nyomás, amely egy gáznak akkor lenne, ha az egész gázt elfoglalná a gázkeverék által elfoglalt térfogat).
Egyensúlyi. Ebben az esetben a folyadékból elpárolgó H gáz molekuláinak száma megegyezik a folyadékba ugyanabban az időben visszatérő H1 molekuláinak számával.
Hatékony.
A gyakorlatban a desztillációt az oldat keverése és a benne lévő szennyeződések befolyásolják. Ez utóbbi jelenléte olyan jelentős lehet, hogy a fő anyag és a szennyeződések elválasztásának effektív együtthatója nagymértékben eltérhet az ideálistól.
Nem kevésbé fontos folyamatparaméterek a párolgási hőmérséklet és a rendszer eltérésének mértéke a folyadék és a gőz közötti fázisegyensúlytól. A lepárlás során:
Ahol NS a kondenzátumba áthaladó molekulák száma. Az eltérést mennyiségileg az NS / N arány határozza meg. Ebben az esetben a rendszernek két határállapota van. Ha NS = 0, akkor egyensúly van: hány részecske távozott a folyadékból egységnyi idő alatt, annyi részecske tért vissza. Ha HC = H, akkor ez molekuláris desztilláció, vagyis a folyadékból elpárolgott összes részecske kondenzátummá alakul. Ez általában akkor fordul elő, ha a folyamatot vákuumban hajtják végre, a gőznyomás alacsony, és a víz felszíne és a kondenzációs pont közötti távolság minimális. Ebben az esetben a gőzrészecskék nem ütköznek sem levegőmolekulákkal, sem egymással.
Egyszerű desztillációnak nevezzük a cikk elején leírt eljárást, amelyben egy folyadékot felmelegítenek és részben elpárologtatnak, gőzeit pedig folyamatosan a hűtőbe engedik és ott kondenzálják. Többkomponensű folyékony keverékkel végzett munka során frakcionált desztillációt vagy frakcionált desztillációt alkalmaznak. Ebben az esetben a keverék összetevőit a legalacsonyabb forrásponttól kezdve, illékonyságuktól függően részletekben gyűjtik össze kondenzátummá.
A rektifikálást sok szakértő a desztilláció egyik fajtájának tartja. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy minden gázból és folyadékból álló zárt rendszer egyensúlyi állapotba kerül. A rektifikálás során pedig a gőzfázisban lévő összetevők üzemi (tényleges) koncentrációja eltér attól, aminek lennie kellene ahhoz, hogy ez a folyadék egyensúlyban legyen.
A desztilláció és a rektifikálás a folyékony keverék komponenseinek elválasztásának két módja, amelyek ugyanazon a fizikai folyamaton alapulnak. De a megvalósításuk különböző technológiái teljesen eltérő eredmények elérését teszik lehetővé.
A desztilláció az anyagok elválasztásának vagy tisztításának módszere különböző forráspontok alapján.
Az elválasztandó keverék komponenseinek tulajdonságaitól és forráspontjuk különbségétől függően a desztilláció különféle típusait és módszereit alkalmazzák. Tehát, ha a desztilláció célja egy anyag megtisztítása a gyakorlatilag nem illékony szennyeződésektől, akkor egyszerű desztillációhoz folyamodnak. Példa erre a csapvíz desztillációja az oldott ásványi sók eltávolítására, ami desztillált vizet eredményez. Az egyszerű desztilláció speciális esete a vízgőz desztilláció. Ha egy keverék melegítése során két vagy több komponens elpárolog, frakcionált desztillációt kell alkalmazni a szétválasztásukra. Mindkét típusú desztilláció - egyszerű és frakcionált - elvégezhető légköri és csökkentett nyomáson is (vákuumdesztilláció).
Nemcsak a folyékony anyagokat, hanem a szobahőmérsékleten szilárd anyagokat is le lehet desztillálni. Az átkristályosításhoz képest a desztilláció általában rövidebb idő alatt nagyobb tiszta terméket eredményez.
