การกลั่นและการแก้ไขมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เมื่อใช้วิธีการเหล่านี้ เอทิลแอลกอฮอล์จะถูกทำให้บริสุทธิ์ น้ำมันก๊าด น้ำมันเบนซิน น้ำมันดีเซล และส่วนประกอบอื่น ๆ จะถูกแยกออกจากน้ำมัน สารอะโรมาติกได้มาจากน้ำหอม และอื่น ๆ อีกมากมาย
เทคโนโลยีทั้งสองใช้หลักการเดียวกันของการกลั่นด้วยของเหลว อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างและค่อนข้างจริงจัง
การกลั่นเป็นกระบวนการในระหว่างที่ของเหลวในลูกบาศก์ (ภาชนะ) ถูกให้ความร้อนและระเหย หลังจากนั้นของเหลวจะเย็นตัวและควบแน่น ในที่สุดไอสามารถเปลี่ยนเป็นของเหลวหรือของแข็งได้ (ตัวเลือกที่สองไม่ได้กล่าวถึงในบทความนี้) ผลผลิตที่ได้เรียกว่าการกลั่น หรือกากด้านล่าง (เรียกว่า ของเหลวที่ยังไม่ระเหย) ขึ้นอยู่กับจุดประสงค์ในการกลั่นส่วนผสมเดิม
การสร้างอุปกรณ์อย่างง่ายสำหรับผลิตน้ำกลั่น ของเหลวอยู่ในลูกบาศก์ 1 พร้อมฝาปิด 2 และเทอร์โมมิเตอร์ 3 หลังจากให้ความร้อนภาชนะ น้ำจะกลายเป็นไอน้ำ ซึ่งลอยขึ้นมาและเข้าสู่ท่อ 4 พร้อมวาล์ว 5 จากนั้นเข้าสู่ท่อ 6 ซึ่งอยู่ในตู้เย็น 7 ดังนั้น ไอน้ำควบแน่นและกลายเป็นสถานะของเหลวอีกครั้งจึงต้องทำให้เย็นลง เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ล้างท่อ 6 ด้วยน้ำน้ำแข็ง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็น จะมีการพันเป็นเกลียวเพื่อคงไอน้ำที่อุณหภูมิต่ำลงได้นานขึ้น หลังจากออกจากตู้เย็น ของเหลวจะเข้าสู่ภาชนะเพื่อรวบรวมน้ำกลั่น
เมื่อกลั่นส่วนผสมที่ประกอบด้วยสององค์ประกอบ (หนึ่งในนั้นคือของเหลวที่ละลายเป็นฐานและองค์ประกอบที่สองละลายอยู่ในนั้น) องค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำนั่นคือองค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำกว่าจะกลายเป็นไอน้ำ และการจุดเดือดสูง (ที่มีจุดเดือดสูงกว่า) จะยังคงอยู่ในสถานะของเหลว จำเป็นต้องใช้เทอร์โมมิเตอร์เพื่อปรับระดับความร้อนเพื่อให้พารามิเตอร์นี้อยู่ระหว่างอุณหภูมิที่ระบุ
คุณลักษณะที่โดดเด่นของการกลั่นคือส่วนประกอบที่ระเหยได้จะระเหยไปเพียงครั้งเดียว ด้วยวิธีการง่ายๆ เช่นนี้ จึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแยกส่วนประกอบของส่วนผสมในระดับสูงได้ นอกจากนี้ มีเพียงส่วนผสมเดียวเท่านั้นที่โดดเด่น
การแก้ไขเป็นกระบวนการในระยะเริ่มแรกซึ่งของเหลวก็ได้รับความร้อนและระเหยเช่นกัน เช่นเดียวกับการกลั่น แต่แล้วไอน้ำก็เข้าสู่คอลัมน์การกลั่น ในนั้นเนื่องจากการทวนกระแสระหว่างเฟสของเหลวและก๊าซของส่วนผสม การแลกเปลี่ยนความร้อนและมวลเกิดขึ้นระหว่างไอน้ำและหยดควบแน่น ส่วนผสมเริ่มต้นจะถูกแบ่ง (โดยมีระดับการทำให้บริสุทธิ์สูง) ออกเป็นส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่างกัน เนื่องจากของเหลวระเหยและควบแน่นหลายครั้ง
แผนผังของวงจรเรียงกระแสแบบง่ายที่สามารถทำได้แม้ที่บ้าน ประกอบด้วยลูกบาศก์ที่ให้ความร้อนเหนือกองไฟหรืออ่างน้ำ ด้านบนมีคอลัมน์แก้ไข (ในอุปกรณ์ในครัวเรือน - ลิ้นชักซึ่งเป็นท่อแข็ง) พร้อมหัวฉีดที่เติมเต็ม (ในรูปเรียกว่า "ใยขัด" เพราะสำหรับอุปกรณ์ในบ้านมักทำจากฟองน้ำครัวโลหะราคาถูก ). ด้านบนเป็นคอนเดนเซอร์ไหลย้อน ด้านข้างตรงข้ามกับหน่วยเลือกการกลั่นจะมีท่อทางออกพิเศษ (สีแดงในแผนภาพ) มันเชื่อมต่อกับตู้เย็นแล้วต่อเข้ากับภาชนะรับ ในห้องปฏิบัติการและในครัวเรือนวงจรเรียงกระแสจะใช้หัวฉีดเป็น "ตัวขัดถู" ซึ่งเต็มไปด้วยคอลัมน์ ที่นิยมมากที่สุด: ปริซึมเกลียว (Selivanenko) และลวดธรรมดา (Panchenkov) ประการแรกให้การทำความสะอาดในระดับที่ดีที่สุด ประการที่สองด้วยการทำงานที่มีประสิทธิภาพพอสมควร เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการออกแบบ มักทำจากสแตนเลสหรือทองแดง ในการติดตั้งทางอุตสาหกรรมจะใช้แผ่นพิเศษแทนหัวฉีด
อุปกรณ์ทำงานดังต่อไปนี้ ส่วนผสมเริ่มต้นจะถูกทำให้ร้อนในลูกบาศก์การกลั่นและเริ่มระเหย ไอน้ำจะไหลผ่านคอลัมน์การกลั่น ที่หน่วยคัดเลือกการกลั่น ส่วนหนึ่งของไอน้ำจะถูกเอาออกผ่านท่อสีแดง เข้าสู่ตู้เย็น ควบแน่นและไหลลงสู่ภาชนะรับ อีกส่วนหนึ่งจะลอยขึ้นสู่คอนเดนเซอร์ไหลย้อน อันที่จริงแล้วตู้เย็นอีกเครื่องหนึ่งที่มีน้ำไหลอยู่ในแจ็คเก็ต ในนั้นไอน้ำส่วนที่สองนี้ยังควบแน่นหลังจากนั้นในรูปแบบของหยดซึ่งเรียกว่ากรดไหลย้อนหรือกรดไหลย้อนมันจะไหลเข้าไปในคอลัมน์การกลั่นและเคลื่อนเข้าไปข้างในจากบนลงล่าง อัตราการไหลของน้ำสำหรับระบายความร้อนคอนเดนเซอร์ไหลย้อนสามารถปรับได้ ดังนั้นปริมาณการไหลย้อนที่ไหลกลับเข้าไปในคอลัมน์จะเปลี่ยน
