تقطير كيميائي

أنواع المُقطرات الكيميائية

تُعدّ المُقطر الكيميائي جهازًا صناعيًا يستخدم في عملية التقطير، وهي فصل خلائط السوائل بناءً على نقاط غليانها المختلفة. ويشمل الجهاز عادةً حاوية تسخين ومكثّف ووعاء جمع. ويمكن تصنيف أنواع المُقطرات الكيميائية حسب طرق التشغيل والبنية.

• التصنيف حسب طرق التشغيل:

  يشير المُقطر الكيميائي المستمر إلى إضافة العلف بشكل مستمر إلى جهاز التقطير. وفي الوقت نفسه، يتم تفريغ المُقطر والقايمة بشكل مستمر، وهو ما يناسب الإنتاج واسع النطاق. وعلى النقيض، فإن المُقطرات الكيميائية الدفعية مناسبة للإنتاج على نطاق صغير. لا يمكنها إضافة العلف أو تفريغ المُقطر والقايمة إلا بعد اكتمال دورة.

• التصنيف حسب البنية:

  يُعدّ المُقطر الكيميائي البسيط من الأواني جهاز تقطير أساسي يستخدم على نطاق واسع في المختبرات والصناعات. فهو يسخّن السائل حتى يغلي وينتج بخارًا. ثم يمر البخار عبر المكثّف، حيث يبرد ويتكثّف مرة أخرى إلى سائل، والذي يتم جمعه في المستقبل.

  يُعدّ المُقطر الكيميائي العمودي جهاز تقطير أكثر تعقيدًا يتكون من عمود رأسي ممتلئ بحشوة أو صواني. تستخدم المُقطرات العمودية دورات متعددة من التبخر والتكثيف لفصل المكونات ذات نقاط الغليان المختلفة. ولهذا، يمكنها تحقيق كفاءة فصل ونقاء أعلى.

  تُقلّل المُقطرات الكيميائية الفراغية نقاط غليان السوائل عن طريق إنشاء بيئة فراغية، مما يمنع التحلل الحراري للمواد الحساسة. تُعدّ مناسبة لفصل المواد الكيميائية سريعة التحلل.

المواصفات والصيانة

فيما يلي المواصفات القياسية للمُقطر الكيميائي، تحديدًا جهاز تقطير كيميائي دفعة بسيط.

• حجم قارورة التقطير

  مثال على ذلك هو قارورة تقطير بسعة 1000 ملليلتر، تُستخدم عادةً في المختبرات. يمكن أن يختلف حجم قارورة التقطير حسب نطاق عملية التقطير الكيميائي.

• طول المكثّف

  بالنسبة لمكثّف مُقطر كيميائي مثل مكثّف ليبيغ، قد يصل الطول إلى 300 مم. سيعتمد حجم المكثّف المستخدم على الحجم ومعدل التقطير المطلوب.

• رأس التقطير

  سيؤثر رأس التقطير الكيميائي المتاح للاستخدام على عائد المنتج ونقائه. على سبيل المثال، يمكن لِرأس التقطير البسيط أن يتصل بقارورة استقبال واحدة.

• حجم قارورة الاستقبال

  سيحدد حجم قارورة الاستقبال كمية المُقطر التي يمكن جمعها في دورة واحدة من التقطير. على سبيل المثال، فإن قارورة الاستقبال الشائعة المستخدمة في تقطير المختبر لها حجم 500 ملليلتر.

• معدل التقطير

  هذه هي سرعة فصل جهاز التقطير الكيميائي وجمع المكونات. قد تتراوح من 0.5 إلى 5 ملليلتر/دقيقة، اعتمادًا على نوع عملية التقطير.

• النقاء

  قد تتراوح مستويات النقاء التي تم تحقيقها بواسطة مُقطر كيميائي دفعة من 60% إلى 99% أو أعلى، اعتمادًا على خصائص الخليط ومعلمات التقطير والمعدات الفنية.

الصيانة

لكي يعمل جهاز التقطير الكيميائي بشكلٍ جيد، من الضروري تنظيفه وفحصه وإصلاحه وصيانته بانتظام.

• التنظيف:

  قبل وبعد الاستخدام، يجب شطف وتنظيف جميع مكونات جهاز التقطير، بما في ذلك قارورة التقطير والمكثّف والأنابيب والمشابك وقوارير التجميع، لضمان إزالة جميع الرواسب والمُلوثات بشكلٍ كامل.

• سائل الغسل:

  يمكن تنظيف الجهاز باستخدام منظفات ومذيبات مختبرية مناسبة. اشطف بقايا المنظفات والمذيبات بعناية لتجنب التلوث المتبادل أثناء عمليات التقطير اللاحقة.

• التفتيش:

  تحقق بانتظام من وجود علامات على البلى أو التلف أو التسرب في مكونات الجهاز، مثل الشقوق أو التآكل أو المفاصل الفضفاضة، إلخ. إذا تم العثور على أي مشكلات، يجب إصلاح أو استبدال الأجزاء ذات الصلة في الوقت المناسب.