Laboratóriumi desztillációval egy műveletben könnyen tisztítható például akár egy kilogramm anyag, míg ugyanannyi termék átkristályosításához vagy több részre kell osztani, vagy terjedelmes berendezést kell használni. nem mindig kényelmes. Az átkristályosítással ellentétben a desztilláció használható erősen szennyezett vegyületek tisztítására, beleértve a termékek közvetlen izolálását a reakcióelegyből. Végül a desztilláció nem jár semmilyen segédanyag, például adszorbensek vagy szerves oldószerek kiadásával.
Másrészt a desztilláció nem univerzális tisztítási módszer. Sok anyag lebomlik a forrásponton még csökkentett nyomáson is.
Ha a folyadékok hasonló forráspontúak, akkor a laboratóriumi szétválasztásuk nagyon munkaigényes, és hatékony desztillációs oszlopok használatát teszi szükségessé, amivel nem minden laboratórium rendelkezik. Azonban még akkor is, ha a forráspontkülönbség nagy, a desztilláció mindig biztosítja a teljes elválasztást. Erre különös figyelmet kell fordítania. A kezdő dolgozók gyakran azt hiszik, hogy a desztilláció automatikusan garantálja az összes szennyeződés eltávolítását az anyagból. Eközben a gyakorlatban léteznek nem külön forrásban lévő (azeotróp) keverékek. Például az etil-alkoholt teljesen meg lehet szabadítani a víztől légköri nyomáson végzett desztillációval, bár a forráspontok különbsége több mint 20 °C. Amikor vízből próbálunk alkoholt desztillálni, 95,6 tömegszázalék alkoholt és 4,4 tömegszázalék vizet tartalmazó keverék gyűlik össze a tartályban. Meglehetősen gyakori jelenség, amely megzavarja a desztillációt, hogy egyes nagy hatású anyagok más anyagok gőzeivel együtt desztillálódhatnak. Ugyanakkor ezt a tulajdonságot nagy hatásfokú anyagok hatékony tisztítására használják, például gőzdesztilláció során.
A fentiekből az következik, hogy a desztillációhoz csak az esetleges szennyeződések természetének és relatív illékonyságuk teljes megértése után lehet folyamodni. Sok esetben kevesebb munkával és tisztább formában nyerhető egy anyag, ha a desztillációt más tisztítási módszerekkel kombinálják. Például a műszaki etil-acetát fő szennyeződésként etil-alkoholt, ecetsavat és vizet tartalmaz. Ennek megfelelően az egyik lehetséges tisztítási módszer magában foglalja a kalcium-kloriddal történő kezelést az alkohol és a víz nagy részének felszívódására, a vízmentes hamuzsírral történő kezelést a sav nyomainak eltávolítására és a további szárítást, a zeolitok kezelését a végső szárításhoz, és végül a desztillációt az esetleges nem szennyeződések eltávolítására. - illékony szennyeződések.
Lepárlás
P. ( desztilláció) a vegyi laboratóriumi gyakorlatban és a gyáriparban a mérnöki munkában nagyon gyakran alkalmazott művelet folyadékok vagy szilárd anyagok folyadékban lévő oldatainak, valamint ezek keverékeinek szétválasztására, amelyek egyenlőtlen illékonyságuk alapján a folyadékot forralással gőzzé alakítják. , ami ezután a hűtőben lehűtve ismét folyékony halmazállapotúvá csapódik le. Ebben az esetben a hűtőszekrény olyan elrendezést kap, hogy a gőzből lecsapódó és leválasztásra kerülő folyadék ne tudjon visszafolyni az edénybe, ahol a forralást végzik, hanem egy másik edénybe, úgynevezett gyűjtőbe irányítják (desztillálják). . Lásd a művészetet. Laboratórium, ahol részletesen tárgyalják a különböző desztillációs típusokat (frakcionált desztilláció, csökkentett nyomáson történő desztilláció, vízgőzzel történő desztilláció stb.), valamint a laboratóriumokban általánosan használt gyakorlati technikákat és berendezéseket, valamint a 3. sz. Forró.
