Chưng cất là gì? Nguyên tắc và các phương pháp chưng cất thường sử dụng hiện nay là gì? Trong bài viết này, sieusach.info sẽ giải đáp những thắc mắc này qua những ví dụ chi tiết nhất, theo dõi nhé!
Nội dung chính
Chưng cất là gì?
Chưng cất được hiểu đơn giản đó là phương pháp dùng nhiệt để tách hỗn hợp các chất lỏng, khí thành các chất riêng biệt dựa trên độ bay hơi khác nhau. Khi chưng cất sẽ thu được nhiều thành phẩm phụ thuộc vào cấu tử. Cấu từ có bao nhiêu sẽ thu được bấy nhiêu thành phẩm.
Chưng cất là sử dụng nhiệt để tách hỗn hợp thành nhiều thành phẩm
Bản chất của phương pháp chưng cất chính là dựa vào nhiệt độ sôi, nhiệt độ bay hơi khác nhau để tách các cấu tử bằng cách lặp lại nhiều lần trong quá trình bay hơi, ngưng tụ.
Mục đích của chưng cất là gì?
Chưng cất có khá nhiều ứng dụng được dùng theo nhiều mục đích khác nhau:
- Giúp làm sạch các tạp chất như nhựa bẩn, chất keo…trong quá trình sản xuất tinh dầu hoặc rượu…
- Tạo ra các sản phẩm thông qua quá trình chưng cất rượu, cồn, tinh dầu hoặc đạm…
- Giúp nâng cao chất lượng sản phẩm qua quá trình chưng cất để đem đến sản phẩm có độ tinh khiết cao nhất.
Hiện nay, phương pháp chưng cất được sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau, nhưng được ứng dụng phổ biến nhất vẫn là trong các ngành công nghiệp, sinh học, thực phẩm và hóa chất. Ví dụ như: sản xuất cồn, điều chế oxi, tinh dầu, lọc dầu,…
Nguyên tắc chưng cất xảy ra thế nào?
Tính đặc biệt của chưng cất là sử dụng năng lượng để làm phương tiện giúp tách các chất. Năng lượng này có ưu thế đó là dễ dàng đưa vào hay lấy ra khỏi hệ thống dựa trên các nguyên tắc chưng cất như sau:
- Lặp lại các bước tách hỗn hợp nhiều lần: Nồng độ của chất cần tách có thể tiếp tục cao bằng cách chưng cất lại phần đã cất. Khi ở nhiệt độ sôi khác nhau, nhiệt độ càng lớn thì càng ít lần chưng cất mới có thể đạt được nồng độ nhất định.
Nguyên lý chưng cất
- Chưng cất theo phương pháp phân đoạn: Phương pháp này để tách các chất bay hơi ra khỏi hỗn hợp bằng cách dựa trên nhiệt độ sôi của mỗi chất trong hỗn hợp đó.
- Sử dụng phương pháp chưng cất hỗn hợp đẳng phí: Phương pháp này được ứng dụng từ lâu đời và được sử dụng nhiều nhất trong các phương pháp chưng cất hiện nay.
- Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước: Phương pháp này thông qua sự khuếch tán và lôi cuốn hơi nước ở nhiệt độ cao của hợp chất hữu cơ trong tinh dầu.
Các phương pháp chưng cất được ứng dụng hiện nay
Trong quá trình sản xuất chúng ta thường gặp những phương pháp chưng cất sau đây:
Chưng cất đơn giản
Đây là phương pháp đơn giản để tách hỗn hợp có các cấu tử với độ bay hơi khác nhau. Phương pháp này có thể tách sơ bộ hoặc làm sạch các cấu tử ra khỏi tạp chất của chúng.
Vật liệu chưng cất sẽ được nạp vào nồi chưng và được đun nóng trực tiếp bằng than hoặc củi, hoặc gián tiếp qua bộ phận truyền nhiệt cho đến khi đạt đến nhiệt độ bay hơi. Khi đun sôi hơi nước bốc lên ngưng tụ trong thiết bị làm lạnh, còn chất lỏng sẽ được thu vào bình chứa, chất bã hay dung dịch khó bay hơi sẽ loại bỏ.
Phương pháp này cho ra sản phẩm có độ tinh khiết cao, khí bốc lên sẽ ngưng tụ tại thiết bị hồi lưu rồi quay trở lại nồi chưng, thành phẩm còn lại sẽ tinh khiết hơn.
Chưng cất bằng hơi nước
Phương pháp này dùng để tách hỗn hợp các chất khó bay hơi và tạp chất không bay hơi, được ứng dụng trong nhiều trường hợp chất được tách không tan trong nước. Đây là phương pháp ưu tiên được sử dụng trong những trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi của các cấu tử.
Phương pháp chưng cất bằng hơi nước hạ nhiệt độ sôi của cấu tử
Cách tiến hành chưng cất bằng hơi nước đơn giản, sử dụng phun hơi nước bão hòa hay quá nhiệt qua lớp chất lỏng bằng bộ phận phun. Đối với quá trình tiếp xúc giữa hơi nước và chất lỏng các cấu tử cần tách ra để khuếch tán vào hơi, hỗn hợp hơi nước và cấu tử bay hơi sẽ được ngưng tụ và tách thành sản phẩm.
Chưng cất bằng chưng luyện
Phương pháp này cũng rất phổ biến, được dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử bay hơi có tính chất hòa tan hoàn toàn. Chưng luyện ở áp suất thấp sẽ được áp dụng cho các hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao và hỗn hợp có nhiệt độ sôi quá cao. Phương pháp này cho ra thành phẩm có nồng độ tinh khiết cao và cách tiến hành cũng đơn giản hơn.
Tháp chưng cất là gì?
Tháp chưng cất là hệ thống gồm có nhiều đĩa, mỗi đĩa được nối với một nồi chưng. Trong quá trình chưng cất, bộ phận đun nóng ở dưới đáy, hơi nước sẽ đi từ dưới qua các lỗ của đĩa. Chất lỏng chảy từ trên xuống qua các ống chuyền. Nồng độ các cấu tử khi đó sẽ thay đổi theo chiều cao của tháp và nhiệt độ sôi cũng thay đổi tương ứng.
Một số loại tháp chưng cất thường sử dụng trong nấu rượu
Các loại tháp chưng cất thường được sử dụng trong công nghiệp như:
- Tháp chưng cất dùng mâm đĩa lưới hoặc mâm xuyên lỗ.
- Tháp đệm là tháp chưng cất sử dụng vật chêm.
- Tháp chưng cất dùng mâm chóp
Hy vọng thông qua bài viết này đã giúp bạn đọc có thể hiểu rõ hơn về chưng cất là gì, cũng như các phương pháp chưng cất được sử dụng phổ biến hiện nay. Thường xuyên truy cập website sieusach.info để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức thú vị trong cuộc sống nhé.
