تعريف التقطير البسيط
تُعرف عملية التقطير البسيط (بالإنجليزية: Simple distillation) بأنها تقنية لفصل السوائل عن بعضها من خلال تسخينها إلى درجة الغليان. تُستخدم هذه الطريقة بشكل شائع لفصل المكونات التي تختلف في درجات غليانها، ويتم تبريد الأبخرة باستخدام الماء البارد في المكثف.
مبدأ عمل طريقة التقطير البسيط
تُجرى عملية التقطير البسيط باستخدام جهاز خاص يُعرف بجهاز التقطير. يتم تسخين الخليط المراد فصله، مما يؤدي إلى تصاعد الأبخرة الخاصة بكل مكون وفقًا لدرجة غليانه. المركبات المتطايرة تتبخر عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا. من خلال مراقبة درجة حرارة السائل والأبخرة الناتجة عند كل درجة حرارة، يمكن فصل مكونات السائل عن بعضها بشكل فعال عن طريق جمعهما عند نقطة استقرار درجة الحرارة، وتحويلها إلى سائل بفعل الماء البارد في المكثف، وبالتالي تجميعها في حاويات صغيرة.
مع تقدم عملية التقطير، يقل تركيز المكونات ذات درجات الغليان المنخفضة، بينما يبقى السائل ذو درجة الغليان الأعلى حتى يتبخر عند وصوله إلى درجة غليانه. يمكن تكرار هذه العملية لفصل جميع مكونات الخليط الأصلية والحصول على مكونات نقية. يتكون جهاز التقطير البسيط من:
- دورق متصل بميزان حرارة.
- أنبوب لتجميع البخار المتصاعد.
- مكثف يتألف من أنبوبين مختلفين في القطر.
- وعاء لتجميع البخار المكثف.
استخدامات عملية التقطير البسيط
تُستخدم عملية التقطير البسيط بشكل واسع في فصل السوائل اعتمادًا على درجة غليانها، بالإضافة إلى تنقية مياه الشرب من الأملاح والمواد الكيميائية والمعادن الضارة. كما تساهم في إزالة الشوائب وتقليل الأمراض المرتبطة بالمياه، وتهيئة المواد المتطايرة للفصل عن المواد غير المتطايرة.
مزايا التقطير البسيط
توجد العديد من المزايا لاستخدام التقطير البسيط في مجموعة متنوعة من المجالات، وأبرزها:
- انخفاض استهلاك الطاقة الحرارية، فالتقطير البسيط يتطلب طاقة أقل مقارنة بطرق الفصل الأخرى بفضل بساطة تصميم الجهاز.
- تكلفة مكونات الجهاز منخفضة، حيث يتكون من معدات بسيطة وغير مكلفة، مما يسهل على المصنعين تقليل تكاليف الإنتاج.
- سرعة تنفيذ عملية التقطير البسيط، حيث يتم استخدام عدد قليل من العناصر.
- سهولة استخدام جهاز التقطير.
عيوب التقطير البسيط
على الرغم من مزاياها، إلا أن عملية التقطير البسيط تعاني من بعض العيوب، ومنها:
- لا توفر مادة نقية بشكل كامل.
- تحتاج إلى عدة عمليات فصل للحصول على مكون نقي تصل دقته إلى 99%.
- يجب أن يكون هناك فرق في درجة الغليان يبلغ 50 درجة مئوية بين المادتين المراد فصلهما، وإلا فإن عملية الفصل لن تكون فعالة.
- تؤدي إلى فصل ضعيف مقارنة بتقنيات التقطير الأخرى.
مجالات استخدام التقطير البسيط
يتم استخدام التقطير البسيط في مجالات متعددة، بما في ذلك صناعة البتروكيماويات، وتكرير النفط، وكذلك في إنتاج المركبات الكحولية مثل الإيثانول.