Száraz desztilláció (desztilláció sèche, trockene Desztilláció, pusztító desztilláció- az utolsó, angol név a többi közül a legjobban megfelel a dolog lényegének) a szilárd anyagok bomlása hevítéskor, páratermékek felszabadulásával együtt. Ilyenkor általában csak a felvett anyag kisebb-nagyobb része megy át gőzzé, egy része pedig a művelet végén a desztilláló berendezésben (kazán, retorta) marad szilárd maradék formájában. Tipikus példák a száraz desztillációra a technológiában: fa száraz desztillációja (lásd), abból a célból, hogy faalkoholt, ecetsavat, terpentint, kátrányt és szenet nyerjenek ki belőle; a szén száraz desztillációjához gáz (lásd) és koksz (lásd) gyártás során, valamint a világítógáz felszabadulásával együtt kátrány és ammónia víz képződik, a maradék pedig koksz; száraz P. csontokon (lásd) és különféle állati és növényi maradványokon és termékeken, mint például: bőr, szarv, gyanta stb., hogy belőlük ammóniát, csont (állati) olajat és szenet, gyantaolajokat stb. száraz P. kémiai laboratóriumi gyakorlatból, rámutatunk a ketonok bomlás útján történő előállítására zsírsavak sóinak hevítésénél, pl.: (CH 3 -CO-O) 2 Ba = CH 3 -CO-CH 3 + BaCO 3, aldehidek előállítására (lásd) Piria módszerrel stb., és egy keton vagy szénhidrogén megy át a befogadóba, és szén-dioxid só marad a retortában. Bár mindezek a reakciók lényegükben mélyen eltérnek a közönséges P.-től, megjelenésükben valójában nagyon nagy hasonlóságokat őriznek meg vele, mivel mindkét esetben melegítést alkalmaznak, gőzök keletkeznek, amelyek aztán lecsapódnak, ami viszont lecsapódik. , fordulat, megközelítőleg azonos eszközökre és berendezésre van szükség a közönséges és száraz desztilláció végrehajtásához.
A cikk anyagát reprodukáljaJelenleg az alkoholtartalmú italokat meglehetősen gyakran használjuk életünkben. De az erős italok csak akkor okoznak örömet, ha jó minőségűek. Ezt úgy érhetjük el, hogy megfelelő módon szerezzük be. Ezzel kapcsolatban fontos ismerni az alkohol lepárlásának alapvető módszereit: az alkohol lepárlását és rektifikálását.
Maga a „lepárlás” szó latin eredetű, jelentése „cseppentés”. Jellemzően ezt a módszert az élet számos területén alkalmazzák a folyadékok összetételében eltérő komponensekre történő szétválasztására. Nem alkalmazható, ha a folyadékban lévő frakciók forráspontja különbözik.
A desztillációt a kőolaj-finomító iparban használják benzin, kerozin és kenőolajok előállítására. A tengervíz sótalanításának folyamata is ezen a módszeren alapul.
De érdekel minket ez a módszer az etil-alkohol alkoholtartalmú folyadékoktól való elkülönítésére.
Az alkohol desztillációja vagy lepárlása olyan jelenség, amely az erjesztett keverékből illékony vegyületek elpárologtatását eredményezi. Ezek a kondenzátum formájában leülepedve holdfényt képeznek. A holdfény létrehozásához speciális készüléket használnak - egy lepárlót, amely egy desztillációs kocka.
Maga a lepárlási folyamat egyszerű, és két lépésből áll:
Ugyanakkor a kivonandó alkohol forráspontja +78 C, míg a vízé +100 C, ami az alkohol gyors elpárolgásához vezet. A hűtési folyamat során az alkohol lecsapódik. Az alkoholkoncentráció növelése érdekében a párlat többször is desztillálható.
