ابزارتقطیر

دستگاه عرق‌گیری(distillation machine) یا تقطیر برای جداسازی مایعات در صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی و .... کاربرد دارد. این دستگاه با توجه به ساختار و عملکرد در چند مدل ساخته می‌شود. فرآیند دستگاه تقطیر، جداسازی مایعات بر اساس نقاط جوش و تبدیل آنها به بخار صورت می­‌گیرد. دستگاه ­های تقطیر در دو مدل تقطیر گازی و برقی ساخته و تولید شده­ اند که ساختار آن ها با هم تفاوت دارد. آب مقطر، یکی از محصولات دستگاه تقطیر می‌باشد.

دستگاه تقطیر در آزمایشگاه‌ها کاربرد دارد و از روش تقطیر ساده استفاده می‌کنند. دستگاه تقطیر برقی، تقطیر را بر اساس نقاط جوش مختلف مایعات انجام می­‌دهد؛ که این دستگاه تقطیر به دماسنج مجهز می‌باشد و نقاط جوش و دمای دستگاه را در دماسنج نشان می‌دهد؛ به همین دلیل این مدل دستگاه تقطیر، به دستگاه تقطیر برقی با دماسنج نیز شناخته می ­شود.

انواع دستگاه تقطیر

دستگاه تقطیر گازی

این یک مدل دستگاه تقطیر ( عرق گیری) است که منبع تامین کننده انرژی آن گاز می‌باشد. دستگاه تقطیر گازی از دو دیگ بخار و کندانسور تشکیل شده است. گیاه یا همان محصول مورد نظر را ابتدا درون دیگ، روی شعله جهت جوشیدن مایع و تبدیل به بخار ریخته شده و در ادامه با فشار وارد کندانسور می‌شود. کندانسور جهت خنک کردن بخار و تبدیل آنها به اسانس یا قطرات مایع می‌باشد.

دستگاه تقطیر برقی

این یک مدل دستگاه تقطیر است که منبع تامین کننده آن، برق می‌باشد. دستگاه تقطیر برقی نیز از دو دیگ بخار و کندانسور تشکیل شده است. در این مدل پس از آنکه مایعات را درون مخزن اولیه ریختید، دستگاه را روشن کنید و اجازه ­دهید مایعات با سیستم حرارتی دستگاه به نقطه جوش مناسب برسند و تبدیل به بخار ­شوند. سپس از طریق کندانسور برقی، دستگاه خنک شده و به قطراتی تبدیل می­‌شوند؛ در نهایت به سمت مخزن جهت جمع آوری و تولید عرقیجات هدایت می‌شوند.

کندانسور چیست؟

کندانسور یا خنک‌کننده یک قطعه پر اهمیت در دستگاه‌های عرق‌گیری است. کندانسور عمل تبدیل قطرات بخار به مایع را بر عهده دارد. این قطعه بر اساس نحوه عملکرد به سه نوع تقسیم می‌شود:

۱-    کندانسور هوایی (هوا خنک): در کندانسورهای هوایی عمل خنک کردن از طریق جریان هوا انجام می‌شود. این جریان هم به صورت طبیعی و هم به کمک فن‌های تعبیه شده در این قطعه قابل ایجاد شدن است. بدیهی است که قدرت فن بیشتر از جریان طبیعی هوا است و باعث بالا رفتن سرعت عملیات تقطیر می‌شود.

۲-    کندانسور آبی (آب خنک): خنک‌کننده‌های آبی با پایین آوردن سطح حرارت سیال توسط آب خنک عملیات میعان را انجام می‌دهند. این کندانسور مبرد را برای تبدیل به مایع به برج تقطیر می‌فرستد و با تکرار این عملیات، فرایند تقطیر را تکمیل می‌کند.

