การกลั่นลําดับส่วน

การกลั่นแบบธรรมดา (Distillation)

การกลั่นแบบธรรมดา (Distillation) เหมาะสำหรับการแยกองค์ประกอบของสารเนื้อเดียวที่เกิดจากของผสมของสารที่มีจุดเดือดต่างกันมากกว่า 80 ๐C โดยสารที่มีจุดเดือดต่ำกว่าจะระเหยออกเป็นไอออกมาก่อน แล้วจึงจะมาควบแน่นเป็นของเหลว เมื่อผ่านท่อน้ำหล่อเย็นหรือที่เรียกว่า Condenser

สารบัญ Show

การกลั่นแบบลำดับส่วน (Fractional Distillation)
การกลั่นด้วยไอน้ำ (Stream Distillation)
กลั่นลําดับส่วน ได้อะไรบ้าง
การแยกสารโดยการกลั่นมีหลักการอย่างไร
การกลั่นลําดับส่วนจากน้ํามันดิบ คืออะไร
การกลั่นแบบธรรมดาและการกลั่นลําดับส่วนแตกต่างกันอย่างไร

การกลั่นแบบลำดับส่วน (Fractional Distillation)

การกลั่นแบบลำดับส่วน (Fractional Distillation) เหมาะสำหรับการแยกสารที่เป็นของผสมของเหลวที่มีจุดเดือดต่างกันไม่มาก เช่น การกลั่นน้ำมันปิโตรเลียม โดยสารที่มีจุดเดือดสูง เมื่อระเหยออกเป็นไอ จะควบแน่นเป็นของเหลวออกมาก่อน เมื่อผ่านหอกลั่นแบบลำดับส่วน

การกลั่นด้วยไอน้ำ (Stream Distillation)

การกลั่นด้วยไอน้ำ (Stream Distillation) เหมาะสำหรับแยกสารที่ระเหยง่าย (มีจุดเดือดต่ำ) ไม่ละลายน้ำ และไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ออกจากสารที่ระเหยยากเป็นการแยกสารที่นิยมมากที่สุดในการกลั่นน้ำมันหอมระเหย

วิธีการนี้เป็นการกลั่นผ่านไอน้ำจากเครื่องกำเนิดไอน้ำ เข้าไปในหม้อควบคุมความดันที่มีวัตถุดิบของพืชที่เราต้องการกลั่นน้ำมันหอมระเหย เมื่อความร้อนผ่านวัตถุดิบ ไอน้ำจะพาน้ำมันหอมระเหยออกมาผ่านท่อน้ำหล่อเย็นแล้วจึงควบแน่นมาเป็นของเหลว ของเหลวที่ได้เป็นน้ำมันหอมระเหยที่แยกชั้นกับน้ำ

เด็กๆ ซายเอนเทียจะได้ทำการทดลองโดยการกลั่นแบบธรรมดา ได้ง่าย โดยใช้เครื่องกลั่นจำลองที่มีให้องปฏิบัติการการแยกน้ำมันหอมระเหยออกจากวัตถุดิบของพืชชนิดต่างๆ นักเรียนจะได้เรียนและทำการทดลองในระดับสูง เรื่อง Natural Product Organic Chemistry ซึ่งใช้ทักษะวิธีการทั้งแบบการกลั่นด้วยไอน้ำ การสกัดด้วยตัวทำละลาย การสกัดแบบเย็น เป็นต้น

สารสกัดที่ได้จะเป็นสารที่ออกฤทธิ์ทางยา ทางการบำบัด หรือการผ่อนคลาย นักวิทยาศาสตร์ต้องทำการตรวจสอบเพื่อหาสารสำคัญ โดยใช้เครื่องมือที่ทันสมัย เช่น GC (Gas Chromatography) หรือ GCMS (Gas Chromatography / Mass Spectrometry Analysis)

นักเรียนสายวิทยาศาสตร์จะได้มีการศึกษาทั้งขั้นตอนการสกัดแยก การตรวจสอบคุณภาพ ทั้งแบบ Qualitative และ Quantitative ในห้องเรียนห้องทดลองวิทยาศาสตร์

การ กลั่นลำดับส่วนเหมาะสำหรับกลั่นแยกของเหลวที่มีจุดเดือดใกล้เคียงกัน หรือแยกสารละลายที่ตัวทำละลายและตัวถูกละลายเป็นสารที่ระเหยง่ายทั้งคู่ ซึ่งถ้ากลั่นแบบธรรมดาเพียงครั้งเดียวจะได้สารที่ไม่บริสุทธิ์ เช่น การกลั่นน้ำผสมเอทานอล ต้องกลั่นซ้ำหลาย ๆ ครั้ง จึงจะได้เอธานอลที่มีความบริสุทธิ์เพิ่มขึ้นทุกครั้ง แต่ในทางปฏิบัติแทนที่จะนำของเหลวไปกลั่นซ้ำ ๆ กันหลาย ๆ ครั้ง ซึ่งจะทำให้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายและใช้เวลามาก จึงได้นำไปกลั่นในคอลัมน์ลำดับส่วนหรือในหอกลั่น ซึ่งทำหน้าที่เหมือนกับเป็นการกลั่นซ้ำหลาย ๆ ครั้ง การกลั่นในหอกลั่นนี้เรียกว่า การกลั่นลำดับส่วน