Az elején kapott holdfényt erős szilárdság és magas szintű káros anyagok jellemzik: észterek és aldehidek. Ebből a szempontból alkoholként kategorikusan nem fogyasztható, jobb kiönteni, vagy más felhasználási módot találni, például tüzet gyújtani vele.
Desztillációs folyamat Szintén nem ajánlott fuselalkoholokat és metanolt tartalmazó úgynevezett „farok” használata. Kellemetlen szagukról lehet őket felismerni. A holdfény ereje 40%-ra csökkenése után jelennek meg, de az első használhatatlan cseppektől eltérően a „farok” újra desztillációra használható.
A desztilláció befejezését általában a következő módon határozzák meg: az abszorbens folyadékot meggyújtják. Ha égni kezd, állítsa le a lepárlást.
Az alkohol desztillációja az osztályozás szerint a következő típusokra oszlik:
Az alkohol egyszerű desztillációja a második típusú desztilláció kezdeti szakasza.
Desztillációs folyamat diagramja Ezt a módszert már az ókori Egyiptomban használták romlott szőlőből festék előállítására. Ehhez rézkockákat használtak, amelyek kialakítása tartalmazott egy desztilláló tartályt, egy kondenzátort és egy kivezető csövet a párologtatáshoz. Eleinte ezeket az egységeket festék- és parfümgyártásban használták, majd egy idő után erős alkoholos italok készítésére is használták őket.
Jelenleg az egyszerű lepárlás az alkohol lepárlásának technológiája, amely nem távolítja el teljesen a káros szennyeződéseket. Még az eljárás megismétlése sem tisztítja meg teljesen az italt. Kimeneti erőssége 25-30 térfogatszázalék.
Az alkohol lepárlása több szakaszban történik:
A végtermék a cefréhez használt termékek illatával és ízével rendelkezik, ezért aromatizálásnak vetik alá. Például a rumot és a konyakot tölgyfahordókba öntik, a ginhez pedig mandulát vagy fenyőesszenciát adnak.
Bonyolultabb módszer a burgonya használata, amelyet összetörve vízzel fel kell tölteni és fel kell melegíteni. A burgonyában lévő keményítő cukrokká alakul. Ezután hozzáadjuk az élesztőt, és meleg helyre tesszük.
Ezenkívül a kellemetlen szagok megszabadulása érdekében a terméket gyakran vegyi kezelésnek vetik alá, ami negatívan befolyásolhatja az emberi egészséget.
Ezt a módszert frakcionáltnak is nevezik, mivel több szakaszban hajtják végre. Több odafigyelést és türelmet igényel.
A frakcionált desztilláció a folyadékot alkotó komponensek forráspont-különbségén alapul. A módszer lényege, hogy a desztilláció során az alkoholt frakciókra választják szét, majd ezeket különböző tartályokba osztják szét.
Az etanol lepárlása nem jár „fejek” vagy első frakció használatával, azok kellemetlen szagának és fokozott ártalmatlanságának köszönhetően. Az ebben a szakaszban összegyűlt kondenzátum nemcsak lenyelés, hanem külső használat esetén is veszélyes. Ha egy ilyen frakció a bőrre kerül, károsodás léphet fel, például a bőr leválik. A "fejeket" főleg a fa megvilágítására használják. Ennek a frakciónak a szétválasztása után ki kell cserélni a fogadótartályt.
A középső frakciónak (holdfénytest) nincs színe és nincs szúrós szaga. Ebben a szakaszban a kiváló minőségű holdfény kerül kiválasztásra. A holdfény ezen részének kiválasztása 95 °C-ig terjedő égés során történik, míg az erősség 35 és 45% között van. A 78-83C közötti tartományban a legtisztább víz-alkohol tömegek szabadulnak fel, amelyek nem tartalmaznak az emberi egészségre káros szennyeződéseket.
