Что такое дистилляция программного обеспечения

Обновлено: 16.06.2024

Вода является очень важной частью во всех сферах человеческой деятельности. Она используется практически для всего. Но, к сожалению, её состояние уже далеко от идеального. Если рассматривать состав воды, то в ней можно найти много элементов: магний, кальций, железо, цинк, сероводород, нитраты, вирусы и еще много других веществ. Их количество и концентрация зависят от множества факторов. Влияет даже местоположение источника. Способы очистки в бытовом и промышленном секторе немного различаются, хотя используются одни и те же технологии. Чаще разница в фильтрующих элементах. Фильтрация воды в промышленности играет очень важную роль. Ведь любой источник содержит большое количество разнообразных элементов и минералов. Внешне может быть и незаметно, что вода грязная. Она не всегда имеет неприятный запах или вкус, и не обязательно мутная. То есть далеко не всегда только по внешнему виду определяется степень загрязненности. Практически во всех сферах производства ежедневно потребляется большое количество воды для разного назначения. Начиная от потребностей сотрудников и заканчивая технической. И для каждого типа воды необходим свой уровень обработки. Из начального источника, без фильтрации, она не используется. Причиной этому служит загрязнение примесями. Даже если исходным источником является водопроводная вода, которая уже предварительно обработана, необходима фильтрация. В воде могут содержаться не только механические элементы, но и солевые отложения, железо, марганец, растворенные газы, вирусы. Её нельзя использовать в первоначальном виде. Это подтверждают различные ГОСТы и нормативы. Поэтому на промышленных предприятиях очень важным пунктом является создание полноценной системы водоподготовки. Методов очистки воды довольно много. При этом используются не только разные технологии, но и фильтры. Для каждого производства предопределен свой уровень очистки. Так, в химической промышленности недопустимо присутствие в воде каких-либо веществ. Один из способов – дистилляция.

1. Для чего нужен дистиллятор

Для начала определимся, что же такое дистилляция? Это процесс выпаривания жидкости путем нагрева и последующим охлаждением. Метод был известен еще в первом веке, использовался алхимиками. Позднее стали использовать для разделения эфирных масел. Сейчас этот процесс используется во многих сферах для выпаривания или разделения жидкостей. Не обошел метод и воду. С его помощью можно получить чистую воду из любого источника, путем термических изменений. Для удобства были созданы специальные устройства.

Дистиллятор-это специальное устройство, которое помогает очищать воду от всех примесей, делая её дистиллированной. Предшественником такого метода был способ выпаривания. При котором вода нагревалась и происходило удаление некоторых веществ. Но промышленность требует больших объемов воды. И постоянно нагревать слишком затратно. Происходит значительный перерасход ресурсов. К тому же выпариванием не добьёшься необходимого состава, так как удаляются не все загрязнения.

Назначение дистиллятора очень простое- сделать из любой воды дистиллированную, то есть пустую. Такую воду можно использовать для любого назначения и вреда она не принесет. Но пить её нельзя, используют при обработке продукции, ей охлаждают. И при этом совершенно не портится оборудование. Так как в воде нет никаких элементов, способных вызвать негативное воздействие.

Дистиллятор позволяет полностью убрать все примеси, при этом обрабатывая достаточно большой объем воды. Может использоваться как отдельно, так и в составе системы водоподготовки. Чем же так вредят загрязнения? Высокая концентрация различных минералов имеет свойство накапливаться в трубах, вызывать отложения, коррозии и другие разрушения. Все это влияние разрушает трубы, оборудование. Загрязненной водой нельзя обрабатывать продукцию, так как значительно снижается сроки эксплуатации или годности, нарушается технология. А так как предприятия требуют много воды и на постоянной основе, то более приоритетны экономичные способы обработки.

Современные промышленные дистилляторы работают, используя способ обратного осмоса. Основной элемент, который избавляет от примесей- мембрана. Она может быть одна или несколько. Зависит их количество от концентрации примесей и необходимой производительности.

