बैच आसवन

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बैच आसवन[1] बैचों में आसवन के उपयोग को संदर्भित करता है, जिसका अर्थ है कि आसवन से पहले इसे अपने घटक अंशों में अलग करने के लिए मिश्रण को आसुत किया जाता है और फिर से अधिक मिश्रण के साथ चार्ज किया जाता है और प्रक्रिया को दोहराया जाता है। यह निरंतर आसवन के विपरीत है जहां फीडस्टॉक जोड़ा जाता है और डिस्टिलेट बिना किसी रुकावट के निकाला जाता है। बैच आसवन हमेशा मौसमी, या कम क्षमता और उच्च शुद्धता वाले रसायनों के उत्पादन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा रहा है। दवा निर्माता कंपनी में यह एक बहुत ही लगातार जुदाई प्रक्रिया है।

बैच सुधारक

एक बैच शुद्ध करनेवाला का आरेख

सबसे सरल और सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला बैच डिस्टिलेशन कॉन्फ़िगरेशन बैच रेक्टिफायर है, जिसमें भबका और टपकाने के लिये बरतन शामिल हैं।

बैच रेक्टिफायर में एक पॉट (या पुनर्वाष्पित्र), रेक्टिफाइंग कॉलम, एक कंडेनसर (हीट ट्रांसफर), भाटा के रूप में वाष्पीकरण वाष्प (डिस्टिलेट) के एक हिस्से को अलग करने के कुछ साधन और एक या अधिक रिसीवर होते हैं।

बर्तन को तरल मिश्रण से भरकर गर्म किया जाता है। दिष्टकारी स्तंभ में वाष्प ऊपर की ओर प्रवाहित होता है और शीर्ष पर संघनित होता है। आमतौर पर, पूरे कंडेनसेट को शुरू में रिफ्लक्स के रूप में कॉलम में वापस कर दिया जाता है। वाष्प और तरल के इस संपर्क से अलगाव में काफी सुधार होता है। आमतौर पर, इस चरण को स्टार्ट-अप का नाम दिया जाता है। पहला घनीभूत 'सिर' है, और इसमें अवांछित घटक होते हैं। अंतिम घनीभूत 'संकेत' है और यह अवांछनीय भी है, हालांकि यह स्वाद जोड़ता है। बीच में 'दिल' है और यह वांछित उत्पाद बनाता है।

डिस्टिलर के अभ्यास के अनुसार सिर और फेंटे को बाहर फेंका जा सकता है, रिफ्लक्स किया जा सकता है या मैश/रस के अगले बैच में जोड़ा जा सकता है। कुछ समय बाद, ओवरहेड कंडेनसेट का एक हिस्सा डिस्टिलेट के रूप में लगातार निकाला जाता है और यह रिसीवर्स में जमा हो जाता है, और दूसरे हिस्से को रिफ्लक्स के रूप में कॉलम में रिसाइकिल किया जाता है।

डिस्टिलेट के अलग-अलग वाष्प दबावों के कारण, समय के साथ ओवरहेड डिस्टिलेशन में बदलाव होगा, बैच डिस्टिलेशन की शुरुआत में, डिस्टिलेट में उच्च सापेक्ष अस्थिरता वाले घटक की उच्च सांद्रता होगी। चूंकि सामग्री की आपूर्ति सीमित है और हल्के घटकों को हटा दिया जाता है, आसवन की प्रगति के रूप में भारी घटकों के सापेक्ष अंश में वृद्धि होगी।

बैच स्ट्रिपर

बैच स्ट्रिपर का आरेख

अन्य सरल बैच आसवन विन्यास बैच स्ट्रिपर है। बैच स्ट्रिपर में बैच रेक्टीफायर के समान भाग होते हैं। हालाँकि, इस मामले में, चार्ज पॉट स्ट्रिपिंग कॉलम के ऊपर स्थित है।

ऑपरेशन के दौरान (पॉट को चार्ज करने और सिस्टम को शुरू करने के बाद) उच्च उबलते घटक मुख्य रूप से चार्ज मिश्रण से अलग हो जाते हैं। बर्तन में तरल उच्च क्वथनांक वाले घटकों में समाप्त हो जाता है, और कम क्वथनांक में समृद्ध होता है। उच्च उबलने वाले उत्पाद को निचले उत्पाद रिसीवर में भेजा जाता है। अवशिष्ट कम क्वथनांक उत्पाद को चार्ज पॉट से निकाल लिया जाता है। बैच डिस्टिलेशन की यह विधि औद्योगिक प्रक्रियाओं में बहुत कम ही लागू होती है।