ในคอลัมน์การกลั่นจะมีการไหลทวนของสองเฟส - ไอน้ำเพิ่มขึ้น, กรดไหลย้อนลดลง การแลกเปลี่ยนมวลและความร้อนเกิดขึ้นระหว่างกัน ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ไอน้ำอุดมไปด้วยส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่ำ (ระเหยง่าย) ของส่วนผสม และหยดของของเหลวที่ไหลจะเสริมด้วยส่วนผสมที่มีจุดเดือดสูง (ระเหยยาก) ด้วยเหตุนี้ หากความสูงของคอลัมน์เพียงพอ เศษส่วนเป้าหมายที่มีความบริสุทธิ์สูงจะถูกลบออกจากส่วนบน (หน่วยเลือกการกลั่น) หัวฉีดในคอลัมน์ทำหน้าที่เพิ่มความเข้มข้นของมวลและการแลกเปลี่ยนความร้อน เนื่องจากการควบแน่นของไอน้ำเกิดขึ้นอย่างแม่นยำบนพื้นผิวที่พัฒนาขึ้น ในการติดตั้งทางอุตสาหกรรมสิ่งนี้จะเกิดขึ้นบนถาด
แต่ละแผ่นที่อยู่ในคอลัมน์เรียกว่าฟิสิคัล (PT) จำเป็นเพื่อให้บรรลุสภาวะสมดุลโดยเร็วที่สุดระหว่างเฟสของเหลวและไอ ฟองอากาศจะผ่านชั้นกรดไหลย้อนที่อยู่บน FT เป็นผลให้การแลกเปลี่ยนมวลและความร้อนระหว่างเฟสถูกเร่งขึ้น แต่หลังจากที่ไอน้ำไหลผ่าน 1 FT ก็จะยังไม่มีความสมดุล เนื่องจากประสิทธิภาพขององค์ประกอบนี้อยู่ในช่วงตั้งแต่ 50% ถึง 60% ดังนั้น เพื่อให้ได้สถานะสมดุลของเฟสที่สอดคล้องกับแผ่นทฤษฎี (TP) แผ่นเดียว จึงจำเป็นต้องติดตั้ง FT สองตัว ซึ่งหมายความว่าหากตามการคำนวณจำเป็นต้องใช้คอลัมน์ 40 TT ในความเป็นจริงจำเป็นต้องติดตั้ง 80 FT ในนั้น
โรงงานเรียงกระแสอาจเป็นแบบต่อเนื่องหรือเป็นชุดก็ได้
ในตอนแรกส่วนผสมของเหลวจะถูกป้อนเข้าไปในคอลัมน์อย่างต่อเนื่องและส่วนผสมที่แยกออกจากกันจะถูกลบออกอย่างต่อเนื่อง ประการที่สอง ส่วนผสมจำนวนหนึ่งจะถูกโหลดลงในคิวบ์ทันที หลังจากนั้นอุปกรณ์จะทำงานจนกว่าจะได้รับการประมวลผลอย่างสมบูรณ์
ในอุปกรณ์ในครัวเรือนจะใช้ลิ้นชักเป็นคอลัมน์กลั่น นี่คือท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 มม. ถึง 50 มม. เติมด้วยหัวฉีดทั่วทั้งปริมาตร เพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนหลังหกออกมา จึงควรวางก้อนที่สามารถซึมผ่านไอน้ำและหยดน้ำได้ตามขอบ สถานะของเฟสสมดุลจะเกิดขึ้นได้เมื่อไอน้ำผ่านชั้นหนึ่งของเฟรม ซึ่งเทียบเท่ากับหนึ่ง CT ความสูงคำนวณเป็นมิลลิเมตรและเรียกว่าความสูงของหน่วยถ่ายโอน
คุณสมบัติหลักของการแก้ไข: การแยกส่วนผสมที่ต้องการในรูปแบบบริสุทธิ์และความสามารถในการแยกส่วนผสมเริ่มต้นออกเป็นหลายส่วนประกอบในคราวเดียว ยิ่งคอลัมน์สูงเท่าไร กระบวนการก็จะยิ่งช้าลงเท่านั้น แต่ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายก็จะยิ่งบริสุทธิ์มากขึ้นเท่านั้น
ในอุตสาหกรรมเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ความแตกต่างระหว่างแอลกอฮอล์กลั่นและแอลกอฮอล์แก้ไขมีดังต่อไปนี้ การกลั่นเป็นวัตถุดิบที่ยังคงมีประสาทสัมผัส (รสชาติและกลิ่น) ของผลิตภัณฑ์ดั้งเดิมอยู่ นั่นคือถ้าทำเครื่องดื่มจากธัญพืชธัญพืชถ้าดื่มแอปเปิ้ลแล้วก็แอปเปิ้ลเป็นต้น ในเวลาเดียวกันเอทิลแอลกอฮอล์กลั่นยังคงมีสิ่งสกปรกอยู่จำนวนมาก บางส่วนทำให้เกิดรสชาติและกลิ่น อื่นๆก็กำจัดได้โดยใช้สูตรต่างๆ แอลกอฮอล์ที่แก้ไขแล้วคือแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ คุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของผลิตภัณฑ์ดั้งเดิมขาดหายไปโดยสิ้นเชิง มันมีรสชาติและกลิ่นเพียงแอลกอฮอล์เท่านั้นและไม่มีอะไรอื่นอีก ในขั้นตอนต่อไปของกระบวนการทางเทคโนโลยีด้วยความช่วยเหลือของสารปรุงแต่งกลิ่นรสและกลิ่นคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสที่ต้องการจะถูกเพิ่มเข้าไปหลังจากนั้นจึงได้เหล้าเหล้าทิงเจอร์และสิ่งอื่น ๆ มากมาย
จากข้อมูลนี้ เราไม่สามารถพูดได้ว่าวิธีหนึ่งดีกว่าและอีกวิธีหนึ่งแย่กว่า ทุกคนมีจุดประสงค์ของตัวเอง ตัวอย่างเช่นหากทำบรั่นดีด้วยรสชาติและกลิ่นหอมขององุ่นก็จำเป็นต้องทำการกลั่น หลังจากแก้ไขแล้ว คุณสมบัติเหล่านี้จะหายไป เพื่อให้ได้กลิ่นหอม แอลกอฮอล์กลั่นจะถูกบ่มในถังไม้โอ๊ค แต่สำหรับแอลกอฮอล์ 96% ที่แก้ไขแล้วนั้นไม่มีประโยชน์ เหมาะสำหรับการเจือจางเช่นในการผลิตวอดก้าเท่านั้น นอกจากนี้ เรายังกล่าวเสริมอีกว่าอุปกรณ์สำหรับการแก้ไขแอลกอฮอล์มีราคาแพงกว่าการกลั่น นอกจากนี้จำเป็นต้องมีการบดกลั่นเพื่อการแก้ไข
ในส่วนผสมที่ประกอบด้วยส่วนผสมสองอย่าง (หนึ่งในนั้นเป็นของเหลวเป็นฐานของสารละลาย) ความเข้มข้นของสารที่ละลายในของเหลว C1 แตกต่างจากความเข้มข้น C2 ในไอของของเหลวนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งพาร์ติชัน (การกระจาย)
เป็นลักษณะของกระบวนการ ในบางกรณีการทำงานกับค่าส่วนกลับจะสะดวกกว่า: A = 1 / B ซึ่งเรียกว่าเหมือนกัน พารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับสภาวะการกลั่นและลักษณะของสารที่ประกอบเป็นส่วนผสม
ขึ้นอยู่กับเงื่อนไข ค่าสัมประสิทธิ์ B สามารถเป็น:
ในอุดมคติ. จะได้รับผลกระทบเฉพาะจากแรงกดดันบางส่วนของส่วนผสมของส่วนผสม (บางส่วนคือความดันของก๊าซแต่ละชนิดที่รวมอยู่ในส่วนผสมของก๊าซหลายชนิด กล่าวคือ มันเป็นความดันของก๊าซหนึ่งที่จะมีหากครอบครองทั้งหมด ปริมาตรที่ครอบครองโดยส่วนผสมของก๊าซ)
สมดุล. ในกรณีนี้ จำนวนโมเลกุลของก๊าซ H ที่ระเหยจากของเหลวเท่ากับจำนวนโมเลกุล H1 ซึ่งกลับคืนสู่ของเหลวในเวลาเดียวกัน
มีประสิทธิภาพ.