Рис. 1 Принцип работы дистиллятора

Так для каких сфер промышленности необходим дистиллятор? В фармацевтике и химической промышленности, для изготовления реактивов. В ней хорошо растворяются все элементы, но при этом вода абсолютна нейтральна. В автомобильной сфере – любые жидкости основаны на дистилляте. Абсолютна чистая вода необходима при изготовлении косметических средств. То есть данная оборудование будет оправдано в любой сфере. Бытовые дистилляторы отличаются от промышленных размерами и производительностью.

Промышленный дистиллятор относительно универсален. Да, у него одна функция – очистка воды до состояния пустой. Но с ней он справляется великолепно. На производстве требуется разная степень очистки воды. Для обработки продукции необходима вода без каких-либо примесей. В питьевой могут содержаться некоторые элементы. Например, кальций. А скорректировать любой состав из пустой воды гораздо проще. Поэтому можно установить дистиллятор, а потом на финишной обработке добавить требуемые элементы.

2. Как работает дистиллятор (на основе двуступенчатого обратного осмоса)

Такие устройства различны по методу обработки и производительности. Самый простой вариант – это нагрев жидкости и охлаждение. Появляющийся пар собирается в бак, где образуется чистая вода. Способ немного устарел, потому что длителен по времени. И не все примеси можно удалить таким способом. Термическая обработка справляется с умягчением воды и избавляет от большинства органических соединений. Но не всегда способна устранить тяжелые металлы или растворенные соединения. Поэтому устаревшие дистилляторы модернизируют или совмещают с другими методами фильтрации. Но наука не стоит на месте и современные разработки позволили усовершенствовать способ и скомпоновать с мембранной фильтрацией.

Промышленный дистиллятор на основе двуступенчатого обратного осмоса. Принцип действия.

Сначала поток воды поступает на начальную подготовку. Такая предварительная очистка позволяет избавится от механических загрязнений. Чаще всего это крупные примеси песка, ила, камней, окалин. Для этого используются различные фильтры грубой очистки. Сразу перекачивать воду на основные фильтры нельзя. Потому что механические загрязнения могут повредить целостность.

Следующим этапом является уже очистка от основных загрязнений. Поток, с помощью насоса, поступает в корпус 1-й ступени, в котором расположены обратноосмотические мембраны где проходит через мембрану. Происходит разделение на несколько потоков: пермеат и концентрат. Пермеат-это очищенная вода, а в концентрате содержатся все удаленные вредные вещества, и он утилизируется. Чистая вода вновь подается на мембраны 2-й ступени и снова происходит очистка. Пермеат отправляется в специальную накопительную емкость, а вторичный концентрат используется снова. Это позволяет значительно экономить расход воды. Тем более повторный концентрат уже не настолько загрязнен и может использоваться для охлаждения или в качестве технической воды. А может повторно подаваться на цикл очищения.

Рис.2 Промышленный дисттиллятор на основе двуступенчатого осмоса

Мембрана имеет маленький диаметр ячеек, что позволяет практически полностью удалить все загрязнения до 99%. То есть на выходе получается дистиллированная вода. Единственно, с чем сложно ей справится –это хлористые соединения. Так как они меньше молекул воды и способны проходить сквозь ячейки. Можно устранить данную проблему путем введения химических веществ. Но тогда способ уже перестает быть экологичным и не рекомендуем для использования в качестве фильтрации питьевой воды. Такой вариант фильтрации дает преимущество за счет снижения расхода потребляемой воды. Потому что второй концентрат используется еще раз.