एक मध्य पोत स्तंभ का आरेख

मध्य पोत स्तंभ

एक तीसरा व्यवहार्य बैच स्तंभ विन्यास मध्य पोत स्तंभ है। मध्य पोत स्तंभ में एक सुधारक और एक स्ट्रिपिंग अनुभाग दोनों होते हैं और चार्ज पॉट स्तंभ के मध्य में स्थित होता है।

व्यवहार्यता अध्ययन

आम तौर पर, बैच आसवन की व्यवहार्यता अध्ययन निम्नलिखित मानचित्रों के विश्लेषण पर आधारित होते हैं:

  • अवशेष वक्र मानचित्र
  • अभी भी पथ नक्शा
  • डिस्टिलेट पाथ मैप
  • विभिन्न स्तंभ प्रोफ़ाइल मानचित्र

व्यवहार्यता अध्ययन के दौरान, निम्नलिखित बुनियादी सरलीकृत धारणाएँ बनाई जाती हैं:

  • संतुलन चरणों की अनंत संख्या
  • अनंत भाटा अनुपात
  • दो कॉलम सेक्शन में नगण्य ट्रे होल्ड-अप
  • स्तंभ में अर्ध-स्थिर अवस्था
  • लगातार दाढ़ अतिप्रवाह

बर्नोट एट अल।[2] अंशों के अनुक्रम को निर्धारित करने के लिए बैच आसवन क्षेत्रों का उपयोग किया। इवेल और वेल्च के अनुसार,[3] एक बैच आसवन क्षेत्र अपने भीतर पड़े किसी भी मिश्रण के सुधार पर समान अंश देता है। बर्नोट एट अल।[2]उच्च चरणों की संख्या और उच्च भाटा अनुपात के तहत क्षेत्र की सीमाओं के निर्धारण के लिए स्थिर और आसुत पथों की जांच की, जिसे अधिकतम पृथक्करण नाम दिया गया। अग्रणी काम में फाम और डोहर्टी[4] त्रिगुट विषम azeotropic मिश्रण के लिए अवशेष वक्र नक्शे की संरचना और गुणों का वर्णन किया। उनके मॉडल में, संघनित वाष्प के चरण पृथक्करण की संभावना पर अभी तक विचार नहीं किया गया है। इस पद्धति द्वारा निर्धारित अवशेष वक्र मानचित्रों के विलक्षण बिंदुओं का उपयोग रोड्रिग्ज-डोनिस एट अल द्वारा बैच आसवन क्षेत्रों को निर्दिष्ट करने के लिए किया गया था।[5][6] और स्कोरास एट अल।[7][8] मोडला एट अल।[9] इंगित किया कि यह विधि न्यूनतम मात्रा में प्रवेशकर्ता के लिए भ्रामक परिणाम दे सकती है। लैंग और मोडला[10] फाम और डोहर्टी की विधि का विस्तार किया और अवशेष वक्रों की गणना के लिए और हेटेरोएज़ोट्रोपिक आसवन के बैच आसवन क्षेत्रों के निर्धारण के लिए एक नई, सामान्य विधि का सुझाव दिया।