เช่น การกลั่นน้ำมันดิบหรือน้ำมันปิโตรเลียม ซึ่งสามารถแยกน้ำมันดิบออกเป็นส่วน (Fractions) ต่างๆ กระบวนการนี้ใช้หลักการจากลักษณะของส่วนต่างๆ ของน้ำมันดิบที่มีค่าอุณหภูมิจุดเดือด (Boiling point) ที่แตกต่างกันออกไป และเป็นผลให้ส่วนต่างๆของน้ำมันดิบนั้นมีจุดควบแน่น (Condensation point) ที่แตกต่างกันออกไปด้วย น้ำมันดิบจากถังจะได้รับการสูบผ่านเข้าไปในเตาเผา (Furnace) ที่ มีอุณหภูมิสูงมากพอที่จะทำให้ทุกๆ ส่วนของน้ำมันดิบแปรสภาพไปเป็นไอได้ แล้วไอน้ำมันดังกล่าวก็จะถูกส่งผ่านเข้าไปในหอกลั่นลำดับส่วน (Fractionating tower) ที่มีรูปร่างเป็นทรงกระบอก มีขนาดความสูงประมาณ 30 เมตร และมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 2.5-8 เมตร ภายในหอกลั่นดังกล่าวมีการแบ่งเป็นห้องต่างๆ หลายห้องตามแนวราบ โดยมีแผ่นกั้นห้องที่มีลักษณะคล้ายถาดกลม โดยแผ่นกั้นห้องทุกแผ่นจะมีการเจาะรูเอาไว้ เพื่อให้ไอน้ำมันที่ร้อนสามารถผ่านทะลุขึ้นสู่ส่วนบนของหอกลั่นได้ และมีท่อต่อเพื่อนำน้ำมันที่กลั่นตัวแล้วออกไปจากหอกลั่น เมื่อไอน้ำมันดิบที่ร้อนถูกส่งให้เข้าไปสู่หอกลั่น ทางท่อ ไอจะเคลื่อนตัวขึ้นไปสู่ส่วนบนสุดของหอกลั่น และขณะที่เคลื่อนตัวขึ้นไปนั้น ไอน้ำมันจะเย็นตัวลงและควบแน่นไปเรื่อยๆ

แต่ละส่วนของไอน้ำมันจะกลั่นตัวเป็นของเหลวที่ระดับต่างๆ ในหอกลั่น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของการควบแน่นที่แตกต่างกันออกไป น้ำมันส่วนที่เบากว่า (Lighter fractions) เช่น น้ำมันเบนซิน (Petrol) และพาราฟิน (Parafin) ซึ่ง มีค่าอุณหภูมิของการควบแน่นต่ำ จะกลายเป็นของเหลวที่ห้องชั้นบนสุดของหอกลั่น และค้างตัวอยู่บนแผ่นกั้นห้องชั้นบนสุด น้ำมันส่วนกลาง (Medium fractions) เช่น ดีเซล (Diesel) น้ำมันแก๊ส ( Gas oils) และน้ำมันเตา ( Fuel oils) บางส่วนจะควบแน่นและกลั่นตัวที่ระดับต่างๆ ตอนกลางของหอกลั่น ส่วนน้ำมันหนัก ( Heavy fractions) เช่น น้ำมันเตา และสารตกค้างพวกแอสฟัลต์ จะกลั่นตัวที่ส่วนล่างสุดของหอกลั่น ซึ่งมีอุณหภูมิสูง และจะถูกระบายออกไปจากส่วนฐานของหอกลั่น

กลั่นลําดับส่วน ได้อะไรบ้าง

การกลั่นลำดับส่วน เป็นการนำน้ำมันดิบผ่านกระบวนการกลั่น แล้วแยกผลิตภัณฑ์ออกมาเป็นเชื้อเพลิงต่างๆ เช่น น้ำมันเบนซิน หรือน้ำมันดีเซลที่ใช้ในยานพาหนะ น้ำมันเตาที่ใช้ในอุตสาหกรรม ยางมะตอยที่ใช้ในการสร้างถนน เป็นต้น

การแยกสารโดยการกลั่นมีหลักการอย่างไร

การกลั่น ( Distillation ) เป็นกระบวนการในการแยกของเหลวผสมของสาร 2 ชนิดขึ้นไป โดยอาศัยคุณสมบัติ จุดเดือด ที่แตกต่างกัน โดยเมื่อให้ความร้อนกับของเหลวจนอุณหภูมิถึงจุดเดือดของสารที่มีจุดเดือดต่ำกว่า สารชนิดนั้นจะระเหยออกมาเป็นไอ เมื่อไอนั้นเคลื่อนที่ผ่านท่อที่มีการลดอุณหภูมิ ( โดยการใช้ความเย็นหล่อเลี้ยงรอบท่อนั้น ) ทำให้ ...

การกลั่นลําดับส่วนจากน้ํามันดิบ คืออะไร

หลักการกลั่นลำดับส่วน การแยกน้ำมันดิบอาศัยหลักการที่ส่วนประกอบต่าง ๆ ในน้ำมันมีจุดเดือดและจุดควบแน่นที่แตกต่างกันตามจำนวน C ในโมเลกุล สารประกอบที่มี C น้อยกว่าจะระเหยขึ้นไปและควบแน่นเป็นของเหลวในชั้นที่อยู่ส่วนบนของหอกลั่น ส่วนสารประกอบที่มี C มากและจุดเดือดสูงกว่าจะควบแน่นอยู่ในชั้นที่ต่ำลงมาตามช่วงอุณหภูมิของจุดเดือด

การกลั่นแบบธรรมดาและการกลั่นลําดับส่วนแตกต่างกันอย่างไร

การกลันแบบธรรมดาหรือการกลันอย่างง่าย (Simple Distillation) เป็น การกลันแยกสารผสมออกจากกัน โดยสารผสมต้องมีอุณหภูมิต่างกัน 80 องศา เซลเซียสขึนไป การกลันลําดับส่วน (Fractional Distillation) เป็นการกลันเหมือนการกลัน แบบง่ายแต่เป็นการกลันแบบสารผสมทีใกล้เคียงกันมาก