Типоразмеры, селективность мембран могут быть различными, как и диаметр ячеек. Зависит от диаметра и видов химических, органических веществ, которые требуется удалить. А также от их концентрации. Слоев также может быть разное количество, с разной степенью пористости. На это влияет наличие тех или иных веществ в воде. А также имеет значение сфера применения дистиллятора. Если это, например, фармацевтическая промышленность или пищевая, то мембраны будут с самыми мелкими ячейками (с максимальной селективностью). Так как требуется максимально тонкая фильтрация. Контролирует систему специальный блок управления. Он необходим для осуществления промывки элемента. Если возникает необходимость модернизации системы, то всегда можно дополнить мембранами или другими фильтрами. Если необходима корректировка состава, то устанавливается минерализатор или ультрафиолетовые лампы. Чтобы система функционировала эффективно, проводится проверка системы. Делать это надо по мере необходимости. При выявлении каких-либо неисправностей, производится замена элемента.

При повышенной концентрации примесей или если в воде обнаружены тяжелые металлы, можно добавлять в воду реагенты. Это значительно снизит нагрузку на мембраны.

Дистиллятор помогает устранить все основные виды загрязнений, корректируя состав воды. Сравнивая дистиллятор на основе обратного осмоса можно сказать, что он удобный и наиболее эффективный. Такие устройства показали себя с лучшей стороны на производстве при обновлении систем или замене. Однако, данный метод наиболее эффективен если правильно подобраны мембраны. Определить можно только после того, как будет произведен химический анализ воды. Все комплектующие должны быть выполнены из качественных материалов. Если будет несоответствие, то сроки эксплуатации значительно сократятся.

3. Комплектация системы

Комплектация промышленного дистиллятора может быть разной. Но если рассматривать стандартное наполнение на основе обратного осмоса, оно состоит из:

Фильтр предварительной очистки. Нужен для первичной обработки воды от взвесей и механических загрязнений.
Повысительный насос. Нужен для подачи, перекачки воды и создания давления.
Корпус и мембраны 1-й ступени очистки (для получения фильтрата 1-й ступени).
Корпус и мембраны 2-й ступени очистки (для получения фильтрата 2-й ступени).
Блок управления с управляющим контроллером.
Датчики сухого хода, реле давления и др. элементы автоматического управления системой..
Гидробак для накопления фильтрата 1-й ступени.
Промывочный блок (опционно).

4. Преимущества дистилляции методом двухступенчатого обратного осмоса.

Промышленное производство требует постоянной обработки воды в больших количествах. Она должна соответствовать нормативам по составу и техническим характеристикам. Оборудование, которое потребляет мало ресурсов, при этом имея высокую производительность, ценится гораздо больше, ввиду меньшего расхода ресурсов. Более современные дистилляторы наиболее точно подходит под заданные критерии. Поэтому установки на основе обратного осмоса наиболее приоритетны. Они не только удаляют все вредные минералы, но и позволяют избавиться от тяжелых металлов. Могут удалять все соли жесткости, делая воду более мягкой. К тому оборудование оснащено блоком управления, что повышает уровень безопасности. Такие дистилляторы потребляют мало ресурсов и для фильтрации не нужны химикаты.

Теперь хотелось бы поговорить о пользе такого устройства, как дистиллятор. Это несомненно необходимое оборудование практически на каждом производстве. То, что обрабатывать продукцию необходимо только очищенной водой, это понятно. Как и то, что загрязненная вода вредит трубам и оборудованию. Но вот, например, вода, которая требуется для сотрудников. Она не должна содержать вредных примесей. Есть несколько мнений, что можно употреблять воду только с определенным составом, потому что именно так организм получает необходимые минералы. И второе мнение, что дистиллированная вода наоборот укрепляет и очищает организм. К какой версии прислушиваться, решает каждый самостоятельно. Но то что вреда от потребления дистиллированной воды нет, это научно доказано. В любом случае она требует определенной очистки и промышленный дистиллятор позволяет получить воду определенного уровня, в соответствии с регламентом.