A végső frakciót vagy „farkat” erős, csípős szag jellemzi a fuselolajok és a nehéz szennyeződések miatt. Azt is meg kell akadályozni, hogy a frakció fő részébe kerüljenek, ehhez ebben a szakaszban ki kell cserélni a fogadótartályt. A „farok” általában alkalmatlan lenyelésre szaguk és a holdfény fő részének minőségének romlása miatt. De felhasználhatók újrapárlásra, új cefréhez, vagy holdfényhez adják, ha szeretik ezt az ízt.
Az alkohol minőségének javítása érdekében ajánlatos egy újabb tisztítást szénnel végezni, tiszta vízzel hígítani, vagy újra desztillálni, ezt a folyamatot lassabban, mint az első alkalommal. Az ismételt desztilláció azeotróp elegy képződéséhez vezethet, melynek összetétele a későbbi desztillációk során nem változik.
Tekintettel arra, hogy az aroma és íz jelenléte miatt nem lehet magas szintű tisztaságú alkoholt előállítani desztillációval, még frakcionált sem, ezért rektifikációt alkalmaznak.
Maga a rektifikációs eljárás egy keverék szétválasztása, amely a gőz és a folyadék közötti hőcsere folyamatán alapul.
Sokan tévesen az alkohol rektifikálását újralepárlásnak tekintik, de ezt a két fogalmat nem szabad összekeverni.
Ez a módszer egy desztillációs oszlop használatát foglalja magában, amely egy olyan berendezés, amely a folyadékot alkatrészekre választja szét. Ebben az esetben az eredmény tiszta alkohol, amely nem rendelkezik csípős szagokkal, ízekkel vagy káros anyagokkal. Ennek az eszköznek a használata nélküli rektifikációja alacsonyabb erősségű alkoholt eredményez.
Amikor egy holdfényes edényt felmelegítenek, a folyadék forrni kezd, ami gőz képződését eredményezi. Desztillációs oszlopokon keresztül emelkedik fel a tetejére, és egy olyan egységbe kerül, ahol a gőz lecsapódik, és ezt refluxkondenzátornak nevezik. Ezt a készüléket vízzel hűtik. Amikor a pára lehűlt felületet ér, lecsapódik, és váladék képződik. A váladék a tartályba áramlik. A tetejére felszálló gőz és a lefelé áramló visszafolyó kölcsönhatásba lép egymással, hőcserélő folyamatot alakítva ki. A rektifikálás a gőz és a folyadék állandó kölcsönhatását jelenti. Ennek eredményeként az alacsonyabb forráspontú anyagok a tetején helyezkednek el, amelyek kondenzátummá alakulnak, és a tartályba áramlanak.
Ezt a desztillációs módszert tiszta etil-alkohol előállítására használják. Ez az alkohol a vodka alapja. A rektifikálás a legbiztonságosabb is, mivel lehetővé teszi erős alkoholos italok készítését, kiküszöbölve a nagy mennyiségű szennyeződés jelenlétét és a vegyszerekkel történő mérgezést fogyasztáskor.
Az alkohol lepárlásának legjobb módszerének meghatározásához el kell döntenie, hogy mi a fontosabb az Ön számára: az alkohol vagy a tiszta alkohol finom íze és aromája.
A különböző lepárlási eljárások során a kimeneten különböző italok keletkeznek: desztillációval moonshine, konyak, whisky, tequila, gin készül; a tiszta alkohol rektifikációs termék.
Ezenkívül meg kell értenie, hogy a desztilláció után, még a frakcionált is, a végső ital az eredeti nyersanyag aromájával és ízével rendelkezik, míg a rektifikáció során az íz és az aromás tulajdonságok megsemmisülnek.
