זיקוק
ערך זה עוסק בתהליך להפרדת נוזלים. אם התכוונתם לזיקוקין די-נור, ראו זיקוקין די-נור.
זיקוק (בלועזית: דיסטילציה, Distillation) הוא תהליך פיזיקלי להפרדה של תערובת נוזלים על בסיס נקודות הרתיחה השונות של מרכיביה.
במערכת פשוטה של זיקוק מרתיחים את התערובת, ואת האדים העולים מעבים בחלקו העליון של הכלי ומוליכים לכלי נפרד. אדים אלו הנם המצב הגזי של החומר בעל נקודת הרתיחה הנמוכה ביותר בתערובת. לאחר מכן מגיע תורו של החומר הבא לרתוח, וכן הלאה, עד להפרדת התערובת לכל מרכיביה.
באמצעות מדידה קבועה של טמפרטורת התערובת במהלך תהליך הזיקוק ניתן לדעת מתי מפסיק החומר האחד לרתוח (כלומר, מתי הוא התאדה כולו וכבר אינו נמצא בתערובת) ומתי מתחיל החומר הבא לרתוח. במהלך הרתיחה עצמה הטמפרטורה אינה משתנה; לדוגמה, אם מים מהווים מרכיב בתערובת ונמצאים בכמות כזו שמשך רתיחתם המלאה הוא 5 דקות, הרי שטמפרטורת התערובת כולה תעמוד על 100 מעלות צלזיוס (נקודת הרתיחה של המים) במשך 5 דקות, זאת על אף שחימום התערובת נמשך. לאחר התאדותם המלאה של המים תתחיל הטמפרטורה לעלות בקצב מהיר ותיעצר שוב כשתגיע לנקודת הרתיחה של החומר הבא.
בזיקוק מפריט רב-שלבי, שהוא תהליך הזיקוק הנפוץ בהנדסה כימית, משתמשים בעמוד זיקוק הבנוי ממגשים או פלטות. חלק מהתוצר הגזי מעבים ומחזירים לראש העמוד בצורת נוזל וחלק מהתוצר הנוזלי מרתיחים ומחזירים לתחתית העמוד בצורת גז. בכל מגש (שלב) בעמוד יש מגע מתמשך בין הנוזל לגז והגעה לשיווי משקל נוזל אדים, שפירושו מעבר של החומר הנדיף יותר לפאזה הגזית ושל החומר הנדיף פחות לפאזה הנוזלית. בתכנון הנדסי נכון, הכולל חישובי אנרגיה ומסה מורכבים, ניתן להגיע להפרדה טובה מאוד בין המרכיבים השונים.
תהליך הזיקוק נפוץ מאוד בתעשיית המשקאות האלכוהוליים ובתעשייה הכימית - במיוחד בתעשיית הנפט. בבית זיקוק של נפט מתרחש זיקוק הנפט במכלי ענק. מרכיבי הנפט השונים - למעשה אלקאנים בעלי שרשרת פחמימנית באורך שונה - מתאדים בטמפרטורות שונות, וכל אחד מהם מהווה מוצר נפט שונה: האלקאנים הקצרים, המתאדים בטמפרטורות נמוכות, משמשים כדלק למכוניות (בנזין), האלקאנים הארוכים יותר משמשים כדלק למטוסים (קרוסין), והאלקאנים הארוכים ביותר משמשים כשעוות ופלסטיקים.
תוכן עניינים |
זיקוק אלכוהול (אתנול) [עריכה]
תהליך שמגדיל את אחוז האלכוהול בתמיסה מותססת.
מאדים את התמיסה, היות שטמפרטורת האידוי של כוהל יותר נמוכה משל המים בתמיסה כשמאדים כחצי מהתמיסה מאדים כ-80 אחוז מהאלכוהול. ככל שהמכשירים שמשתמשים בהם יותר טובים היכולת לרכז את התמיסה טובה יותר, אבל זה קרוב מאוד לגבול. כך שאם הייתה תמיסה עם כ-12 אחוז כוהל, לאחר זיקוק אחד התמיסה תכיל כ-20 אחוז כוהל.
בתעשיית משקאות מגיעים לריכוז של 43 אחוז ברוב המשקאות שכן זאת נקודת שיווי המשקל בין מים לכוהל שמעבר לה צריך לעשות את הזיקוק בואקום. לריכוז זה מגיעים לאחר שני תהליכי זיקוק.
ע"מ לבצע זיקוק יש להרתיח את התמיסה בסיר לחץ עם יציאה אחת לאדים, שתעבור למתקן קירור כדי ליצור עיבוי, יש לזכור שכאן טמפרטורה הרתיחה הנמוכה של הכוהל עובדת נגדינו, ואם נשאר גז בצינורות הוא מכיל בעיקר כוהל. כך שיש לנסות לעבות את הגז בטמפרטורה נמוכה ככל האפשר ולאחר מכן להעביר את הנוזל למכל אחר.
מאחר שאי אפשר לאטום את המכל האחרון (לחץ) כל גז שמגיע אליו צפוי להתנדף.
סוגים של זיקוק אלכוהול [עריכה]
ראו גם [עריכה]
- אבני רתיחה
- לזר אדליאנו - כימאי רומני, יהודי. מגלה תהליך הזיקוק הבררני של הנפט על בסיס מסיסותם הספציפית של התזקיקים השונים בגופרית דו-חמצנית נוזלית (1908).
קישורים חיצוניים [עריכה]
- [1] - אלכופדיה, אנציקלופדיית האלכוהול האינטראקטיבית
- הדגמת תהליך זיקוק הנפט באתר משרד החינוך
- דוידסון אונליין - שאל את המומחה: כיצד מבצעים זיקוק מוצלח?