Промышленный дистиллятор относительно универсален. И это позволяет его использовать в любых сферах производства. Огромное преимущество в его неприхотливости. То есть не требуется постоянный контроль и сервисное обслуживание. Да, конечно, проверять оборудование обязательно. Но если система автоматизирована, то блоки управления могут самостоятельно контролировать все процессы. Зависит от установленного контроллера.

Говоря непосредственно о производственном процессе, дистиллятор приносит пользу в эффективном очищении большого объема воды. По сути это и является основной его задачей. Как уже говорилось ранее, современный дистилляторы на основе обратного осмоса наиболее удобны и функциональны. Они могут фильтровать большой объем воды, при этом потребляя мало электричества. Они автоматизированы, что позволяет исключить человеческий фактор.

5. Метод дистилляции

Перед тем как производить сравнение необходимо выяснить какие именно способы могут так же очищать воду как дистилляторы. Точно такими же качествами обладает метод с использованием мембраны. Но при стандартной очистке с помощью мембраны вода проходит через мембрану только в один этап и получается слишком большой расход воды. Кроме этого способа подходит только классическая дистилляция -выпариванием. Все различия видны в таблице.

Таблица 1 – Сравнительные характеристики дистилляторов воды

Технология дистилляции известна человечеству с глубокой древности. Первые примитивные попытки описаны еще в работах греческих алхимиков I столетия. Упоминает о ней и знаменитый средневековый ученый Авиценна, который использовал дистилляцию для получения целебных эфирных масел. За последние сотни лет наука сделала впечатляющий прорыв, и сегодня процесс дистилляции воды широко используется в химии и разных отраслях промышленности.

Краткое описание и суть метода

Дистилляция воды – перегонка жидкости, включающая процесс испарения с последующим охлаждением, в результате которого пары конденсируются и выпадают в виде капель. В качестве простого и наглядного примера можно привести закипание чайника, в процессе которого вода превращается в пар и затем вновь оседает в жидком виде на остывшую поверхность. При таком испарении жидкость отделяется от нелетучих твердых веществ (посторонних частиц, солей, микроорганизмов), и это делает дистилляцию воды эффективным способом ее очистки от примесей.

В результате выпаривания получают дистиллированную воду (или так называемый аква-дистиллят), обладающую определенными свойствами. Такая жидкость примерно на 99,5% очищена от примесей, в том числе минеральных солей, микроорганизмов, органических включений. При этом она хорошо растворяет любые вещества, не вступая с ними в реакцию и не влияя на их свойства.

Несмотря на то, что дистиллированная вода фактически пригодна для питья, ее не рекомендуют употреблять на протяжении длительного времени. Учитывая то, что такая жидкость практически стерильна, она не содержит жизненно важных для человеческого организма химических элементов. Кроме того, полностью очищенная питьевая вода обладает не самым приятным вкусом.

Применение технологии дистилляции в промышленных целях

Дистилляция используется как в разных отраслях промышленности, так и в лабораторной практике. Перечислим лишь некоторые производственные и технологические процессы, в которых ее задействуют.

Опреснение морской воды.
Производство дистиллированных напитков из ферментированных продуктов.
Изготовление продуктов питания.
Производство косметической и парфюмерной продукции.
Производство лекарственных препаратов.
Изготовление любых аккумуляторных батарей.
Отделение сырых жидких веществ от примесей в химической промышленности.

Как уже было сказано выше, такой метод может использоваться также для водоочистки. Несмотря на то, что очистка воды дистилляцией не получила широкого применения (преимущественно по причине достаточно дорогого и трудоемкого процесса), она позволяет эффективно отделять жидкость от большинства взвесей, загрязнений, химических микроэлементов.

Что представляет собой промышленный дистиллятор

Аппарат для промышленного получения дистиллированных жидкостей классическим способом – это установка, в конструкцию которой входят большой перегонный куб для нагрева, а также охлаждающая система. В качестве последней используют емкость определенного объема, наполненную холодной водой, в которую помещается спиральный трубопровод из стекла. Независимо от производительности, такое оборудование обычно имеет достаточно крупные габариты и требует практически непрерывного контроля со стороны обслуживающего оператора.

