لماذا تستخدم تقنية التقطير بالفيلم الممسوح بمرحلتين؟

التقطير الغشائي الممسوح تقنية فصل صناعية مهمة، تُستخدم على نطاق واسع لتنقية المركبات الكيميائية الحساسة حرارياً وذات درجة الغليان العالية. يعتمد هذا على مبدأ تبخير الأغشية الرقيقة لعزل نواتج التقطير عالية النقاء بكفاءة من الخلائط المعقدة. يُحسّن التقطير الغشائي الممسوح ثنائي المراحل عملية الفصل هذه من خلال تنفيذه على مرحلتين متتاليتين.

يوفر هذا التكوين المزدوج مزايا كبيرة مقارنةً بالتقطير أحادي المرحلة باستخدام غشاء ممسوح وطرق التقطير التقليدية الأخرى. يتيح النهج ثنائي المراحل كفاءة فصل فائقة، واستهلاكًا أقل للطاقة، وإنتاجية أعلى، ومنتجات تقطير فائقة النقاء لا يمكن الحصول عليها في وحدة واحدة.

في هذه المقالة، سنستكشف ماهية التقطير الغشائي الممسوح ثنائي المرحلة، ومبدأ عمله وتصميمه، وفوائده الرئيسية، وتطبيقاته العملية في مختلف الصناعات، والعوامل المؤثرة على أدائه ومتطلبات صيانته. الهدف هو توضيح فائدة استخدام نظام التقطير الغشائي الممسوح ثنائي المرحلة لعزل نواتج التقطير عالية النقاء من الخلائط الصعبة.

فهم عملية التقطير بالفيلم الممسوح ثنائي المرحلة

تتضمن عملية التقطير ثنائي المرحلة باستخدام غشاء ممسوح إجراء عملية التقطير في وحدتي تبخير غشائي ممسوحتين متصلتين على التوالي. يُفصل خليط التغذية جزئيًا في وحدة المرحلة الأولى، ثم يُكثف بخار المقطر ويُجمع بشكل منفصل. ثم يُغذى الخليط المتبقي غير المقطر من المرحلة الأولى إلى المرحلة الثانية لمزيد من الفصل والتنقية.

المكونات المميزة لنظام التقطير الغشائي الممسوح هي أغطية المبخر الرأسي المسخنة، ومجموعات الدوار الداخلية، وشفرات الكشط. يُدخل خليط التغذية على شفرات الكشط الدوارة التي توزعه على شكل طبقة رقيقة على الأسطح الداخلية المسخنة. يُسهّل هذا التلامس الدقيق تبخير المكونات المتطايرة بسرعة ولطف من الطبقة إلى بخار.

تتمثل المزايا الرئيسية للتقطير ثنائي المرحلة في القدرة على معالجة خلائط أكثر تعقيدًا، والحصول على نواتج تقطير أنقى، ومنع تدهور المنتج، وتحسين كفاءة الطاقة مقارنةً بأنظمة المرحلة الواحدة. كما يتيح الفصل ثنائي المرحلة عزلًا انتقائيًا لأجزاء مختلفة من نواتج التقطير في كل مرحلة.

لذلك، يُعدّ التقطير الغشائي الممسوح ثنائي المرحلة مناسبًا تمامًا للتطبيقات التي تتضمن مواد حساسة للحرارة، ونسب غليان عالية جدًا، وعمليات فصل صعبة تتطلب توازنات متعددة بين البخار والسائل. تشمل الصناعات التي تستخدم هذه التقنية الصناعات الدوائية، والمواد الكيميائية الدقيقة، وتصنيع الأغذية، والعطور، والبتروكيماويات.

فوائد التقطير بالفيلم الممسوح ثنائي المرحلة

يمكن تلخيص الفوائد الرئيسية التي توفرها عملية التقطير بالفيلم الممسوح على مرحلتين على النحو التالي:

قدرات فصل وتنقية محسنة

تتيح عملية التقطير ثنائية الخطوتين فصلًا أفضل للمخاليط المعقدة ودرجات غليان متقاربة يصعب الحصول عليها في مرحلة واحدة. كما تتيح التجزئة الانتقائية للمقطرات ذات الخصائص المختلفة في كل مرحلة. وينتج عن ذلك، بشكل عام، منتجات عالية النقاء خالية من الملوثات والشوائب النزرة.

تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل

بتقسيم عملية التبخير على مرحلتين، تتحسن الكفاءة الحرارية للعملية بشكل ملحوظ. يُقلل انخفاض أحمال البخار في كل مرحلة من احتياجات الطاقة للتسخين والتكثيف. كما أن ظروف التشغيل الأكثر اعتدالًا تُسهم في خفض تكاليف الصيانة.

زيادة الإنتاجية وقابلية التوسع

توفر الأنظمة ثنائية المراحل قدرات إنتاجية أعلى، وهي ضرورية للتطبيقات الصناعية واسعة النطاق. كما يتيح التصميم المعياري سهولة توسيع أحجام الإنتاج من خلال قطارات متوازية أو معدات أكبر.

تحسين نقاء المقطرات والإنتاجية

يُحسّن الفصل التدريجي من تجزئة المُركّبات، حيث تبقى المكونات منخفضة التقلب، بينما تُعزل المكونات عالية التقلب في صورة أنقى. يُحسّن هذا من نقاء المُقطّر، ويُحسّن أيضًا من الإنتاجية.

التقطير بالفيلم الممسوح ثنائي المرحلة في الممارسة العملية

تنقية المستحضرات الصيدلانية

تُستخدم عملية التقطير الغشائي المزدوج على نطاق واسع في صناعة الأدوية لتنقية المضادات الحيوية، والستيرويدات، والقلويدات، والفيتامينات، والمواد الفعالة من مزارع التخمير والتفاعلات التركيبية. وتمنع ظروف التشغيل المعتدلة التحلل، بينما تزيل الشوائب والمذيبات المتبقية إلى مستويات ضئيلة للغاية (جزء في المليون).

معالجة الزيوت الطبيعية

تحتوي الزيوت الصالحة للأكل على العديد من المكونات الثانوية، إلى جانب الدهون الثلاثية، التي تؤثر على الطعم والرائحة والمظهر. يسمح التقطير الغشائي الممسوح ثنائي المرحلة بالتجزئة الانتقائية لهذه المكونات الثانوية المتطايرة عالية القيمة من الزيوت النباتية الخام للاستخدام في الأغذية ومستحضرات التجميل.

التنقية الكيميائية

تُنقى المواد الكيميائية المتخصصة، مثل المواد الخافضة للتوتر السطحي، والأحماض العضوية، والبوليمرات، والشموع التي تحتوي على شوائب، باستخدام التقطير الغشائي الممسوح ثنائي المرحلة. وتتحمل هذه الأنظمة نطاقًا واسعًا من درجات الحرارة واللزوجة والتركيبات الكيميائية.

على عكس التقطير التقليدي، تمنع مبخرات الأغشية الممسوحة التسخين الموضعي الزائد، والتشقق، والاحتراق، وقيود التجزئة. كما أنها قادرة على فك ضغط الأزيوتروبات وفصل المواد الحساسة حرارياً دون تدهور المنتج.

تكرير البتروكيماويات

يتيح التقطير الغشائي الممسوح ثنائي المرحلة فصل الكسور عالية القيمة من تيارات النفط الخام التي يصعب تقطيرها بالطرق التقليدية. وتُنقى قطع الهيدروكربون المتخصصة، وزيوت التشحيم، وإضافات وقود الديزل باستخدام هذه التقنية.

العوامل المؤثرة على أداء التقطير الغشائي الممسوح ثنائي المرحلة

تؤثر عدة معايير تصميم وتشغيل للمعدات على أداء نظام التقطير ثنائي المرحلة بأغشية ممسحة. وتشمل هذه المعايير:

تركيب مواد العلف

يُفصل بسهولة أكبر مخاليط الأعلاف ذات التركيز العالي من المكونات المتطايرة. تتطلب الأعلاف ذات اللزوجة العالية إعدادات معدات خاصة للحفاظ على تكوين الغشاء وتدفقه بشكل سليم.

التحكم في درجة الحرارة

يضمن التحكم الدقيق في درجة الحرارة في مختلف المناطق قوة دفع مثالية للتبخر مع منع التدهور الحراري. يُعد التسخين التدريجي ضروريًا للأعلاف الحساسة للحرارة.