ในทางปฏิบัติ การกลั่นจะได้รับผลกระทบจากการกวนสารละลายและการมีสิ่งเจือปนอยู่ในนั้น การมีอยู่ของสารหลังอาจมีนัยสำคัญมากจนค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิผลสำหรับการแยกสารหลักและสิ่งสกปรกอาจแตกต่างอย่างมากจากค่าสัมประสิทธิ์ในอุดมคติ
พารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญไม่น้อยคืออุณหภูมิการระเหยและระดับความเบี่ยงเบนของระบบจากสมดุลเฟสระหว่างของเหลวและไอ ในระหว่างการกลั่น:
โดยที่ NS คือจำนวนโมเลกุลที่ผ่านเข้าไปในคอนเดนเสท ค่าเบี่ยงเบนถูกกำหนดในเชิงปริมาณโดยอัตราส่วน: NS / N ในกรณีนี้ ระบบมีสถานะที่จำกัดอยู่สองสถานะ ถ้า NS = 0 แสดงว่าจะมีความสมดุล: มีอนุภาคที่เหลืออยู่ในของเหลวจำนวนเท่าใดต่อหน่วยเวลา และจำนวนเดียวกันจะกลับคืนไป ถ้า HC = H นี่คือการกลั่นแบบโมเลกุลนั่นคืออนุภาคทั้งหมดที่ระเหยจากของเหลวกลายเป็นคอนเดนเสท ซึ่งมักจะเกิดขึ้นหากกระบวนการดำเนินการในสุญญากาศ ความดันไอต่ำ และระยะห่างจากผิวน้ำถึงจุดควบแน่นมีน้อยมาก ในกรณีนี้อนุภาคไอจะไม่ชนกับโมเลกุลของอากาศหรือชนกัน
กระบวนการที่อธิบายไว้ตอนต้นของบทความ ซึ่งของเหลวถูกทำให้ร้อนและระเหยไปบางส่วน และไอระเหยของของเหลวถูกระบายออกอย่างต่อเนื่องในตู้เย็นและควบแน่นที่นั่น เรียกว่าการกลั่นแบบธรรมดา เมื่อทำงานกับส่วนผสมของเหลวที่มีหลายองค์ประกอบ จะใช้การกลั่นแบบแยกส่วนหรือการกลั่นแบบแยกส่วน ในกรณีนี้ ส่วนผสมของส่วนผสมจะถูกรวบรวมเป็นคอนเดนเสทเป็นบางส่วน ขึ้นอยู่กับความผันผวน โดยเริ่มจากจุดเดือดต่ำสุด
ผู้เชี่ยวชาญหลายคนถือว่าการแก้ไขเป็นการกลั่นชนิดหนึ่ง มันเกิดขึ้นเนื่องจากการที่ระบบปิดใด ๆ ที่ประกอบด้วยก๊าซและของเหลวมีแนวโน้มที่จะมีสภาวะสมดุล และในระหว่างการแก้ไข ความเข้มข้นของส่วนผสมที่ทำงาน (จริง) ในเฟสไอจะแตกต่างจากที่ควรจะเป็นเพื่อให้ของเหลวนี้อยู่ในสภาวะสมดุล
การกลั่นและการแก้ไขเป็นสองวิธีในการแยกส่วนประกอบของส่วนผสมของเหลว ซึ่งใช้กระบวนการทางกายภาพเดียวกัน แต่เทคโนโลยีที่แตกต่างกันสำหรับการนำไปปฏิบัติทำให้ได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
การกลั่นเป็นวิธีการแยกหรือทำให้สารบริสุทธิ์โดยพิจารณาจากจุดเดือดที่ต่างกัน
ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของส่วนประกอบของส่วนผสมที่จะแยกและความแตกต่างของจุดเดือดจะใช้วิธีการกลั่นประเภทต่างๆ ดังนั้น หากจุดประสงค์ของการกลั่นคือการทำให้สารบริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนที่ไม่ระเหยในทางปฏิบัติ พวกมันก็หันไปใช้การกลั่นแบบธรรมดา ตัวอย่างคือการกลั่นน้ำประปาเพื่อขจัดเกลือแร่ที่ละลายออกไปส่งผลให้ได้น้ำกลั่น กรณีพิเศษของการกลั่นอย่างง่ายคือการกลั่นด้วยไอน้ำ หากเมื่อให้ความร้อนส่วนผสม ส่วนประกอบตั้งแต่ 2 ชิ้นขึ้นไปกลายเป็นไอ ต้องใช้การกลั่นแบบแยกส่วนเพื่อแยกส่วนประกอบเหล่านั้น การกลั่นทั้งสองประเภท - แบบง่ายและแบบเศษส่วน - สามารถทำได้ทั้งที่บรรยากาศและที่ความดันลดลง (การกลั่นสุญญากาศ)
ไม่เพียงแต่สารที่เป็นของเหลวเท่านั้น แต่ยังสามารถกลั่นสารที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้องได้อีกด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับการตกผลึกซ้ำ การกลั่นมักจะให้ผลผลิตที่บริสุทธิ์สูงกว่าโดยใช้เวลาน้อยลง
การใช้การกลั่นในห้องปฏิบัติการในการดำเนินการครั้งเดียว คุณสามารถทำให้สารบริสุทธิ์ได้มากถึงหนึ่งกิโลกรัมได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่หากต้องการตกผลึกผลิตภัณฑ์ในปริมาณเท่าเดิม คุณต้องแบ่งออกเป็นหลายส่วนหรือใช้อุปกรณ์ขนาดใหญ่ ซึ่งก็คือ ไม่สะดวกเสมอไป การกลั่นสามารถใช้เพื่อทำให้สารประกอบที่มีการปนเปื้อนสูงบริสุทธิ์ได้ ต่างจากการตกผลึกซ้ำ ซึ่งรวมถึงการแยกผลิตภัณฑ์โดยตรงจากส่วนผสมของปฏิกิริยา ท้ายที่สุด การกลั่นไม่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายของสารเสริมใดๆ เช่น ตัวดูดซับหรือตัวทำละลายอินทรีย์
ในทางกลับกัน การกลั่นไม่ใช่วิธีการทำให้บริสุทธิ์แบบสากล สารหลายชนิดสลายตัวที่จุดเดือดแม้ที่ความดันลดลง