Így nem lehet azt mondani, hogy egyik vagy másik módszer jobb, mivel eltérő eredményeket adnak a kimeneten.
A folyadék gőzzé alakításának folyamata, amely aztán visszacsapódik folyékony formába. A legegyszerűbb példa a vízdesztilláció, amikor a vízforraló gőze cseppek formájában lerakódik egy hideg felületre.
A desztillációt folyadékok nem illékony szilárd anyagoktól való elválasztására használják, például alkoholos italok erjesztett anyagokból történő desztillálásakor, vagy két vagy több különböző forráspontú folyadék elválasztására, például benzin, kerozin és kenőolajok kőolajból történő előállításánál. Egyéb ipari alkalmazások közé tartozik a vegyi anyagok, például a formaldehid és a fenol feldolgozása, valamint a tengervíz sótalanítása.
A desztillációs eljárást valószínűleg az ókori kísérletezők használták. Arisztotelész (Kr. e. 384-322) említette, hogy a tengervíz elpárologtatásával tiszta víz nyerhető. Idősebb Plinius (i.sz. 23-79) egy primitív kondenzációs módszert írt le, amelyben a gyanta hevítésével nyert olajat az alembic tetejére helyezett gyapjúra gyűjtik.
Az iparban és laboratóriumi kutatásokban használt legtöbb desztillációs módszer az egyszerű desztilláció változata. Ez az alaptechnológia desztillálóberendezést vagy retortát használ a folyadék felmelegítésére, kondenzátort a gőz hűtésére és egy edényt a desztillátum összegyűjtésére. Anyagkeverék melegítésekor először a legillékonyabb vagy a legalacsonyabb forráspontú anyagot desztilláljuk, majd a többit desztilláljuk, vagy egyáltalán nem desztilláljuk. Egy ilyen egyszerű berendezés tökéletes nem illékony komponenseket tartalmazó folyadékok tisztítására, és meglehetősen hatékony a különböző forráspontú anyagok szétválasztására. Laboratóriumi használatra a készülék részei általában üvegből készülnek, és dugókkal, gumitömlőkkel vagy üvegcsövekkel kötik össze. Ipari méretekben a berendezések fémből vagy kerámiából készülnek.
A frakcionált vagy differenciális desztillációnak nevezett módszert a kőolaj finomítására fejlesztették ki, mivel az egyszerű desztilláció olyan folyadékok elválasztására, amelyek forráspontja alig különbözik, nem hatékony. Ebben az esetben a gőzöket ismételten kondenzálják és elpárologtatják egy szigetelt függőleges tartályban. Különleges szerepet töltenek be itt a gőztartályok, a frakcionált oszlopok és a kondenzátorok, amelyek lehetővé teszik a kondenzátum egy részének visszavezetését a kockába. A cél az elegy felszálló különböző fázisai közötti szoros érintkezés elérése, hogy a vevőbe csak a legillékonyabb frakciók juthassanak gőz formájában, a többi pedig folyadékként térjen vissza a desztillálóba. Az illékony komponensek ilyen ellenáramok közötti érintkezés eredményeként történő tisztítását egyenirányításnak vagy dúsításnak nevezzük.
Ezt a módszert többlépcsős villanópárologtatásnak is nevezik. Ez az egyszerű desztilláció egy másik fajtája. Például nagy kereskedelmi sótalanító üzemekben víz desztillálására használják. A folyadék gőzzé alakítása nem igényel hőt. Egyszerűen leesik egy nagy légköri nyomású tartályból egy alacsonyabb légköri nyomású tartályba. Ez gyors párolgáshoz vezet, amelyet a gőz folyadékká kondenzációja kísér.
A csökkentett nyomású eljárás egyik változata vákuumszivattyút használ a vákuum létrehozására. Ezt a "vákuumdesztillációnak" nevezett módszert néha olyan anyagokkal való munka során alkalmazzák, amelyek általában magas hőmérsékleten forrnak, vagy normál körülmények között forraláskor lebomlanak.