लेल्केस एट अल।[11] न्यूनतम क्वथनांक azeotropes के पृथक्करण के लिए लगातार एंट्रेनर फीडिंग बैच आसवन द्वारा एक व्यवहार्यता विधि प्रकाशित की। लैंग एट अल द्वारा बैच रेक्टीफायर और स्ट्रिपर में प्रकाश प्रवेशक के उपयोग के लिए यह विधि लागू की गई है। (1999)[12] और इसने Lang et al द्वारा अधिकतम azeotropes के लिए आवेदन किया।[13] मोडला एट अल।[9]निरंतर एंट्रेनर फीडिंग के तहत बैच हेटेरोएज़ोट्रोपिक डिस्टिलेशन के लिए इस विधि का विस्तार किया।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Kister, Henry Z. (1992). आसवन डिजाइन (1st ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-034909-4.
  2. ↑ 2.0 2.1 Bernon, Christine; Doherty, Michael F.; Malone, Michael F. (1990). "बहुघटक बैच आसवन में संरचना परिवर्तन के पैटर्न". Chemical Engineering Science. Elsevier BV. 45 (5): 1207–1221. doi:10.1016/0009-2509(90)87114-8. ISSN 0009-2509.
  3. ↑ Ewell, R. H.; Welch, L. M. (1945). "बाइनरी एज़ोट्रोप्स युक्त टर्नरी सिस्टम में सुधार". Industrial & Engineering Chemistry. American Chemical Society (ACS). 37 (12): 1224–1231. doi:10.1021/ie50432a027. ISSN 0019-7866.
  4. ↑ Pham, Hoanh N.; Doherty, Michael F. (1990). "Design and synthesis of heterogeneous azeotropic distillations—II. Residue curve maps". Chemical Engineering Science. Elsevier BV. 45 (7): 1837–1843. doi:10.1016/0009-2509(90)87059-2. ISSN 0009-2509.
  5. ↑ Rodríguez Donis, Ivonne; Gerbaud, Vincent; Joulia, Xavier (2002). "विषम बैच आसवन प्रक्रियाओं की व्यवहार्यता". AIChE Journal. Wiley. 48 (6): 1168–1178. doi:10.1002/aic.690480605. ISSN 0001-1541.
  6. ↑ Donis, Ivonne Rodríguez; Esquijarosa, Jhoany Acosta; Gerbaud, Vincent; Joulia, Xavier (2003). "न्यूनतम उबलते azeotropic मिश्रण के विषम बैच-निष्कर्षण आसवन". AIChE Journal. Wiley. 49 (12): 3074–3083. doi:10.1002/aic.690491209. ISSN 0001-1541.
  7. ↑ Skouras, S.; Kiva, V.; Skogestad, S. (2005). "Heteroazeotropic बैच आसवन के लिए व्यवहार्य पृथक्करण और प्रवेशक चयन नियम". Chemical Engineering Science. Elsevier BV. 60 (11): 2895–2909. doi:10.1016/j.ces.2004.11.056. ISSN 0009-2509.
  8. ↑ Skouras, S.; Skogestad, S.; Kiva, V. (2005). "हेटेरोएज़ोट्रोपिक बैच आसवन का विश्लेषण और नियंत्रण". AIChE Journal. Wiley. 51 (4): 1144–1157. doi:10.1002/aic.10376. ISSN 0001-1541.
  9. ↑ 9.0 9.1 Modla, G.; Lang, P.; Kotai, B.; Molnar, K. (2003). "Batch heteroazeotropic rectification of a low α mixture under continuous entrainer feeding". AIChE Journal. Wiley. 49 (10): 2533–2552. doi:10.1002/aic.690491009. ISSN 0001-1541.
  10. ↑ Lang, P.; Modla, G. (2006). "विषम बैच आसवन क्षेत्रों के निर्धारण के लिए सामान्यीकृत विधि". Chemical Engineering Science. Elsevier BV. 61 (13): 4262–4270. doi:10.1016/j.ces.2006.02.004. ISSN 0009-2509.
  11. ↑ Lelkes, Z.; Lang, P.; Moszkowicz, P.; Benadda, B.; Otterbein, M. (1998). "Batch extractive distillation: the process and the operational policies". Chemical Engineering Science. Elsevier BV. 53 (7): 1331–1348. doi:10.1016/s0009-2509(97)00420-x. ISSN 0009-2509.
  12. ↑ Lang, P.; Lelkes, Z.; Otterbein, M.; Benadda, B.; Modla, G. (1999). "लाइट एंट्रेनर के साथ बैच एक्सट्रैक्टिव डिस्टिलेशन के लिए व्यवहार्यता अध्ययन". Computers & Chemical Engineering. Elsevier BV. 23: S93–S96. doi:10.1016/s0098-1354(99)80024-6. ISSN 0098-1354.
  13. ↑ Lang, P.; Modla, G.; Benadda, B.; Lelkes, Z. (2000). "निरंतर एंट्रेनर फीडिंग के साथ एक बैच रेक्टिफायर में अधिकतम एजोट्रोप्स का होमोएज़ियोट्रोपिक आसवन I. व्यवहार्यता अध्ययन". Computers & Chemical Engineering. Elsevier BV. 24 (2–7): 1665–1671. doi:10.1016/s0098-1354(00)00448-8. ISSN 0098-1354.


अग्रिम पठन

  • Perry, Robert H. & Green, Don W. (1984). Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049841-9.
  • Johann G. Stichlmair; James R. Fair (1998). Distillation: principles and practice. Wiley-VCH. ISBN 978-0-471-25241-2.
  • I.M. Mujtaba (2004). Batch Distillation:Design and Operation. Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-437-6.
  • Hilmen Eva-Katrine, Separation of Azeotropic Mixtures:Tools for Analysis and Studies on Batch Distillation Operation, Thesis, Norwegian University of Science and Technology Department of Chemical Engineering, (2000).
  • Beychok, Milton (May 1951). "Algebraic Solution of McCabe-Thiele Diagram". Chemical Engineering Progress.


बाहरी संबंध

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