หากของเหลวมีจุดเดือดใกล้เคียงกัน การแยกของเหลวในห้องปฏิบัติการต้องใช้แรงงานมาก และต้องใช้คอลัมน์การกลั่นที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งไม่ใช่ทุกห้องปฏิบัติการจะมี อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจุดเดือดจะแตกต่างกันมาก แต่การกลั่นด้วยการกลั่นจะทำให้มีการแยกตัวอย่างสมบูรณ์เสมอ คุณควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับสิ่งนี้ พนักงานมือใหม่มักเชื่อว่าการกลั่นจะรับประกันการขจัดสิ่งเจือปนทั้งหมดออกจากสารโดยอัตโนมัติ ในขณะเดียวกัน ในทางปฏิบัติ มีส่วนผสมของสารเดือดที่ไม่แยกจากกัน (อะซีโอโทรปิก) ตัวอย่างเช่น สามารถกำจัดความเดือดของเอทิลแอลกอฮอล์ออกจากน้ำได้อย่างสมบูรณ์โดยการกลั่นที่ความดันบรรยากาศ แม้ว่าจุดเดือดจะต่างกันมากกว่า 20 °C ก็ตาม เมื่อพยายามกลั่นแอลกอฮอล์จากน้ำ ส่วนผสมที่ประกอบด้วยแอลกอฮอล์ 95.6% (น้ำหนัก) และน้ำ 4.4% จะสะสมอยู่ในเครื่องรับ ปรากฏการณ์ที่พบบ่อยซึ่งรบกวนการกลั่นคือความสามารถของสารที่มีฤทธิ์สูงบางชนิดในการกลั่นด้วยไอระเหยของสารอื่นๆ ในเวลาเดียวกัน คุณสมบัตินี้ใช้สำหรับการทำให้สารที่มีศักยภาพสูงบริสุทธิ์อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ในระหว่างการกลั่นด้วยไอน้ำ
จากที่กล่าวมาข้างต้น การกลั่นสามารถนำมาใช้ได้ก็ต่อเมื่อมีความเข้าใจอย่างสมบูรณ์เกี่ยวกับธรรมชาติของสิ่งเจือปนที่เป็นไปได้และความผันผวนสัมพัทธ์ของสิ่งเหล่านั้น ในหลายกรณี สามารถรับสารได้โดยใช้แรงงานน้อยลงและอยู่ในรูปแบบที่บริสุทธิ์กว่า หากการกลั่นรวมกับวิธีการทำให้บริสุทธิ์อื่นๆ ตัวอย่างเช่น เอทิลอะซิเตตทางเทคนิคประกอบด้วยเอทิลแอลกอฮอล์ กรดอะซิติก และน้ำเป็นสิ่งสกปรกหลัก ดังนั้น วิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ในการทำให้บริสุทธิ์นั้นเกี่ยวข้องกับการบำบัดด้วยแคลเซียมคลอไรด์เพื่อดูดซับแอลกอฮอล์และน้ำส่วนใหญ่ การบำบัดด้วยแอนไฮดรัสโปแตชเพื่อกำจัดร่องรอยของกรดและทำให้แห้งต่อไป การสัมผัสกับซีโอไลต์เพื่อทำให้แห้งในขั้นสุดท้าย และสุดท้าย การกลั่นเพื่อกำจัดสารที่ไม่ใช่ที่เป็นไปได้ - สิ่งเจือปนที่ระเหยได้
การกลั่น
ป. ( การกลั่น) เป็นการดำเนินการที่ใช้บ่อยมากในห้องปฏิบัติการเคมีและวิศวกรรมในโรงงานเพื่อแยกสารละลายของเหลวหรือของแข็งในของเหลวรวมทั้งของผสมโดยพิจารณาจากความผันผวนที่ไม่เท่ากันและประกอบด้วยการแปลงของเหลวโดยการต้มเป็นไอน้ำ ซึ่งจากนั้นนำไปทำให้เย็นในตู้เย็นจะควบแน่นเป็นสถานะของเหลวอีกครั้ง ในกรณีนี้ ตู้เย็นได้รับการจัดเตรียมในลักษณะที่ว่าของเหลวที่ควบแน่นจากไอและอยู่ภายใต้การแยกตัวไม่สามารถไหลกลับเข้าไปในภาชนะที่ทำการเดือดได้ แต่จะถูกส่งโดยตรง (กลั่น) ไปยังภาชนะอื่นที่เรียกว่าตัวรับ . ดูศิลปะ ห้องปฏิบัติการโดยมีการพูดคุยถึงการกลั่นประเภทต่างๆ โดยละเอียด (การกลั่นแบบแยกส่วน การกลั่นภายใต้ความดันลดลง การกลั่นด้วยไอน้ำ ฯลฯ) ตลอดจนเทคนิคและเครื่องมือในทางปฏิบัติที่ใช้กันทั่วไปในห้องปฏิบัติการ และศิลปะ เดือด.
การกลั่นแบบแห้ง (การกลั่นแบบ sèche, การกลั่นแบบทร็อคคีน, การกลั่นแบบทำลายล้าง- นามสกุลภาษาอังกฤษที่ดีที่สุดในบรรดาชื่ออื่น ๆ ทั้งหมดสอดคล้องกับสาระสำคัญของเรื่อง) คือการสลายตัวของสารของแข็งเมื่อถูกความร้อนพร้อมกับการปล่อยผลิตภัณฑ์ที่เป็นไอ ในกรณีนี้โดยปกติจะมีเพียงส่วนที่ใหญ่กว่าหรือเล็กกว่าของสารที่นำมาผ่านเข้าไปในไอและส่วนหนึ่งของมันยังคงอยู่เมื่อสิ้นสุดการทำงานในเครื่องกลั่น (หม้อไอน้ำ, รีทอร์ท) ในรูปของสารตกค้างที่เป็นของแข็ง ตัวอย่างทั่วไปของการกลั่นแบบแห้งในเทคโนโลยี ได้แก่ การกลั่นไม้แบบแห้ง (ดู) เพื่อจุดประสงค์เพื่อให้ได้แอลกอฮอล์จากไม้ กรดอะซิติก น้ำมันสน น้ำมันดิน และถ่านหินจากนั้น สำหรับการกลั่นถ่านหินแบบแห้งในการผลิตก๊าซ (ดู) และโค้ก (ดู) และเมื่อรวมกับการปล่อยก๊าซส่องสว่างทำให้เกิดน้ำน้ำมันดินและแอมโมเนียและส่วนที่เหลือคือโค้ก บนกระดูกพีแห้ง (ดู) และเศษและผลิตภัณฑ์จากสัตว์และพืชต่างๆ เช่น หนัง เขา เรซิน ฯลฯ เพื่อให้ได้แอมโมเนีย น้ำมันและถ่านหินจากกระดูก (สัตว์) น้ำมันเรซิน เป็นต้น เป็นตัวอย่าง dry P. จากการปฏิบัติในห้องปฏิบัติการเคมีเราชี้ให้เห็นปฏิกิริยาของการผลิตคีโตนโดยการสลายตัวเมื่อให้ความร้อนเกลือของกรดไขมันเช่น: (CH 3 -CO-O) 2 Ba = CH 3 -CO-CH 3 + BaCO 3 เพื่อผลิตอัลดีไฮด์ (ดู) ตามวิธีพิเรีย ฯลฯ และคีโตนหรือไฮโดรคาร์บอนผ่านเข้าไปในตัวรับ และเกลือคาร์บอนไดออกไซด์ยังคงอยู่ในปฏิกิริยาโต้กลับ แม้ว่าปฏิกิริยาทั้งหมดนี้ในสาระสำคัญจะแตกต่างอย่างลึกซึ้งจาก P. ธรรมดา แต่ในลักษณะที่ปรากฏพวกมันยังคงมีความคล้ายคลึงกันอย่างมากกับมันเนื่องจากในทั้งสองกรณีมีการใช้ความร้อนไอระเหยจะเกิดขึ้นซึ่งจะถูกควบแน่นซึ่งในทางกลับกัน , การหมุน, ต้องใช้อุปกรณ์และอุปกรณ์ประมาณเดียวกันในการกลั่นทั้งแบบธรรมดาและแบบแห้ง
บทความนี้ทำซ้ำเนื้อหาจากปัจจุบันในชีวิตของเรามีการใช้เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ค่อนข้างบ่อย แต่เครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์จะสร้างความสุขได้ก็ต่อเมื่อมีคุณภาพสูง สามารถทำได้โดยใช้วิธีที่ถูกต้องเพื่อให้ได้มา ในเรื่องนี้สิ่งสำคัญคือต้องทราบวิธีการพื้นฐานในการกลั่นแอลกอฮอล์: การกลั่นแอลกอฮอล์และการแก้ไข