• انتبه إلى الختم:

  تأكد من أن مكونات الختم، مثل حشيات الختم والمشابك، إلخ، في حالة جيدة لتجنب التسرب وتبادل الغاز. تحقق بانتظام من أجزاء الختم ونظّفها واستبدلها إذا تعرضت للتلف أو التشوه.

• تزييت الأجزاء المتحركة:

  إذا كان جهاز التقطير يحتوي على مكونات متحركة، مثل المشابك أو المفاصل الدوارة، فيجب تزييتها بشكلٍ مناسب لضمان مرونتها وثباتها. استخدم الزيت المناسب وضع كمية صغيرة.

• التخزين والحماية:

  عند عدم الاستخدام، ضع الجهاز في مكان تخزين نظيف وجيد التهوية لتجنب الغبار والمُلوثات وأضرار الحشرات. بالإضافة إلى ذلك، يجب الانتباه إلى دعم الجهاز أثناء التخزين لتجنب السقوط والكسور.

باتباع هذه التقنيات الصيانة، يمكن لجهاز التقطير الكيميائي الحفاظ على أدائه ودقته، مما يضمن نجاح موثوقية عملية التقطير.

تطبيقات المُقطرات الكيميائية

تُعدّ المُقطرات الكيميائية ذات مجموعة واسعة من التطبيقات سواء على الصعيد الصناعي أو في نطاق المختبر.

• إنتاج الأدوية

  تُستخدم المُقطرات الكيميائية بشكلٍ شائع لفصل أو تنقية المذيبات والمركبات والعوامل النشطة والمنتجات الثانوية في الأدوية. يُعدّ نقاء الأدوية أمرًا بالغ الأهمية لسلامة المرضى. وبالتالي، تُستخدم المُقطرات بنظم تحكم دقيقة لضمان جودة وسلامة الأدوية.

• زيوت أساسية وفصل النكهات الطبيعية

  توجد المركبات الكيميائية الطبيعية مثل التربينات عادةً في المادة النباتية بنقاط غليان أعلى. يسمح استخدام المُقطر الكيميائي للمُصنعين بالتقطير الكسري واستخراج هذه الزيوت، مثل زيوت الحمضيات ومُقطرات النعناع، إلخ. والنتيجة هي منتج ذو قيمة عالية يمكن أن يُستخدم في العديد من التطبيقات، بما في ذلك الاستخدام في مستحضرات التجميل أو الأغذية والمشروبات كنكهة.

• صناعة الأغذية والمشروبات

  في التقطير الكيميائي للمشروبات الكحولية، تُعدّ المُقطرات الكيميائية ضرورية. تُستخدم لإزالة الشوائب وتركيز الإيثانول. وتشمل المنتجات النهائية المُشروبات الروحية مثل الويسكي والفودكا والجن والروم.

• استرداد المذيبات في التصنيع الكيميائي

  تُستخدم المختبرات غالبًا مُقطرات كيميائية لاسترداد المذيبات من العمليات الكيميائية لتقليل النفايات وخفض التكاليف التشغيلية. وهذا ممكن بفضل التقطير الكيميائي، الذي يفصل المذيب عن المُلوثات الأخرى، مما يسمح بإعادة استخدامه.

• تكرير البتروكيماويات

  يُنتج النفط الخام أو الغاز الطبيعي المُقطر باستخدام مُقطرات كيميائية واسعة النطاق بتروكيماويات أساسية مثل الإيثيلين والبروبلين والبنزين والتولوين والزيلين، إلخ، بالإضافة إلى البنزين والديزل والكروسين والوقود النفاث.

• إدارة النفايات

  تُستخدم المُقطرات الكيميائية في معالجة النفايات الخطرة لفصل المكونات الضارة عن المواد القيمة القابلة للاسترداد.

• تنقية المياه وتُحلية المياه

  يُعدّ التقطير متعدد التأثير (MED) والتقطير متعدد التأثير بالغليان (MEB) مُقطرات كيميائية تُستخدم لتنقية المياه المالحة لإنتاج المياه العذبة.

• مختبرات البحث والتطوير

  تُستخدم المُقطرات الكيميائية أيضًا في المختبرات للتركيب الكيميائي. يمكن أن تساعد في تنقية المواد الكيميائية والمركبات والمركبات. وبعد هذه العملية، يمكن استخدام المواد الكيميائية المُقطرة كمواد أولية أو مُحفزات لتفاعلات كيميائية أخرى.

كيفية اختيار المُقطر الكيميائي

قبل شراء جهاز تقطير كيميائي للبيع، من الضروري إجراء المزيد من الأبحاث حول الجمهور المستهدف. وهذا يعني معرفة نوع العملاء الذين سيشترون جهاز التقطير الكيميائي للبيع.