Распространенные промышленные технологии

Классический метод выпаривания (простой или многократной перегонки) – далеко не единственный. В настоящее время существуют различные способы дистилляции воды.

Фракционная дистилляция – многократная конденсация и испарение в изолированных вертикальных емкостях.
Вакуумная перегонка – дистиллирование в вакууме с давлением намного ниже атмосферного, которое создают специальные вакуумные насосы и регуляторы.
Паровая перегонка – подача в жидкую среду пара, нагревающего ее и вызывающего испарение.
Дистилляция в насадочных (ректификационных) колоннах – пропускание сырьевой смеси компонентов через насадки особой конструкции, которая обеспечивает высокую эффективность такого метода.
Криоперегонка – технология, применяемая по отношению к перегоняемым газам, охлажденным до жидкого состояния.
Экстрактивная ректификация – перегонка в экстрактивной колонне смесей, в состав которых входят вещества с близкими температурами кипения, а также растворитель.

Заключение

Итак, дистилляция воды – это по-настоящему универсальный процесс, который получил применение в самых разных областях, от лабораторных исследований, производства медикаментов и пищевой продукции до опреснения и нефтепромышленности. Многообразие доступных методов позволяет подобрать оптимальную технологию, в зависимости от поставленных целей и бюджета.

Дистилляция – перегонка, разделение жидких смесей на отличающиеся по составу фракции. Процесс основан на различии температур кипения компонентов смеси.

Дистилляция (от лат. distillatio – стекание каплями) – перегонка, разделение жидких смесей на отличающиеся по составу фракции. Процесс основан на различии температур кипения компонентов смеси.

Процесс дистилляции был известен в Древнем Китае и Риме во втором тысячелетии до нашей эры и применялся главным образом для выделения душистых веществ из ароматических растений. Египтяне, постигнув тайны дистилляции вина, изобрели перегонный аппарат (аламбик), получивший впоследствии большое распространение у других народов.

Определенная роль в совершенствовании процесса дистилляции принадлежит алхимикам средневековья, но наибольшее развитие она получила в конце 19 – начале 20 веков в связи с внедрением в промышленности (спиртовой, нефтеперерабатывающей и др.) высокопроизводительных колонных аппаратов.

В зависимости от физических свойств компонентов разделяемых жидких смесей применяют различные способы дистилляции.

Простая дистилляция проводится частичным испарением кипящей жидкой смеси, непрерывным отводом и последующей конденсацией образовавшихся паров. Так как пары над кипящей жидкой смесью содержат низкокипящих компонентов больше, чем жидкость, то конденсат (называемый дистиллятом) обогащается, а неиспарившаяся жидкость (кубовый остаток) обедняется ими. При простой дистилляции содержание низкокипящих компонентов в паровой и жидкой фазах непрерывно падает. Поэтому состав дистиллята меняется во времени. Простая дистилляция – периодический процесс. Для ускорения процесса применяют полунепрерывную дистилляцию, при которой в дистилляционный куб непрерывно поступает исходная смесь, равная массе уходящих паров.

Фракционная дистилляция, называемая также дробной перегонкой, – одна из разновидностей простой дистилляции. Такую дистилляцию применяют для разделения смеси жидкостей на фракции, кипящие в узких интервалах температур. При этом дистилляты разных составов отводят (последовательно во времени) в несколько сборников. В каждом из этих дистиллятов (фракциях) преобладает один или несколько компонентов исходной смеси с близкими температурами кипения. Простую дистилляцию для улучшения разделения смесей часто комбинируют с противоточной дефлегмацией (частичная конденсация). При этом образующиеся в кубе пары частично конденсируются в дефлегматоре, конденсат (флегма) непрерывно возвращается в куб, а остаток паров после дефлегматора поступает в конденсатор, откуда дистиллят стекает в сборник. Этим способом достигается большее обогащение дистиллята низкокипящими компонентами, т.к. при дефлегмации паров преимущественно конденсируются высококипящие компоненты.