คำว่า "การกลั่น" มีต้นกำเนิดจากภาษาละตินและแปลว่า "การหยด" โดยทั่วไปแล้ว วิธีการนี้ใช้ในหลายพื้นที่ของชีวิตเพื่อแยกของเหลวออกเป็นส่วนประกอบที่มีองค์ประกอบต่างกัน ใช้ไม่ได้หากเศษส่วนที่รวมอยู่ในของเหลวมีจุดเดือดต่างกัน
การกลั่นใช้ในอุตสาหกรรมการกลั่นปิโตรเลียมเพื่อผลิตน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันหล่อลื่น กระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลก็ใช้วิธีนี้เช่นกัน
แต่เราสนใจวิธีนี้เพื่อแยกเอทิลแอลกอฮอล์ออกจากของเหลวที่มีแอลกอฮอล์
การกลั่นหรือการกลั่นแอลกอฮอล์เป็นปรากฏการณ์ที่ส่งผลให้สารประกอบระเหยระเหยออกจากส่วนผสมที่หมักไว้ ส่วนประกอบเหล่านี้ซึ่งตกตะกอนในรูปของคอนเดนเสทก่อให้เกิดแสงจันทร์ ในการสร้างแสงจันทร์นั้นใช้เครื่องมือพิเศษ - เครื่องกลั่นซึ่งเป็นลูกบาศก์การกลั่น
กระบวนการกลั่นนั้นง่ายมากและประกอบด้วยสองขั้นตอน:
ในเวลาเดียวกัน จุดเดือดของแอลกอฮอล์ที่เราต้องสกัดคือ +78C ในขณะที่น้ำคือ +100C ซึ่งทำให้แอลกอฮอล์ระเหยอย่างรวดเร็ว ในระหว่างกระบวนการทำความเย็น แอลกอฮอล์จะควบแน่น การกลั่นสามารถกลั่นได้มากกว่าหนึ่งครั้งเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของแอลกอฮอล์
แสงจันทร์ที่ได้รับตั้งแต่แรกนั้นมีความโดดเด่นด้วยทั้งความแข็งแกร่งและสารอันตรายในระดับสูง: เอสเทอร์และอัลดีไฮด์ ในเรื่องนี้มันไม่เหมาะสำหรับการกลืนกินเป็นแอลกอฮอล์โดยเด็ดขาดควรเทออกหรือหาประโยชน์อื่นเช่นเพื่อจุดไฟด้วย
กระบวนการกลั่น ไม่แนะนำให้ใช้สิ่งที่เรียกว่า "หาง" ที่มีฟิวส์แอลกอฮอล์และเมทานอล พวกเขาสามารถระบุได้ด้วยกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ ปรากฏขึ้นหลังจากความแรงของแสงจันทร์ลดลงถึง 40% แต่ไม่เหมือนกับหยดแรกที่ใช้ไม่ได้ตรง "หาง" สามารถใช้ในการกลั่นซ้ำได้
ความสมบูรณ์ของการกลั่นมักจะถูกกำหนดด้วยวิธีต่อไปนี้: ของเหลวดูดซับจะถูกจุดประกาย ถ้ามันเริ่มไหม้ให้หยุดการกลั่น
การกลั่นแอลกอฮอล์แบ่งตามประเภทได้ดังนี้
การกลั่นแอลกอฮอล์อย่างง่ายเป็นขั้นตอนเริ่มต้นของการกลั่นประเภทที่สอง
แผนภาพกระบวนการกลั่น วิธีการนี้ถูกนำมาใช้ในอียิปต์โบราณเพื่อผลิตสีจากองุ่นที่เน่าเสีย สำหรับสิ่งนี้ มีการใช้ก้อนทองแดง การออกแบบซึ่งรวมถึงถังกลั่น คอนเดนเซอร์ และท่อระบายสำหรับการระเหย ในตอนแรกหน่วยเหล่านี้ถูกใช้ในการผลิตสีและน้ำหอม และหลังจากนั้นไม่นานก็เริ่มถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ที่มีความเข้มข้น
ปัจจุบันการกลั่นแบบธรรมดาเป็นเทคโนโลยีในการกลั่นแอลกอฮอล์ซึ่งไม่สามารถขจัดสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายได้อย่างสมบูรณ์ แม้แต่การทำขั้นตอนนี้ซ้ำก็ไม่สามารถทำความสะอาดเครื่องดื่มได้หมด ความแรงของเอาต์พุตคือ 25-30% โดยปริมาตร
การกลั่นแอลกอฮอล์ดำเนินการในหลายขั้นตอน:
ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีกลิ่นและรสชาติของผลิตภัณฑ์ที่ใช้บด ดังนั้นจึงต้องผ่านกระบวนการอะโรมาติก ตัวอย่างเช่น เหล้ารัมและคอนญักผสมอยู่ในถังไม้โอ๊ค และเติมอัลมอนด์หรือสาระสำคัญของสนลงในจิน
วิธีที่ซับซ้อนกว่านั้นเกี่ยวข้องกับการใช้มันฝรั่งซึ่งเมื่อบดแล้วจะต้องเติมน้ำและให้ความร้อน แป้งที่มีอยู่ในมันฝรั่งจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาล จากนั้นใส่ยีสต์และวางในที่อบอุ่น
นอกจากนี้ เพื่อกำจัดกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ ผลิตภัณฑ์มักต้องผ่านการบำบัดทางเคมีซึ่งอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์
วิธีนี้เรียกอีกอย่างว่าเศษส่วนเนื่องจากดำเนินการในหลายขั้นตอน มันต้องอาศัยความเอาใจใส่และความอดทนมากขึ้น
การกลั่นแบบเศษส่วนขึ้นอยู่กับความแตกต่างในจุดเดือดของส่วนประกอบที่ประกอบเป็นของเหลว สาระสำคัญของวิธีการนี้คือการแยกแอลกอฮอล์ออกเป็นเศษส่วนในระหว่างการกลั่น ตามด้วยการกระจายลงในภาชนะต่างๆ
การกลั่นเอทานอลไม่เกี่ยวข้องกับการใช้ "หัว" หรือเศษส่วนแรกเนื่องจากมีกลิ่นอันไม่พึงประสงค์และระดับความเป็นอันตรายที่เพิ่มขึ้น คอนเดนเสทที่เก็บได้ในขั้นตอนนี้เป็นอันตรายไม่เพียงแต่สำหรับการกลืนกินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการใช้งานภายนอกด้วย หากเศษดังกล่าวโดนผิวหนังอาจเกิดความเสียหายได้เช่นผิวหนังจะลอกออก "หัว" ส่วนใหญ่จะใช้กับไม้เนื้ออ่อน เมื่อแยกส่วนนี้เสร็จสิ้นแล้ว จำเป็นต้องเปลี่ยนภาชนะรับ
ส่วนตรงกลาง (ตัวแสงจันทร์) ไม่มีสีและไม่มีกลิ่นฉุน ในขั้นตอนนี้จะเลือกแสงจันทร์คุณภาพสูง การเลือกแสงจันทร์ส่วนนี้เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงถึง 95C ในขณะที่ความแรงอยู่ระหว่าง 35 ถึง 45% ในช่วงตั้งแต่ 78 ถึง 83C มวลแอลกอฮอล์น้ำที่บริสุทธิ์ที่สุดจะถูกปล่อยออกมาซึ่งไม่มีสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์