• الإلمام بعملية التقطير الكيميائي

  غالبًا ما يكون العملاء المحتملون على دراية بعملية التقطير الكيميائي. يفهم بعض العملاء الصناعيين والتجارية عملية التقطير بشكلٍ جيد وفوائد استئجار أو شراء جهاز تقطير. ويفضّل هؤلاء العملاء مُقطرات كيميائية متقدمة ومعقدة.

• متطلبات الصناعة

  يؤثر حجم الدفعة ومتطلبات الصناعة على خيارات شراء معدات التقطير. قد تتطلب الشركات العاملة في قطاع التصنيع الكيميائي قدرات واسعة النطاق وأتمتة معقدة وميزات الامتثال المحددة. وعلى النقيض، قد تُركز العمليات على نطاق أصغر أو المختبرات على التنوع والضغط وسهولة الاستخدام بدلاً من السعة العالية.

  كما ذكرنا سابقًا، سيفضّل العملاء على نطاق صناعي مُقطرات كيميائية ذات قدرات واسعة النطاق وأتمتة متقدمة ومواد ذات جودة صناعية. من ناحية أخرى، قد تُركز الشركات العاملة في صناعة الأغذية أو المشروبات على المعدات التي تلبي المعايير الآمنة للأغذية والفلترة المتخصصة للمنتجات المُستهلكة.

• قيود الميزانية

  يواجه العملاء التجاريون والصناعيون قيودًا مختلفة في الميزانية. قد يكون لدى الشركات الصغيرة أو الشركات الناشئة ميزانيات أكثر ضيقًا، مما يؤدي إلى اختيارها لنماذج فعالة من حيث التكلفة مع ميزات أساسية بدلاً من آلات متطورة بالكامل ذات أعلى قيمة. وعلى العكس من ذلك، يمكن للشركات الأكبر حجمًا أن تستهدف نماذج متميزة تُقدم كفاءة محسنة وسعة أعلى وتكاملات تكنولوجية متقدمة، حتى بتكلفة أولية أعلى.

• الإيجار مقابل الشراء

  قد ترغب بعض الصناعات في استئجار أو شراء جهاز تقطير كيميائي. ستكون صناعة الرعاية الصحية أكثر اهتمامًا بشراء جهاز التقطير الكيميائي.

• طريقة التقطير المطلوبة

  يمكن أن تؤثر أيضًا طريقة التقطير الكيميائي الأكثر شيوعًا، وهي التقطير الكسري أو البخاري أو التقطير بالفراغ، على قرار المشتري.

في مثل هذه الحالة، سينظر الناس في النهاية إلى عملية التقطير الكيميائي والمادة التي يعتزمون معالجتها. يمكن لمُوردي أجهزة التقطير الكيميائية بالتجزئة تخزين أنواع مختلفة من المُقطرات الكيميائية لتلبية احتياجات كل نوع من العملاء الذين سيزورون متاجرهم.

سيُفكر المُستخدمون النهائيون الذين يبحثون عن جهاز تقطير كيميائي للبيع في المواد الكيميائية التي يعتزمون معالجتها. على سبيل المثال، سيحتاج البعض إلى مُقطرات كيميائية ذات أفران بخار أو شمسية لمعالجة مياه البحر لاستخراج المياه العذبة. من ناحية أخرى، يُفضّل الكثيرون أيضًا جهاز التقطير الكيميائي على نطاق صناعي للحصول على الزيت الأساسي من مستخلصات النباتات.

بشكلٍ عام، يجب أن يكون سهولة الاستخدام والتوافق مع عملية التقطير الكيميائي مع احتياجات المشتري هو التركيز الرئيسي لكل من المشترين بالتجزئة والجملة لجهاز التقطير الكيميائي.

أسئلة وأجوبة

س: كيف يعمل المُقطر الكيميائي؟

ج: يعمل المُقطر الكيميائي عن طريق تسخين خليط كيميائي حتى تصل نقطة غليان مكون المُقطر. ثم يتم جمع البخار وتبريده حتى يتكثّف إلى سائل.

س: ما هي مزايا استخدام المُقطر الكيميائي؟

ج: يوفر المُقطر الكيميائي العديد من المزايا. يمكنه فصل مكونات كيميائية مميزة. يمكنه أيضًا تحقيق مستويات عالية من النقاء. يُعدّ المُقطر قابل للتكيف ويمكن استخدامه على نطاق صغير أو كبير. كما أنه فعال من الناحية الاقتصادية، لأنه يُقلّل من النفايات ويُعظم عائد المنتج.

س: ما هي أنواع المُقطرات الكيميائية؟

ج: هناك العديد من أنواع المُقطرات الكيميائية. وتشمل الأنواع الأكثر شيوعًا مُقطرات الأواني والمُقطرات الكسريّة والمُقطرات الفراغية والمُقطرات البخارية والمُقطرات الأزيوتروبية.