A vákuumszivattyúk a légköri nyomásnál lényegesen alacsonyabb nyomást hoznak létre az oszlopban. Rajtuk kívül vákuumszabályozókat is használnak. A paraméterek gondos ellenőrzése nagyon fontos, mert az elválasztás hatékonysága az adott hőmérsékleten és nyomáson a relatív illékonyság különbségétől függ. Ennek a paraméternek a megváltoztatása negatívan befolyásolhatja a folyamatot.
Vákuumban az olajfinomítókban jól tudják. A hagyományos desztillációs módszerek elválasztják a könnyű szénhidrogéneket és a szennyeződéseket a nehéz szénhidrogénektől. A visszamaradó terméket vákuumdesztillációnak vetjük alá. Ez lehetővé teszi a magas forráspontú szénhidrogének, például olajok és viaszok alacsony hőmérsékleten történő elválasztását. A módszert alkalmazzák hőérzékeny szerves kémiai vegyületek elválasztására és szerves oldószerek kinyerésére is.
A vízgőz-desztilláció egy alternatív desztillációs módszer a normál forráspont alatti hőmérsékleten. Akkor használják, ha a desztillált anyag nem keveredik és nem lép kémiai reakcióba vízzel. Ilyen anyagok például a zsírsavak és a szójababolaj. A desztilláció során gőzt vezetnek a folyadékba, amely felmelegíti és párolgást okoz.
Bár a töltött oszlopokat leggyakrabban abszorpcióra használják, gőz-folyadék keverékek desztillálására is használják. Ez a kialakítás nagy érintkezési felületet biztosít, ami növeli a rendszer hatékonyságát. Ennek a kialakításnak egy másik neve desztillációs oszlop.
A működés elve a következő. A különböző illékonyságú komponensekből álló nyersanyagkeveréket az oszlop közepébe tápláljuk. A folyadék a fúvókán keresztül lefelé áramlik, a gőz pedig felfelé halad. A tartály alján lévő keverék belép a fűtőberendezésbe, és a gőzzel együtt távozik belőle. A gáz a fúvókán keresztül felfelé rohan, felveszi a folyadék legillékonyabb komponenseit, elhagyja az oszlopot és belép a kondenzátorba. A cseppfolyósítás után a termék a visszafolyó tartályba kerül, ahol desztillátummá és visszafolyató hűtő alatti frakcióvá válik szét.
A különböző koncentrációk hatására kevésbé illékony komponensek jutnak át a gőzfázisból a folyékony fázisba. A rögzítés növeli az érintkezés időtartamát és területét, ami javítja az elválasztás hatékonyságát. A kilépésnél a gőz maximális mennyiségű illékony komponenst tartalmaz, míg a folyadékban ezek koncentrációja minimális.
A fúvókákat ömlesztve és zsákokban töltik. A töltőanyag alakja lehet véletlenszerű vagy geometriailag felépített. Olyan anyagokból készül, mint például agyag, porcelán, műanyag, kerámia, fém vagy grafit. A töltőanyag mérete általában 3 és 75 mm között van, és a gőz-folyadék keverékkel érintkező nagy felület jellemzi. Az ömlesztett töltés előnye a nagy áteresztőképesség, a nagy nyomásállóság és az alacsony költség.
A fém töltőanyagok nagy szilárdságúak és jó nedvesíthetőségűek. A kerámiák nedvesíthetősége még nagyobb, de nem olyan tartósak. A műanyagok meglehetősen tartósak, de alacsony áramlási sebesség mellett nem nedvesednek jól. Mivel a kerámia töltőanyagok ellenállnak a korróziónak, olyan magas hőmérsékleten használják őket, amelyet a műanyag nem tud ellenállni.
