ตอนที่ 12
3.3 กระบวนการกลั่นสาร 2 องค์ประกอบ (Binary Distillation )
ตามที่ได้กล่าวมาแล้วว่าการกลั่นเพื่อแยกสาร 2 องค์ประกอบนั้นต้องอาศัยหลักการออกแบบ 4 ข้อคือ
..1. หลักสมการสมดุล (equation equilibrium)
.2. หลักข้อมูลสมดุล (data equilibrium)
.3. หลักสัมประสิทธิ์การถ่ายความร้อนและถ่ายเทมวล (heat & mass transfer coefficient) และ 4. ตัวประกอบความปลอดภัย (safety factor)
เมื่อพิจารณาตามรูปที่ 15
1. แสดงการไหลเข้าของมวล(Beer Feed) = M ( 11%C₂H₅OH + 89% H₂O)
..2. ผลผลิตออกที่ D = 95% C₂H₅OH + 5% H₂O
..3. น้ำก้นหอ Stillage = W(5% C₂H₅OH + 95% H₂O)
..ผลผลิตที่ถูกควบแน่นยอดหอมี 2 ส่วนคือส่วนที่เป็นผลผลิตจริง(D) และส่วนที่ย้อนกลับไปกลั่นซ้ำ(Refluxing)
R S CONDENSER Refluxing 3. Stillage=W System Boundary 1. Beer Feed=M 2. Distillate =D รูปที่ 15 Mass Balance of Binary Distillation Process
จากหลักสมการสมดุล(equation equilibrium)
Feed , M = 1.00 lb
Mass balance
.mass in = mass out Total
..1.00 = D + W
C2H₅OH
..1.00(0.11) = D(0.95) + W(0.05)
H2O
..1.00(0.89) = D(0.05) + W(0.95)
Solving for D with
..W = 1. 00 D
..1.00(0.11) = D(0.95) + (1.00 D)0.05
..D = 0.066 lb/lb feed
D/M = 0.066 lb distillate / lb feed
..Since W = 1.00 0.066 = 0.934 lb
..
.D/W = 0.066 / 0.934 = 0.07 lb distillate / lb waste
จากรูปที่ 15 ส่วนเหนือจุดfeed M เป็นส่วนของ rectifying zone ส่วนใต้ของจุด feed เป็นส่วนของ stripping zone เมื่อสาร 2 ชนิดในรูปของเหลว ที่มีจุดเดือดไม่เท่ากันถูกป้อนเข้าไปให้อยู่ ในภาวะสมดุลที่ถูกกำหนดในการออกแบบหอกลั่น สารที่ต้องการแยกจะระเหยง่ายออกมาจากของเหลว เราสามารถดักไอของสารนี้ควบแน่นให้เป็นของเหลว จนได้ความเข้มข้น ขึ้นตามลำดับของการเอาสารนี้มากลั่นซ้ำหลายๆครั้ง ในหอกลั่นจึงต้องแบ่งเป็นชั้นๆหรือ Stage และในแต่ละ Stage จะประกอบด้วยถาดเพื่อให้ไอระเหยผ่านขึ้นไปและปล่อยให้ของเหลวไหลตกสวนทางลงมา
เราเรียกชั้นหรือถาดนี้ว่า Trays เป็นจุดที่ของเหลวและไอไหลสวนทางกัน เกิดจุดสมดุลกันบนถาดทำให้ไอมีความบริสุทธิ์เป็นขั้นๆเราเรียกว่าชั้นของ Tray
จากรูปจะเห็นว่าการออกแบบหอกลั่นที่ดี เมื่อมีการพบกันระหว่างไอของสารเบาและของเหลวก็ต้องทำให้สารเบานั้นถูกฟอกด้วยของเหลว จนไอบริสุทธิ์ขึ้นในแต่ละขั้นของถาด และในที่สุดไอที่ยอดหอก็ต้องออกไปแล้วผ่านตัวควบแน่นไอ ให้เป็นของเหลว โดยของเหลวส่วนถูกส่งกลับมา เพื่อล้างไอให้สะอาดยิ่งขึ้นเรียกว่า Reflux กระบวนการกลั่นแบบลำดับส่วน binary distillation จะทำให้สารหนักตกค้างอยู่ในชั้นล่างๆของหอ และของเหลวก้นหอนี้ถูกออกแบบให้ผ่าน Reboiler หรือตัวต้มซ้ำให้ไอของสารเบาที่หลงเหลืออยู่ ระเหยและถูกส่งเข้าหอกลั่นเช่นเดิมทำให้ประสิทธิภาพการกลั่นดีขึ้นสารตกค้างก้นหอน้อยลง
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