۳-    کندانسور تبخیری (ترکیبی): در این خنک‌کننده‌ها، هم از آب و هم از هوا به عنوان عامل اثرگذار در پایین آوردن دمای سیال استفاده می‌شود. در این کندانسورها ابتدا مبرد توسط تبخیر آب خنکی که روی آن پاشیده می‌شود تقطیر می‌شود، سپس بخار آب حاصل توسط جریان هوا دور خواهد شد.

استفاده از کندانسورهای آبی و هوایی در صنایع رواج بیشتری نسبت به نوع تبخیری دارد.

برج تقطیر چیست؟

برج‌های تقطیر یکی از تجهیزات کلیدی در صنایع شیمیایی، غذایی، نفت و گاز، دارویی و بسیاری از صنایع دیگر هستند. این تجهیزات به‌طور خاص برای جداسازی و خالص‌سازی مواد مختلف استفاده می‌شوند و دارای ساختاری چندطبقه و پیچیده هستند که امکان تفکیک دقیق‌تر ترکیبات را فراهم می‌کنند. در ادامه به توضیح جامع‌تری از برج‌های تقطیر، اصول کار، انواع، و کاربردهای مختلف آنها می‌پردازیم.

اصول کار برج تقطیر

برج تقطیر بر پایه اختلاف نقطه جوش اجزای مختلف یک ترکیب کار می‌کند. ماده اولیه یا مخلوط، حرارت داده می‌شود و در نتیجه اجزایی که نقطه جوش کمتری دارند، زودتر تبخیر می‌شوند و به بخش بالایی برج حرکت می‌کنند. این بخارات در قسمت‌های مختلف برج، با توجه به دما و فشار، میعان می‌شوند و در نهایت اجزا به صورت جداگانه از برج خارج می‌شوند. این فرآیند به دلیل طراحی خاص برج، به نام “عمل رفلکس” شناخته می‌شود و منجر به خلوص بالای محصول نهایی می‌گردد.

انواع برج‌های تقطیر

برج‌های تقطیر با توجه به طراحی و نوع کاربری به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند:

۱. برج تقطیر ساده: برای جداسازی ترکیبات ساده با اختلاف نقطه جوش بالا استفاده می‌شود. این نوع برج‌ها ساده‌ترین ساختار را دارند و به طور عمده در صنایع غذایی به کار می‌روند.

۲. برج تقطیر رفلکس: این نوع برج دارای ساختاری پیچیده‌تر است و برای جداسازی ترکیبات پیچیده‌تر و افزایش خلوص محصول به کار می‌رود. برج رفلکس معمولاً برای فرآیندهای حساس و محصولاتی که به خلوص بالا نیاز دارند، مناسب است.

۳. برج تقطیر خلأ: برای جداسازی مواد حساس به دما که نمی‌توانند در دماهای بالا تقطیر شوند، استفاده می‌شود. با کاهش فشار در این برج‌ها، نقطه جوش مواد پایین‌تر می‌آید و تقطیر در دماهای کمتر انجام می‌شود.

۴. برج تقطیر آزئوتروپی: این برج‌ها برای جداسازی مخلوط‌های آزئوتروپ (ترکیباتی که نقطه جوش یکسانی دارند و به سختی قابل جداسازی هستند) استفاده می‌شوند.

کاربردهای برج‌های تقطیر

برج‌های تقطیر به دلیل توانایی بالای آنها در جداسازی و خالص‌سازی، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارند. برخی از کاربردهای مهم آنها عبارتند از:

۱. صنایع نفت و پتروشیمی

• جداسازی نفت خام: در پالایشگاه‌ها، نفت خام به اجزای مختلفی از جمله بنزین، دیزل، نفتا و گاز مایع جداسازی می‌شود. برج‌های تقطیر در این صنعت از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند و برای تولید فرآورده‌های مختلف نفتی استفاده می‌شوند.

• خالص‌سازی محصولات پتروشیمی: برای جداسازی و خالص‌سازی ترکیبات شیمیایی مانند اتیلن، پروپیلن، و بنزن از برج‌های تقطیر استفاده می‌شود.