التحكم في الضغط

يؤثر ضغط التشغيل على تقلبية المقطرات ودرجات غليانها. يُسرّع انخفاض الضغط عملية التبخر مع تقليل متطلبات درجة الحرارة. يوفر التشغيل الفراغي أعلى نقاء للمقطرات.

تكوين الفيلم وتدفقه

يُعد التصميم السليم لشفرات الدوار والمكشطة أمرًا بالغ الأهمية لتكوين طبقة موحدة وترطيب سطح المبخرات. وهذا يضمن كفاءة التلامس ونقل الكتلة.

توزيع وقت الإقامة

يجب توفير وقت إقامة كافٍ في كل مرحلة لإتمام عملية التبخير مع تجنب مشاكل التجزئة. التصميم الأمثل يُحسّن الإنتاجية.

اختيار المعدات وتكوينها

إن الاختيار المناسب لنوع مبخر الفيلم الممسوح، ومواد البناء، وتكوين المرحلة، والمعدات المساعدة يحدد الأداء.

صيانة ورعاية نظام التقطير بالفيلم الممسوح ثنائي المرحلة

للحفاظ على الأداء العالي المستمر، تتطلب أنظمة التقطير ذات الغشاء الممسوح على مرحلتين إجراءات صيانة دقيقة تشمل ما يلي:

- فحص المعدات بشكل دوري بحثًا عن التسريبات أو التلف أو الانسدادات أو الأجزاء المفكوكة.

- تنظيف الأجزاء الداخلية للمبخر والمكثفات لمنع التلوث أو الانسداد.

- استبدال شفرات الكاشطة وأختام العمود والأجزاء الأخرى المستهلكة.

- فحص العناصر الكهربائية والتدفئة والدوران للتأكد من عملها بشكل صحيح.

- التأكد من عدم وجود أي مشاكل في المضخات والصمامات والخطوط.

- مراقبة ومعايرة أجهزة استشعار الحرارة ومقاييس الضغط.

- الاحتفاظ بسجلات دقيقة لساعات التشغيل والإنتاجية واستخدام الطاقة لتحسين الأداء.

- جدولة الصيانة الوقائية أثناء إغلاق المصنع.

- وضع إجراءات التشغيل القياسية للتشغيل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها والتفتيش وبروتوكولات التنظيف.

- التأكد من تدريب المشغلين بشكل صحيح على سلامة المعدات، والبدء في التشغيل، والإغلاق، والاستجابات للظروف غير الطبيعية.

بفضل ممارسات الصيانة والتشغيل الواعية، فإن أنظمة التقطير بالفيلم الممسوح ذات المرحلتين ستوفر أداءً ثابتًا طويل الأمد بأمان وربحية.

في المخص:

توفر عملية التقطير بالفيلم الممسوح ثنائية المرحلة مزايا كبيرة مقارنة بالتقطير التقليدي في مرحلة واحدة لفصل المخاليط المعقدة وتنقية المنتجات عالية القيمة إلى أعلى مستويات النقاء.

يعمل التكوين المكون من خطوتين على تعزيز كفاءة الفصل، وينتج مقطرات نقية للغاية خالية من الملوثات النزرة، ويخفض متطلبات الطاقة، ويمنع تدهور المنتج، ويحسن اقتصاديات العملية لتوسيع نطاق العمل.

بفضل الفهم السليم للتقنية والتفكير الدقيق في معايير التصميم والتشغيل، يمكن أن يكون التقطير الغشائي الممسوح ثنائي المرحلة أداة فصل قوية للتطبيقات الهامة في الصناعات الدوائية والكيميائية والبتروكيماوية وتجهيز الأغذية.