เศษส่วนสุดท้ายหรือ "หาง" มีลักษณะเฉพาะคือมีกลิ่นฉุนรุนแรงเนื่องจากมีส่วนประกอบของน้ำมันฟิวส์และสิ่งสกปรกจำนวนมาก นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องป้องกันไม่ให้พวกเขาเข้าไปในส่วนหลักของเศษส่วนด้วยเหตุนี้ในขั้นตอนนี้จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนภาชนะรับ “หาง” มักจะไม่เหมาะสมสำหรับการกลืนกินเนื่องจากกลิ่นและการเสื่อมสภาพของคุณภาพของส่วนหลักของแสงจันทร์ แต่สามารถนำมาใช้ในการกลั่นซ้ำ เพิ่มในการบดใหม่ หรือเติมแสงจันทร์สำหรับผู้ชื่นชอบรสชาตินี้
เพื่อปรับปรุงคุณภาพของแอลกอฮอล์ ขอแนะนำให้ดำเนินการทำให้บริสุทธิ์ด้วยถ่านอีกครั้ง เจือจางด้วยน้ำสะอาด หรือกลั่นอีกครั้ง โดยดำเนินการขั้นตอนนี้ช้ากว่าครั้งแรก การกลั่นซ้ำสามารถนำไปสู่การก่อตัวของส่วนผสมอะซีโอโทรปิกซึ่งองค์ประกอบไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการกลั่นครั้งต่อไป
เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะผลิตแอลกอฮอล์ที่มีระดับการทำให้บริสุทธิ์สูงโดยการกลั่นแม้จะเป็นเศษส่วนเนื่องจากการมีกลิ่นและรสชาติจึงใช้การแก้ไข
กระบวนการแก้ไขคือการแยกส่วนผสมซึ่งขึ้นอยู่กับกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างไอและของเหลว
หลายคนเข้าใจผิดคิดว่าการแก้ไขแอลกอฮอล์เป็นการกลั่นซ้ำ แต่ไม่ควรสับสนทั้งสองแนวคิดนี้
วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการใช้คอลัมน์การกลั่นซึ่งเป็นอุปกรณ์แยกของเหลวออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ ในกรณีนี้ผลลัพธ์ที่ได้คือแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ที่ไม่มีกลิ่นฉุน รส หรือสารที่เป็นอันตราย การแก้ไขโดยไม่ใช้อุปกรณ์นี้จะทำให้เกิดแอลกอฮอล์ที่มีความแรงน้อยลง
เมื่อภาชนะที่มีแสงจันทร์ถูกให้ความร้อน ของเหลวจะเริ่มเดือด ส่งผลให้เกิดไอน้ำ มันลอยขึ้นมาผ่านคอลัมน์การกลั่นขึ้นไปด้านบน และจบลงในหน่วยที่ไอน้ำควบแน่น และเรียกว่าคอนเดนเซอร์ไหลย้อน อุปกรณ์นี้ระบายความร้อนด้วยน้ำ เมื่อไอสัมผัสกับพื้นผิวที่เย็นจะควบแน่นทำให้เกิดเสมหะ เสมหะไหลลงสู่ภาชนะ ไอน้ำที่ลอยขึ้นไปด้านบนและกรดไหลย้อนที่ไหลลงมาจะมีปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน การแก้ไขเกี่ยวข้องกับการโต้ตอบอย่างต่อเนื่องระหว่างไอน้ำและของเหลว เป็นผลให้สารที่มีจุดเดือดต่ำกว่าจะอยู่ด้านบนและเปลี่ยนเป็นคอนเดนเสทและไหลลงสู่ภาชนะ
วิธีการกลั่นนี้ใช้เพื่อให้ได้เอทิลแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ แอลกอฮอล์นี้เป็นพื้นฐานของวอดก้า การแก้ไขยังเป็นวิธีที่ปลอดภัยที่สุดเนื่องจากช่วยให้คุณสามารถผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ที่มีฤทธิ์รุนแรงได้ซึ่งจะช่วยขจัดสิ่งเจือปนจำนวนมากและความเป็นพิษจากสารเคมีเมื่อบริโภค
ในการพิจารณาวิธีที่ดีที่สุดในการกลั่นแอลกอฮอล์ คุณต้องตัดสินใจว่าอะไรสำคัญสำหรับคุณมากกว่า: รสชาติและกลิ่นหอมอันละเอียดอ่อนของแอลกอฮอล์หรือแอลกอฮอล์บริสุทธิ์
ในระหว่างวิธีการกลั่นที่แตกต่างกัน เครื่องดื่มที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้นที่เอาต์พุต: การกลั่นจะใช้เพื่อผลิตเหล้ามูนสโตน คอนยัค วิสกี้ เตกีล่า จิน; แอลกอฮอล์บริสุทธิ์เป็นผลิตภัณฑ์แก้ไข
นอกจากนี้คุณต้องเข้าใจว่าหลังจากการกลั่นแม้จะเป็นเศษส่วนก็ตามเครื่องดื่มขั้นสุดท้ายจะมีกลิ่นและรสชาติของวัตถุดิบดั้งเดิมในขณะที่อยู่ในขั้นตอนการแก้ไขรสชาติและคุณสมบัติอะโรมาติกจะถูกทำลาย
ดังนั้นจึงไม่สามารถพูดได้ว่าวิธีใดวิธีหนึ่งดีกว่า เนื่องจากให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันที่เอาต์พุต
กระบวนการเปลี่ยนของเหลวให้เป็นไอ แล้วควบแน่นกลับเป็นของเหลว ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือการกลั่นน้ำ เมื่อไอน้ำจากกาต้มน้ำสะสมอยู่ในรูปหยดบนพื้นผิวที่เย็น
การกลั่นใช้เพื่อแยกของเหลวออกจากของแข็งที่ไม่ระเหย เช่น ในการกลั่นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์จากวัสดุหมัก หรือเพื่อแยกของเหลวสองชนิดขึ้นไปที่มีจุดเดือดต่างกัน เช่น ในการผลิตน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันหล่อลื่นจากปิโตรเลียม การใช้งานทางอุตสาหกรรมอื่นๆ ได้แก่ การแปรรูปสารเคมี เช่น ฟอร์มาลดีไฮด์และฟีนอล และการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล
กระบวนการกลั่นอาจใช้โดยนักทดลองในสมัยโบราณ อริสโตเติล (384-322 ปีก่อนคริสตกาล) กล่าวว่าน้ำบริสุทธิ์สามารถได้มาจากการระเหยน้ำทะเล ผู้เฒ่าพลินี (ค.ศ. 23-79) บรรยายถึงวิธีการควบแน่นแบบดั้งเดิม โดยรวบรวมน้ำมันที่ได้จากการให้ความร้อนขัดสนไว้บนขนแกะที่วางอยู่ด้านบนของอะเลมบิก