۲. صنایع غذایی و نوشیدنی

• تولید اسانس‌ها و عرقیات گیاهی: برج‌های تقطیر برای تولید اسانس‌های خالص از گیاهان و همچنین تولید عرقیات گیاهی مورد استفاده قرار می‌گیرند. به دلیل دقت بالای این برج‌ها، محصول نهایی از کیفیت بالا و خلوص بیشتری برخوردار است.

• تولید نوشیدنی‌های الکلی: در تولید نوشیدنی‌های الکلی، از برج‌های تقطیر برای افزایش خلوص الکل و حذف ناخالصی‌ها استفاده می‌شود.

۳. صنایع دارویی و شیمیایی

• تهیه داروها و ترکیبات دارویی خالص: برج‌های تقطیر در صنایع دارویی برای خالص‌سازی ترکیبات دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها به دلیل توانایی در جداسازی دقیق، در تولید داروها و ترکیبات حساس مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• تولید مواد شیمیایی خالص: برای تولید ترکیبات شیمیایی خاص مانند الکل‌ها، استرها و اسیدهای آلی نیز از برج‌های تقطیر استفاده می‌شود.

۴. صنایع تولید عطر و اسانس

• استخراج و خالص‌سازی عطرها: برای تولید عطرهای طبیعی و خالص، برج‌های تقطیر به کار می‌روند. این دستگاه‌ها به دلیل توانایی در جداسازی و خالص‌سازی، به تولید عطرهای با کیفیت و خلوص بالا کمک می‌کنند.

• تولید اسانس‌ها برای صنایع غذایی و آرایشی: در صنایع آرایشی و بهداشتی نیز از برج‌های تقطیر برای تولید اسانس‌های مورد نیاز در تولید محصولات آرایشی و بهداشتی

استفاده می‌شود.

۵. صنایع تولید حلال‌ها

• خالص‌سازی حلال‌های شیمیایی: برج‌های تقطیر به طور گسترده در تولید و خالص‌سازی حلال‌های شیمیایی استفاده می‌شوند. برای مثال، تولید حلال‌های خالص برای

آزمایشگاه‌ها و صنایع مختلف به این دستگاه‌ها وابسته است.

مزایای برج‌های تقطیر مدرن نسبت به روش‌های سنتی

• خلوص بالا: به دلیل ساختار پیچیده و وجود سیستم رفلکس، برج‌های تقطیر مدرن امکان دستیابی به خلوص بالاتر در مقایسه با روش‌های سنتی را دارند.

• کنترل دما و فشار: در برج‌های مدرن، کنترل دقیق دما و فشار وجود دارد که به خلوص و کیفیت بالاتر محصول کمک می‌کند.

• سرعت و کارایی بالا: برج‌های تقطیر به دلیل سیستم‌های پیچیده، فرآیند جداسازی را با سرعت و کارایی بیشتری انجام می‌دهند.

• صرفه‌جویی در انرژی: این دستگاه‌ها به دلیل بهره‌وری بالاتر و طراحی بهینه، مصرف انرژی کمتری دارند و هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهند.

نتیجه‌گیری

برج‌های تقطیر به عنوان یکی از تجهیزات حیاتی در صنایع مختلف، امکان جداسازی و خالص‌سازی ترکیبات شیمیایی و مواد اولیه را فراهم می‌کنند. این تجهیزات به دلیل دقت بالا، قابلیت کنترل دما و فشار و توانایی در حذف ناخالصی‌ها و سموم، در صنایع نفت و پتروشیمی، دارویی، غذایی، آرایشی و حتی خانگی به کار می‌روند. برج‌های تقطیر مدرن با توجه به مزایای خود، جایگزین مناسبی برای روش‌های سنتی بوده و به تولید محصولاتی با کیفیت و خلوص بالا کمک می‌کنند.