Равновесная дистилляция (однократное испарение) характеризуется испарением части жидкости и продолжительным контактом паров с неиспарившейся жидкостью до достижения фазового равновесия. Разделяемая смесь проходит по трубам, обогреваемым снаружи топочными газами. Образовавшаяся при этом парожидкостная смесь, близкая к равновесному состоянию, поступает в сепаратор для механического отделения жидкости от пара. Пары из сепаратора поступают в конденсатор, откуда дистиллят стекает в приемник, а оставшаяся в сепараторе жидкость отводится в сборник. В этом процессе соотношение между паром и жидкостью определяется материальным балансом и условиями фазового равновесия. Равновесная дистилляция редко применяется для двухкомпонентных смесей; хорошие результаты получают в основном в случае многокомпонентных смесей, из которых можно получить фракции, сильно различающиеся по составу.

Дистилляцию в токе водяного пара или инертных газов применяют, когда необходимо понизить температуру процесса отгонки, в случае разделения нетермостойких компонентов, а также для отгонки веществ с низкой температурой испарения от компонентов с высокой температурой испарения. Пузырьки водяного пара или инертного газа барботируют (продавливают) через слой жидкости. При дистилляции с водяным паром образовавшаяся смесь паров воды и летучего компонента отводится из аппарата и подвергается конденсации и охлаждению. Состав образующихся в кубе паров не зависит от состава жидкости, а температура кипения смеси всегда ниже температуры кипения каждого из компонентов при данном давлении. При дистилляции с инертным газом компоненты раствора испаряются в поток газа, даже если раствор не кипит, а парообразование при испарении может происходить при любых температурах, вне зависимости от внешнего давления, что позволяет вести процесс при низких температурах.

Молекулярная дистилляция основана на разделении жидких смесей свободным их испарением в высоком вакууме 133–13,3 мн/м2 (10–3–10–4 мм ртутного столба) при температуре ниже точки их кипения. Процесс проводят при взаимном расположении поверхностей испарения и конденсации на расстоянии, меньшем длины свободного пробега молекул перегоняемого вещества. Благодаря вакууму молекулы пара движутся от испаряющей поверхности к конденсирующей с минимальным числом столкновений. При молекулярной дистилляции изменение состава пара по сравнению с составом жидкости определяется различием скоростей испарения компонентов. Поэтому этим способом можно разделять смеси, компоненты которых обладают одинаковым давлением паров. При данной температуре жидкости и соответствующем ей давлении паров скорость молекулярной дистилляции растет с понижением давления в аппарате.

Для молекулярной дистилляции применяют аппараты с горизонтальными и вертикальными поверхностями испарения, а также получившие наибольшее промышленное применение центробежные аппараты. В последних процесс характеризуется наименьшими толщиной жидкой пленки (в среднем 0,05 мм) и временем ее пребывания на поверхности нагрева (0,03м–1,2 сек). В центробежных аппаратах на испаритель, представляющий собой быстровращающийся конус (иногда диск), подается разделяемая смесь. Центробежная сила перемещает жидкость от центра к периферии (вверх). Пары перегоняемого вещества собираются на неподвижном конденсаторе, расположенном параллельно поверхности испарителя, откуда дистиллят непрерывно отводится. Остаток после перегонки сбрасывается в кольцевой желоб и выводится из куба. Для увеличения эффекта разделения устанавливают несколько аппаратов последовательно.

Молекулярную дистилляцию применяют для разделения и очистки высокомолекулярных и термически нестойких органических веществ, например для очистки эфиров себациновой, стеариновой, олеиновой и других кислот, для выделения витаминов из рыбьего жира и различных растительных масел, при производстве медицинских препаратов, вакуумных масел и др.