วิธีการกลั่นส่วนใหญ่ที่ใช้ในการวิจัยในอุตสาหกรรมและในห้องปฏิบัติการเป็นการกลั่นแบบธรรมดารูปแบบต่างๆ เทคโนโลยีพื้นฐานนี้ใช้เครื่องกลั่นหรือรีทอร์ตเพื่อให้ความร้อนแก่ของเหลว คอนเดนเซอร์เพื่อทำให้ไอเย็นลง และใช้ถังเก็บน้ำกลั่น เมื่อให้ความร้อนแก่ส่วนผสม สารที่ระเหยได้มากที่สุดหรือมีจุดเดือดต่ำที่สุดจะถูกกลั่นก่อน จากนั้นสารอื่นๆ จะถูกกลั่นหรือไม่กลั่นเลย อุปกรณ์ที่เรียบง่ายดังกล่าวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำให้ของเหลวที่มีส่วนประกอบที่ไม่ระเหยกลายเป็นสิ่งบริสุทธิ์ และค่อนข้างมีประสิทธิภาพในการแยกสารที่มีจุดเดือดต่างกัน สำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการ ส่วนของเครื่องใช้มักทำจากแก้วและเชื่อมต่อด้วยจุกปิด ท่อยาง หรือท่อแก้ว ในระดับอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทำจากโลหะหรือเซรามิก
วิธีการที่เรียกว่าการกลั่นแบบเศษส่วนหรือแบบดิฟเฟอเรนเชียลได้รับการพัฒนาขึ้นสำหรับการกลั่นปิโตรเลียม เนื่องจากการกลั่นแบบธรรมดาเพื่อแยกของเหลวที่มีจุดเดือดต่างกันเพียงเล็กน้อยจะไม่ได้ผล ในกรณีนี้ ไอระเหยจะถูกควบแน่นและระเหยหลายครั้งในภาชนะแนวตั้งที่มีฉนวน ถังไอน้ำ คอลัมน์เศษส่วน และคอนเดนเซอร์มีบทบาทพิเศษที่นี่ ซึ่งช่วยให้คอนเดนเสทบางส่วนถูกส่งกลับไปยังลูกบาศก์ เป้าหมายคือการบรรลุการสัมผัสอย่างใกล้ชิดระหว่างเฟสต่างๆ ที่เพิ่มขึ้นของส่วนผสม เพื่อให้เฉพาะเศษส่วนที่ระเหยได้มากที่สุดในรูปของไอเท่านั้นที่จะไปถึงตัวรับ และส่วนที่เหลือจะส่งกลับเป็นของเหลวไปทางนิ่ง การทำให้ส่วนประกอบที่ระเหยง่ายเป็นผลจากการสัมผัสกันระหว่างกระแสทวนนั้นเรียกว่าการทำให้บริสุทธิ์ (rectification) หรือการเพิ่มคุณค่า (enrichment)
วิธีการนี้เรียกอีกอย่างว่าการระเหยแบบแฟลชหลายขั้นตอน นี่เป็นการกลั่นแบบธรรมดาอีกประเภทหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ใช้เพื่อกลั่นน้ำในโรงงานแยกเกลือออกจากเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ การเปลี่ยนของเหลวเป็นไอไม่จำเป็นต้องให้ความร้อน มันเพียงแต่ตกลงจากภาชนะที่มีความดันบรรยากาศสูงไปยังภาชนะที่มีความดันบรรยากาศต่ำกว่า สิ่งนี้นำไปสู่การระเหยอย่างรวดเร็วพร้อมกับการควบแน่นของไอเป็นของเหลว
กระบวนการลดแรงดันรูปแบบหนึ่งใช้ปั๊มสุญญากาศเพื่อสร้างสุญญากาศ วิธีการนี้เรียกว่า "การกลั่นแบบสุญญากาศ" บางครั้งใช้เมื่อทำงานกับสารที่โดยปกติจะเดือดที่อุณหภูมิสูงหรือสลายตัวเมื่อเดือดภายใต้สภาวะปกติ
ปั๊มสุญญากาศสร้างแรงดันในคอลัมน์ที่ต่ำกว่าความดันบรรยากาศอย่างมาก นอกจากนี้ยังใช้ตัวควบคุมสุญญากาศอีกด้วย การควบคุมพารามิเตอร์อย่างระมัดระวังเป็นสิ่งสำคัญมาก เนื่องจากประสิทธิภาพการแยกขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความผันผวนสัมพัทธ์ที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด การเปลี่ยนพารามิเตอร์นี้อาจส่งผลเสียต่อกระบวนการ
ในสุญญากาศ พวกเขารู้จักเรื่องนี้ดีที่โรงกลั่นน้ำมัน วิธีการกลั่นแบบทั่วไปจะแยกไฮโดรคาร์บอนเบาและสิ่งสกปรกออกจากไฮโดรคาร์บอนหนัก ผลิตภัณฑ์ที่เหลือจะถูกนำไปกลั่นด้วยสุญญากาศ ช่วยให้ไฮโดรคาร์บอนที่มีจุดเดือดสูง เช่น น้ำมันและไข สามารถแยกออกจากกันที่อุณหภูมิต่ำได้ วิธีนี้ยังใช้สำหรับการแยกสารประกอบอินทรีย์เคมีที่ไวต่อความร้อนและสำหรับการนำตัวทำละลายอินทรีย์กลับมาใช้ใหม่
การกลั่นด้วยไอน้ำเป็นอีกวิธีหนึ่งในการกลั่นที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดปกติ ใช้เมื่อสารกลั่นไม่ผสมและไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำ ตัวอย่างของวัสดุดังกล่าว ได้แก่ กรดไขมันและน้ำมันถั่วเหลือง ในระหว่างการกลั่น ไอน้ำจะถูกฉีดเข้าไปในของเหลว ซึ่งจะทำให้ของเหลวร้อนและทำให้เกิดการระเหย
แม้ว่าคอลัมน์ที่บรรจุมักใช้เพื่อการดูดซึม แต่ก็ยังใช้สำหรับการกลั่นส่วนผสมของไอและของเหลวด้วย การออกแบบนี้ให้พื้นที่ผิวสัมผัสขนาดใหญ่ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ อีกชื่อหนึ่งของการออกแบบนี้คือคอลัมน์การกลั่น
หลักการทำงานมีดังนี้ ส่วนผสมวัตถุดิบของส่วนประกอบที่มีความผันผวนต่างกันจะถูกป้อนเข้าที่กึ่งกลางของคอลัมน์ ของเหลวไหลลงมาผ่านหัวฉีด และไอน้ำก็เคลื่อนตัวขึ้น ส่วนผสมที่ด้านล่างของถังจะเข้าสู่เครื่องทำความร้อนและปล่อยทิ้งไว้พร้อมกับไอน้ำ ก๊าซพุ่งขึ้นผ่านหัวฉีด หยิบส่วนประกอบที่ระเหยง่ายที่สุดของของเหลว ออกจากคอลัมน์และเข้าสู่คอนเดนเซอร์ หลังจากทำให้กลายเป็นของเหลว ผลิตภัณฑ์จะเข้าสู่ถังกรดไหลย้อน ซึ่งจะถูกแยกออกเป็นน้ำกลั่นและเศษส่วนที่ใช้สำหรับกรดไหลย้อน
