تقطیر یکی از قدیمیترین و پرکاربردترین روشهای جداسازی در شیمی و مهندسی شیمی است. اساس این روش بر اختلاف نقطه جوش اجزای یک مخلوط استوار است. بسیاری از مواد شیمیایی در فشار اتمسفری دارای نقطه جوش بسیار بالایی هستند و هنگام گرم شدن ممکن است دچار تجزیه یا تغییر ساختار شوند. برای جلوگیری از این مشکل از تقطیر در خلا استفاده میشود ، در این روش فشار محیط کاهش داده میشود تا ماده در دمای پایینتری به جوش آید.
به این ترتیب میتوان مواد حساس به حرارت را بدون آسیب دیدن جداسازی و خالصسازی کرد.
تقطیر در خلا تاریخچه ای دارد که الان به ان میپردازیم :( استفاده از فشار کاهشیافته برای انجام عملیات تقطیر از قرن نوزدهم مورد توجه دانشمندان قرار گرفت. با پیشرفت فناوری تولید پمپهای خلا و تجهیزات مقاوم در برابر فشار، این روش به تدریج در صنایع مختلف توسعه یافت. امروزه تقطیر در خلا یکی از فرآیندهای مهم در پالایشگاههای نفت و صنایع شیمیایی محسوب میشود.)
مبانی نظری تقطیر در خلا
هر مایع دارای فشار بخار مشخصی است که با افزایش دما افزایش مییابد. زمانی که فشار بخار مایع با فشار محیط برابر شود، مایع شروع به جوشیدن میکند ، در فشار اتمسفری، مواد در دمای مشخصی به جوش میآیند؛ اما اگر فشار محیط کاهش یابد، برابری فشار بخار و فشار خارجی در دمای پایینتری اتفاق میافتد. بنابراین ماده در دمای کمتری میجوشد .*به عنوان مثال آب در فشار اتمسفری در دمای 100 درجه سانتیگراد میجوشد، اما در فشار کمتر میتواند در دماهای پایینتر نیز به جوش آید.
اصل عملکرد تقطیر در خلا بر کاهش فشار محیط استوار است. هنگامی که فشار کاهش مییابد:
1. نقطه جوش مایع کاهش پیدا میکند.
2. انرژی کمتری برای تبخیر لازم است.
3. احتمال تجزیه حرارتی ماده کاهش مییابد.
4. جداسازی مواد حساس به حرارت آسانتر میشود.
بخار تولید شده پس از خروج از بالن وارد کندانسور شده و پس از سرد شدن دوباره به مایع تبدیلمیشود.
اجزای دستگاه تقطیر در خلا عبارتند از :
بالن تقطیر ((محل قرارگیری نمونه و انجام فرآیند تبخیر است))
منبع حرارتی ((برای گرم کردن تدریجی نمونه مورد استفاده قرار میگیرد))
دماسنج ((دمای بخار را اندازهگیری میکند))
کندانسور ((بخار تولیدشده را سرد کرده و به مایع تبدیل میکند))
ظرف گیرنده ((مایع تقطیرشده در این قسمت جمعآوری میشود))
پمپ خلا ((فشار داخل سیستم را کاهش میدهد))
اتصالات و شیر کای کنترل ((برای کنترل فشار و جلوگیری از نشت هوا به کار میروند))
تقطیر در خلا در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارد:۱.صنایع نفت و پتروشیمی ۲. صنایع داروسازی ۳. صنایع غذایی ۴. صنایع عطر سازی ۵. ازمایشگاه های شیمی ۶. بازیافت حلال ها…
تقطیر در خلا مزایایی نیز دارد :
کاهش نقطه جوش مواد
جلوگیری از تجزیه حرارتی
افزایش خلوص محصول نهایی
صرفهجویی در مصرف انرژی
امکان تقطیر مواد با نقطه جوش بالا
افزایش راندمان فرآیندهای صنعتی
معایب تقطیر در خلا :
هزینه بالای تجهیزات
نیاز به پمپ خلا
حساسیت سیستم به نشتی هوا
نیاز به نگهداری و تعمیرات بیشتر
پیچیدگی بیشتر نسبت به تقطیر ساده
تقطیر در خلا یکی از مهمترین روشهای خالصسازی و جداسازی مواد در شیمی و صنایع مختلف است. کاهش فشار محیط باعث کاهش نقطه جوش مواد شده و امکان تقطیر ترکیبات حساس به حرارت را فراهم میکند. این روش به دلیل جلوگیری از تجزیه حرارتی، افزایش خلوص محصول و کاهش مصرف انرژی در صنایع نفت، داروسازی، غذایی و آزمایشگاههای تحقیقاتی کاربرد گستردهای دارد. با وجود هزینه نسبتاً بالای تجهیزات، مزایای فراوان آن باعث شده است که امروزه به عنوان یکی از روشهای اصلی جداسازی مواد مورد استفاده قرار گیرد.:)