تفتخر شركة شيان ويل وان للتكنولوجيا الكيميائية المحدودة بتقديم نظام تقطير غشائي مزدوج المراحل عالي الجودة ، والذي حظي بإشادة واسعة من عملائنا الكرام. بفضل تطبيقاته المتعددة وجودته المضمونة، يُعد هذا المنتج خيارًا موثوقًا به لتلبية مختلف الاحتياجات الصناعية. تُمكّننا خبرتنا الممتدة على مدار 17 عامًا في الإنتاج والتصنيع من تقديم خدمات تصنيع المعدات الأصلية (OEM) وتصميمها (ODM) المتميزة، مما يسمح لنا بتصميم المنتج بما يتناسب مع المتطلبات الفريدة لمستخدمينا. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن لفريقنا من مهندسي التصميم ثلاثي الأبعاد المهرة ابتكار تصاميم رسوم متحركة ثلاثية الأبعاد جذابة لتعزيز تجربة المستخدم. بصفتنا وكالة تصدير حصرية معتمدة من شركة نيو سيت منذ عام 2006، فإننا ملتزمون بتقديم خدمة استثنائية، مع التركيز على توفير مجموعة من المنتجات مثل أجهزة التقطير الجزيئي التجريبية، وأجهزة التقطير الجزيئي الرائدة، وأجهزة التقطير الجزيئي الصناعية، وأنظمة الاستخدام المستمر متعددة المستويات. للحصول على مزيد من التفاصيل والمواصفات حول نظام التقطير ذي المرحلتين بتقنية الغشاء الرقيق ، ندعوكم للتواصل مع فريقنا المختص عبر الهاتف: (+86) 18191320360 أو البريد الإلكتروني: info@welloneupe.com . نحن ملتزمون بتقديم خدمة متميزة، ومستعدون للإجابة على جميع استفساراتكم.

مراجع حسابات

1. بوب، ج.م. (1978). نظرية وممارسة تقطير الفيلم الممسوح. سلسلة ندوات المعهد الأمريكي للمهندسين الكيميائيين. 74(173)، 136-142.

٢. إسلاميمانش، أ.، حاتمي، ت.، توفيقي، ج.، ومحمدي، أ. (٢٠١٢). النمذجة الرياضية وتحسين عملية نظام فصل ثنائي المرحلة قائم على التقطير بالأغشية الرقيقة. بحوث وتصميم الهندسة الكيميائية. ٩٠(٧)، ٩١٥-٩٢٧.

٣. آدم، ف.، أبيل، هـ.ر.، فو، ت.ت.، وواتسون، س.س. (١٩٩٧). تجربة عملية مع عمود تقطير قصير المسار بقطر ٢٠ مم لتطبيقات المختبرات ومحطات التجارب. بحوث وتطوير العمليات العضوية. ١(١)، ٧٢-٧٥.

4. سيلفا، سي سي، منصور، سي آر إي، لوكاس، إي إف، وغونزاليس، جي. (2012). نمذجة ومحاكاة العمليات البتروكيماوية باستخدام مُحاكي عملية الفصل المستمر. مجلة الحاسوب والهندسة الكيميائية. 43، 99-107.

٥. ليفيك، ج.-م. (٢٠٠٧). التقطير الجزيئي للزيوت الصالحة للأكل باستخدام غشاء ممسوح. تكنولوجيا الدهون. ١٩(٧)، ١٥٥-١٥٨.

٦. فرانشي، ب.، كوري، س.، وريفيير، ج. (١٩٩١). مولدات التفريغ للتقطير الجزيئي بأغشية مسح. أبحاث الكيمياء الصناعية والهندسية. ٣٠(١٢)، ٢٥٠٦-٢٥١٠.

7. إسبينوزا، س.، فورناري، ت.، بوتيني، س.ب.، وبرينول، إي.إي. (2002). استراتيجية تصميم لتكرير الزيوت النباتية متعددة المكونات باستخدام التقطير قصير المسار. الهندسة الكيميائية والمعالجة: تكثيف العمليات. 41(3)، 239-244.

8. بينج، ج.، هوانج، ت.، وأو، ب. (1991). إزالة كبريتيد الهيدروجين والأمونيا من الغازات منخفضة الجودة بالتقطير قصير المسار. أبحاث الكيمياء الصناعية والهندسية. 30(9)، 2096-2103.

9. بابكوك، دبليو سي، مايفيلد، إف دي، وبانكوست، آر دبليو (1952). التقطير في المبخرات ذات الأغشية الممسوحة. الكيمياء الصناعية والهندسية. 44(8)، 1839-1846.

١٠. سيج، أ. ب.، لوند، د. ب.، وبيس، ج. و. (١٩٦٧). توزيع السوائل في المبخرات ذات الأغشية الممسوحة. تصميم وتطوير العمليات الكيميائية الصناعية والهندسية. ٦(١)، ٥٣-٥٧.