बैच आसवन

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बैच आसवन[1] से तात्पर्य बैचों में आसवन के उपयोग को संदर्भित करता है, जिसका अर्थ है कि एक मिश्रण को उसके घटक अंशों में अलग करने के लिए मिश्रण को आसवित किया जाता है इससे पहले कि आसवन फिर से अधिक मिश्रण के साथ आवेशित हो जाए और प्रक्रिया दोहराई जाए। यह निरंतर आसवन के विपरीत है जहां फीडस्टॉक जोड़ा जाता है और आसवन को बिना किसी रुकावट के निकाल लिया जाता है। बैच आसवन हमेशा मौसमी, या कम क्षमता और उच्च शुद्धता वाले रसायनों के उत्पादन का एक महत्वपूर्ण भाग रहा है। दवा निर्माता कंपनी में यह बहुत बार होने वाली पृथक्करण प्रक्रिया है।

बैच सुधारक(दिष्टकारी)

एक बैच दिष्टकारी का आरेख

सबसे सरल और सबसे अधिक प्रयोग किया जाने वाला बैच आसुतीकरण विन्यास बैच दिष्टकारी है, जिसमें एलेम्बिक(भबका) और टपकाने के लिये बरतन भी सम्मलित हैं। बैच दिष्टकारी में एक पॉट{बर्तन} (या पुनर्वाष्पित्र), सुधारक स्तंभ, एक संघनित्र संघनित वाष्प (आसुत) के एक भाग को रिफ्लक्स(भाटा) के रूप में विभाजित करने के कुछ साधन और एक या अधिक प्राप्तकर्ता होते हैं।

बर्तन को तरल मिश्रण से भरकर गर्म किया जाता है। दिष्टकारी स्तंभ में वाष्प ऊपर की ओर प्रवाहित होती है और शीर्ष पर संघनित होती है। समान्यता, संपूर्ण संघनन प्रारंभ में रिफ्लक्स(भाटा) के रूप में स्तंभ में वापस कर दिया जाता है। वाष्प और तरल के इस संपर्क से पृथक्करण में काफी सुधार होता है। समान्यता, इस चरण को स्टार्ट-अप का नाम दिया जाता है। पहला संघनन शीर्ष है, और इसमें अवांछित घटक होते हैं। अंतिम संघनन फींट है और यह अवांछनीय भी है, यद्यपि यह स्वाद जोड़ता है। बीच में 'हृदय' है और यह वांछित उत्पाद बनाता है।

आसवन के अभ्यास के अनुसार सिर और फींट को बाहर निकाला जा सकता है, वापस भेजा जा सकता है या मैश/रस के अगले बैच में जोड़ा जा सकता है। कुछ समय के बाद, उपरि संघनन का एक भाग आसुत के रूप में निरंतर निकाला जाता है और यह प्राप्तकर्ता में जमा किया जाता है, और दूसरे भाग को रिफ्लक्स(भाटा) के रूप में स्तंभ में पुनर्चक्रित किया जाता है।

आसवन के अलग-अलग वाष्प दबावों के कारण, समय के साथ उपरि आसुतीकरण में बदलाव होगा, क्योंकि बैच आसुतीकरण की शुरुआत में, आसुत 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 अपसारक

बैच अपसारक का आरेख

अन्य सरल बैच आसवन विन्यास बैच अपसारक है। बैच अपसारक में बैच सुधारक के समान भाग होते हैं। यद्यपि, इस कारक में, आवेशित पॉट{बर्तन} अपसारक स्तंभ के ऊपर स्थित है।

ऑपरेशन के दौरान [ पॉट{बर्तन} को आवेशित करने और प्रणाली को शुरू करने के बाद ] उच्च क्वथनांक वाले घटक मुख्य रूप से आवेशित 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 प्राप्तकर्ता में भेजा जाता है। अवशिष्ट कम क्वथनांक उत्पाद को आवेशित पॉट{बर्तन} से निकाल लिया जाता है। औद्योगिक प्रक्रियाओं में बैच आसवन की यह विधि बहुत कम ही लागू की जाती 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 आवेशित पॉट{बर्तन} स्तंभ के मध्य में स्थित होता है।

व्यवहार्यता अध्ययन

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

  • अवशेष वक्र मानचित्र
  • स्थिर पथ मानचित्र
  • आसुत पाथ मानचित्र
  • विभिन्न स्तंभ प्रोफ़ाइल मानचित्र

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

  • संतुलन चरणों की अनंत संख्या
  • अनंत रिफ्लक्स(भाटा) अनुपात
  • दो स्तंभ अनुभागों में नगण्य ट्रे को पकड़ना
  • स्तंभ में अर्ध-स्थिर अवस्था
  • निरंतर दाढ़ अतिप्रवाह

बर्नोट एट अल[2] ने अंशों के अनुक्रम को निर्धारित करने के लिए बैच आसवन क्षेत्रों का उपयोग किया गया। 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] ने उच्च चरणों की संख्या और उच्च रिफ्लक्स(भाटा) अनुपात के तहत क्षेत्र की सीमाओं के निर्धारण के लिए स्थिर और आसुत पथों की जांच की, जिसे अधिकतम पृथक्करण नाम दिया गया। फाम और डोहर्टी[4] ने अग्रणी कार्य में त्रिगुट विषमांगी एज़ोट्रोपिक मिश्रण के लिए अवशेष वक्र मानचित्रों 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] ने 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] ने निरंतर प्रवेशकर्ता फीडिंग बैच आसवन द्वारा न्यूनतम क्वथनांक स्थिरक्वाथी मिश्रण को अलग करने के लिए एक व्यवहार्यता विधि प्रकाशित की। लैंग एट अल द्वारा बैच सुधारक और अपसारक में प्रकाश प्रवेशक के उपयोग के लिए यह विधि लागू की गई है। (1999)[12] और इसने लैंग एट अल द्वारा अधिकतम स्थिरक्वाथी मिश्रण के लिए आवेदन किया।[13] मोडला एट अल[9] ने निरंतर प्रवेशकर्ता फीडिंग के तहत बैच हेटेरोएज़ोट्रोपिक आसुतीकरण 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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