В металлургии понятие дистилляции объединяет пирометаллургические процессы, основанные на переводе восстанавливаемого металла в парообразное состояние с последующей конденсацией. Металлургическая дистилляция – сочетание химического (окислительно-восстановительной реакции) и физического (испарения и конденсации) процессов. Восстановление проводят с использованием углеродистых восстановителей или металлотермическим способом. Возможно выделение свободного металла при окислительном обжиге сульфидных концентратов. Степень разделения при дистилляции определяется различием состава перегоняемой смеси и ее пара. Полнота перехода металла в газовую фазу при дистилляции определяется восстановлением металлов при температурах и давлениях, обеспечивающих получение восстановленного металла в парообразном агрегатном состоянии.

Дистилляция применяется также в химической, лесохимической, фармацевтической и других отраслях промышленности для грубого разделения смесей на фракции, когда не предъявляются высокие требования к чистоте получаемых продуктов, а также для очистки жидких смесей от нелетучих или малолетучих примесей.

Дистилляцию с дефлегмацией применяют в нефтепереработке и лабораторной практике, дистилляция с водяным паром – в химической, нефтехимической, парфюмерной и других отраслях промышленности для отгонки высококипящих компонентов из вязких смесей, содержащих значительные количества твердых или малолетучих жидких веществ. Также путем перегонки (однократной или многократной) на ликеро-водочных заводах получают полуфабрикат для множества алкогольных напитков: коньяка, рома, виски, а в домашних условиях – самогон.

В лабораторной практике условия дистилляции для некоторых видов продуктов стандартизованы. Наиболее известными являются ГОСТ 2177(ASTM D86) – перегонка 100 мл продукта с температурой кипения от комнатной до 400°С при атмосферном давлении. Это сделано для воспроизводимости результатов тестирования бензина, керосина, дизельного топлива, нефти, а также различных растворителей.

Дистилляция является давно известным и проверенным способом глубокой очистки воды.

Хорошо всем известный пример использования дистиллированной воды – заливка в аккумуляторы автомобиля. В быту же дистилляторы не нашли широкого применения.

Ограниченность же применения дистилляторов в быту объясняется следующими причинами:

Во-первых, бытовые дистилляторы имеют малую производительность (около одного литра в час).

Во-вторых, в бойлере дистиллятора постоянно образуются осадок, накипь и т.п., которые надо вычищать.

В-третьих, дистилляторы излучают тепло и в довольно значительных количествах.

В-четвертых, дистилляторы потребляют значительное количество электроэнергии, что для многих применений делает их использование менее рентабельным, чем обратный осмос (способ очистки воды, при котором вода, проходит через специальную полупроницаемую мембрану) или деминерализация на ионообменных смолах.

И вновь нам необходимо дать определение дистилляции, разобраться с главными определениями и понятиями в ходе процесса самогоноварения. Итак, дистилляция (латинский distillatio — каплей стекание) – это процесс в ходе которого жидкая смесь разделяется на различные фракции. Дистилляция основывается на разделении жидкостного состава в ходе образования из нее парообразной фазы вещества. Дистилляцией разделяют жидкостную смесь на фракции по температуре кипения. Выполняется в процессе испарения жидкости и дальнейшей конденсацией фазы её парообразного состояния – это и есть основная суть дистилляции. Фракция после перегона насыщена компонентами, являющими более лёгкие или низкокипящие свойства, а оставшаяся часть жидкости – насыщена компонентами с менее лёгкими, высококипящими свойствами. В ходе процесса, при котором из исходной смеси по средствам перегона получается не единственная фракция, а множество, то дистилляция является фракционной или дробной.