A csomagos fúvókák strukturált hálók, amelyek mérete megfelel az oszlop átmérőjének. Biztosítson hosszú csatornákat a folyadék- és gőzáramláshoz. Drágábbak, de csökkentik a nyomásesést. A halmozott fúvókák előnyösek alacsony áramlási sebesség és alacsony nyomás esetén. Általában fából, fémlemezből vagy szövött hálóból készülnek.
Oldószer visszanyerésére és a petrolkémiai iparban használják.
A legszélesebb körben használt oszlopok lemez típusúak. A lemezek száma az elválasztás kívánt tisztaságától és összetettségétől függ. Ez befolyásolja, hogy milyen magas lesz a desztillációs oszlop.
Működési elve a következő. A keveréket az oszlopmagasság közepére adagoljuk. A koncentrációkülönbség miatt kevésbé illékony komponensek jutnak át a gőzáramból a folyadékáramba. A kondenzátorból kilépő gáz tartalmazza a legtöbb illékony anyagot, míg a kevésbé illékony anyagok a fűtőberendezésen keresztül távoznak a folyadékáramba.
Az oszlopban lévő tálcák geometriája befolyásolja a keverék különböző fázisállapotai közötti érintkezés mértékét és típusát. Szerkezetileg szitából, szelepből, kupakból, rácsból, kaszkádból stb. készülnek. A gőz számára lyukakkal ellátott szitatálcákat alacsony költségek mellett magas termelékenység biztosítására használják. Az olcsóbb szeleptárcsák, amelyek nyílásaiban nyitó és záró szelepek vannak, hajlamosak az eltömődésre a rájuk rakódott anyag miatt. A kupakoknak kupakja van, amely lehetővé teszi a gőz áthaladását a folyadékon apró lyukakon keresztül. Ez a legfejlettebb és legdrágább technológia, amely alacsony áramlási sebesség mellett is hatékony. A folyadék az egyik tálcából a másikba áramlik a függőleges lefolyócsöveken.
A tálcás oszlopokat gyakran használják az oldószerek visszanyerésére a technológiai hulladékból. A szárítási műveletek során a metanol visszanyerésére is használják. A víz folyékony termékként jön ki, és az illékony szerves hulladék a gőzfázisba kerül. Ez a desztillációs oszlopban történő desztilláció.
A kriogén desztilláció magában foglalja a szokásos desztillációs technikák alkalmazását olyan gázokra, amelyeket folyékony állapotba hűtöttek. A rendszer -150 °C alatti hőmérsékleten működik. Ehhez hőcserélőket és tekercseket használnak. Az egész szerkezetet kriogén blokknak nevezik. belépnek az egységbe, és nagyon alacsony hőmérsékleten desztillálódnak. A kriogén desztillációs oszlopok csomagolhatók vagy egymásra rakhatók. A halmozott kialakítás előnyösebb, mivel az ömlesztett anyag kevésbé hatékony alacsony hőmérsékleten.
A kriogén desztilláció egyik fő alkalmazása a levegő szétválasztása alkotó gázokra.
Az extrakciós rektifikálás során további vegyületeket használnak, amelyek oldószerként változtatják a keverék egyik komponensének relatív illékonyságát. Az extrakciós oszlopban az elválasztandó anyagokhoz oldószert adnak. A betáplált áram kinyerendő komponense oldószerrel egyesül, és a folyadékfázisban távozik. A másik komponens elpárolog és a párlatba kerül. Egy másik oszlopban végzett második desztilláció választja el az anyagot az oldószertől, amelyet azután visszavezetnek az előző lépéshez a ciklus megismétléséhez.
Az extrakciós rektifikálást hasonló forráspontú vegyületek és azeotróp keverékek elkülönítésére használják. Az extraktív rektifikálást az iparban nem használják olyan széles körben, mint a hagyományos desztillációt, a tervezés bonyolultsága miatt. Példa erre a cellulóz előállításának folyamata. elválasztja a cellulózt a lignintől, és egy második desztilláció a tiszta anyagot állítja elő.