ความเข้มข้นที่แตกต่างกันทำให้ส่วนประกอบที่ระเหยได้น้อยกว่าผ่านจากสถานะไอไปยังสถานะของเหลว สิ่งที่แนบมาจะเพิ่มระยะเวลาและพื้นที่สัมผัสซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกสาร ที่ทางออก ไอน้ำประกอบด้วยส่วนประกอบที่ระเหยได้ในปริมาณสูงสุด ในขณะที่ของเหลวมีความเข้มข้นน้อยที่สุด
หัวฉีดบรรจุเป็นกลุ่มและบรรจุในถุง รูปร่างของฟิลเลอร์อาจเป็นแบบโครงสร้างแบบสุ่มหรือแบบเรขาคณิตก็ได้ มันทำจากวัสดุเช่นดินเหนียว เครื่องลายคราม พลาสติก เซรามิก โลหะ หรือกราไฟท์ ตามกฎแล้วฟิลเลอร์มีขนาดตั้งแต่ 3 ถึง 75 มม. และมีลักษณะเป็นพื้นที่ผิวขนาดใหญ่เมื่อสัมผัสกับส่วนผสมของไอและของเหลว ข้อดีของการบรรจุจำนวนมากคือปริมาณงานสูง ทนทานต่อแรงกดดันสูง และต้นทุนต่ำ
สารตัวเติมโลหะมีความแข็งแรงสูงและเปียกได้ดี เซรามิกมีความสามารถในการเปียกน้ำได้สูงกว่า แต่ก็ไม่ทนทานเท่าไหร่ พลาสติกค่อนข้างทนทาน แต่จะไม่เปียกได้ดีที่อัตราการไหลต่ำ เนื่องจากฟิลเลอร์เซรามิกทนทานต่อการกัดกร่อน จึงใช้ที่อุณหภูมิสูงซึ่งพลาสติกไม่สามารถทนต่อได้
หัวฉีดแพ็คเก็ตเป็นตาข่ายที่มีโครงสร้างซึ่งมีขนาดสอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางของคอลัมน์ ให้ช่องทางยาวสำหรับการไหลของของเหลวและไอน้ำ มีราคาแพงกว่า แต่ลดแรงดันตกคร่อม หัวฉีดแบบเรียงซ้อนเหมาะสำหรับอัตราการไหลต่ำและสภาวะแรงดันต่ำ มักทำจากไม้ แผ่นโลหะ หรือตาข่ายทอ
ใช้สำหรับการนำตัวทำละลายกลับมาใช้ใหม่และในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี
คอลัมน์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือประเภทดิสก์ จำนวนเพลตขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์และความซับซ้อนของการแยกที่ต้องการ ส่งผลต่อความสูงของคอลัมน์การกลั่น
หลักการทำงานของมันเป็นดังนี้ ส่วนผสมจะถูกป้อนตรงกลางความสูงของคอลัมน์ ความแตกต่างของความเข้มข้นทำให้ส่วนประกอบที่ระเหยได้น้อยกว่าไหลผ่านจากกระแสไอไปยังกระแสของเหลว ก๊าซที่ออกจากคอนเดนเซอร์จะมีสารระเหยมากที่สุด ในขณะที่สารระเหยน้อยกว่าจะไหลผ่านเครื่องทำความร้อนเข้าสู่กระแสของเหลว
รูปทรงของถาดในคอลัมน์มีอิทธิพลต่อระดับและประเภทของการสัมผัสระหว่างสถานะเฟสต่างๆ ของส่วนผสม โครงสร้างทำจากตะแกรง วาล์ว ฝาครอบ ตะแกรง ตะแกรง ฯลฯ ถาดตะแกรงซึ่งมีรูสำหรับอบไอน้ำถูกนำมาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าได้ผลผลิตสูงด้วยต้นทุนที่ต่ำ แผ่นวาล์วที่ราคาถูกกว่าซึ่งมีช่องเปิดพร้อมวาล์วเปิดและปิด มีแนวโน้มที่จะเกิดการอุดตันเนื่องจากการสะสมของวัสดุ ฝาปิดมีฝาปิดที่ให้ไอน้ำไหลผ่านของเหลวผ่านรูเล็กๆ นี่เป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยและมีราคาแพงที่สุด มีประสิทธิภาพที่อัตราการไหลต่ำ ของเหลวไหลจากถาดหนึ่งไปยังอีกถาดหนึ่งลงตามท่อระบายน้ำแนวตั้ง
คอลัมน์ถาดมักใช้เพื่อนำตัวทำละลายกลับมาใช้ใหม่จากของเสียจากกระบวนการ นอกจากนี้ยังใช้เพื่อนำเมทานอลกลับคืนมาในระหว่างการอบแห้งอีกด้วย น้ำออกมาเป็นผลิตภัณฑ์ของเหลว และของเสียอินทรีย์ระเหยง่ายจะผ่านเข้าสู่สถานะไอ นี่คือลักษณะของการกลั่นในคอลัมน์การกลั่น
การกลั่นด้วยไครโอเจนิกเกี่ยวข้องกับการใช้เทคนิคการกลั่นทั่วไปกับก๊าซที่ถูกทำให้เย็นลงจนกลายเป็นของเหลว ระบบทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า -150 °C สำหรับสิ่งนี้จะใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและคอยล์ โครงสร้างทั้งหมดเรียกว่าบล็อกไครโอเจนิก เข้าไปในเครื่องและกลั่นที่อุณหภูมิต่ำมาก คอลัมน์การกลั่นด้วยไครโอเจนิกสามารถบรรจุหรือซ้อนกันได้ ควรใช้การออกแบบแบบเรียงซ้อนเนื่องจากวัสดุเทกองมีประสิทธิภาพน้อยกว่าที่อุณหภูมิต่ำ
การใช้งานหลักอย่างหนึ่งของการกลั่นด้วยความเย็นจัดคือการแยกอากาศออกเป็นก๊าซที่เป็นส่วนประกอบ
การแก้ไขแบบสกัดจะใช้สารประกอบเพิ่มเติมที่ทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายเพื่อเปลี่ยนความผันผวนสัมพัทธ์ของส่วนประกอบใดส่วนประกอบหนึ่งของส่วนผสม ในคอลัมน์การสกัด จะมีการเติมตัวทำละลายลงในสารที่ต้องการแยก ส่วนประกอบของกระแสป้อนที่จะนำกลับคืนมาจะรวมกับตัวทำละลายและออกในสถานะของเหลว ส่วนประกอบอื่นๆ จะระเหยและเข้าสู่การกลั่น การกลั่นครั้งที่สองในอีกคอลัมน์หนึ่งจะแยกสารออกจากตัวทำละลาย ซึ่งจากนั้นจะกลับไปยังขั้นตอนก่อนหน้าเพื่อทำซ้ำวงจร
การแก้ไขแบบสกัดใช้เพื่อแยกสารประกอบที่มีจุดเดือดและของผสมอะซีโอโทรปิกคล้ายกัน การบำบัดด้วยสารสกัดไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเช่นเดียวกับการกลั่นแบบธรรมดา เนื่องจากความซับซ้อนของการออกแบบ ตัวอย่างคือกระบวนการผลิตเซลลูโลส แยกเซลลูโลสออกจากลิกนิน และการกลั่นครั้งที่สองจะทำให้เกิดสารบริสุทธิ์