Виды дистилляции

Простая дистилляция

Исходя из применяемой технологии разделяют различные виды дистилляции, такие как простая и молекулярная. Рассмотрение данных разновидностей поможет нам понять сущность дистилляции. Молекулярная дистилляция — это всё также разделение жидкой смеси при помощи испарения с образованием глубокого вакуума с температурой, которая получается существенно меньшей, относительно точки при которой начинает кипеть та или иная фракция. Вакуум находится в пределах рабочего диапазона между 10-2 — 10-4 мм.рт.ст., достигается обычно с применением специальных насосов, для создания данного вакуума. Молекулы в созданном вакууме пара стремятся от испаряющей поверхности, являющейся более горячей, к той поверхности, на которой происходит конденсация, то есть более холодной, при этом столкновения происходят с минимальной частотой. Длина траектории без столкновений при движении молекул, с указанными показаниями давления приближается к расстоянию между вышеуказанными поверхностями, то есть поверхностями испарения и конденсации. Перегонкой дистилляцией можно разделять смеси по температуре кипения на отличные жидкостные фракции. В таком случае существенно снизится температура дистилляции спирта. Измениться схема дистилляции.

Молекулярная дистилляция

В обычных условиях глубокие вакуумы пока особо нам недоступны, поэтому давайте на данном этапе сосредоточимся на рассмотрении других вариантов.

Итак, простая дистилляция кратко — это процесс при котором жидкая смесь испаряется в ходе кипения, происходит непрерывное пароотведение и дальнейшая конденсация. В ходе процесса первоначальная жидкая смесь делиться с образованием дистиллята и обогащённой низкокипящей фракцией, так называемым кубовым остатком. Это остаток жидкости в перегонном аппарате обогащён высококипящей фракцией. Простая дистилляция проводится в перегонных кубах или дистилляторах, которые соединены с ёмкостями для сбора дистиллята и конденсатором.

В ходе протекания дистилляции содержащиеся жидкая фаза низкокипящих компонентов непрерывно падает, происходит постепенное уменьшение их количества и пар, образующийся при испарении жидкости, теряет свою насыщенность.

В процессе простой дистилляции нам не удастся добиться получения продукта с высокой степенью частоты. Но возможно проводить дистилляцию последовательно в несколько спиртосборников, при этом в каждом из них состав смеси будет отличным от остальных. В начальном сборнике в большей степени проявится присутствие низкокипящих компонентов, в сборниках, установленных дальше смесь соответственно будет содержать большее количество высококипящих компонентов. Процесс проходящий таким образом называют фракционной дистилляцией или просто разгонкой.

Фракционная дистилляция – процесс, в ходе которого происходит отбор дистиллята из единого конденсатора в несколько один за другим соединённых сборников. Во всех последующем дистилляторах собирается фракция, в которой преобладают компоненты с повышающимися температурами кипения смеси.

Суть дистилляции

Возможно получение фракции, состав смеси которых будет различным, путем конденсации частями выделяющейся парообразной фазы. Во время прохождения конденсации последовательно в несколько приемов, получают фракции различного состава.

Простая дистилляция достаточно хорошо сочетается с дефлегмацией. Во время этого процесса частично пары, уходящие из перегонного аппарата, конденсируется и стекает в каплеобразной форме назад в аппарат. Во время частичной конденсации уходящих паров в них начитают сконденсироваться компоненты, обладающие меньшей легкостью, то есть высококипящие. Такая жидкость называется флегмой. Наш конденсатор, где происходит образование флегмы, обычно должен располагаться над аппаратом, чтобы пары конденсировались, превращались в флегму, которая непрерывно возвращается в перегонный аппарат. При этом происходит большее насыщение дистиллята лёгкими компонентами, то есть происходит более высокое разделение первоначального продукта.

Заострим наше внимание на простой дистилляции и по мере освоения различных технологий применяя дополнительное оборудование, будем пробовать усложнять процессы получения высококачественного продукта. В дальнейшем выберем материал для изготовления дистиллятора и рассчитаем создадим наш первый перегонный куб. Всё только начинается.

Читайте также: