Cột vẫn là gì
Cột Stills, còn được gọi là Stills liên tục, là một công nghệ sáng tạo trong quá trình chưng cất. Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất các linh hồn như rượu whisky, rượu rum và vodka. Thiết kế tĩnh cột không giống như các bức ảnh truyền thống, các cột cột bao gồm nhiều tấm hoặc chất độn, cho phép quá trình chưng cất được thực hiện liên tục.
Cột tĩnhThường bao gồm một hệ thống sưởi ấm, tháp chưng cất, bình ngưng và hệ thống thu thập. Hệ thống sưởi cung cấp năng lượng nhiệt ở dưới cùng của tháp để làm bay hơi chất lỏng, và hơi nước tăng lên trong tháp chưng cất và đi qua nhiều tấm hoặc chất độn để tách và tinh chế. Hệ thống trào ngược tăng cường hiệu quả chưng cất và cải thiện độ tinh khiết của rượu. Cuối cùng, hơi nước được làm lạnh thành chất lỏng trong thiết bị ngưng tụ và các sản phẩm chưng cất của các độ tinh khiết khác nhau được tách ra thông qua hệ thống thu thập. Những bộ phận này phối hợp với nhau để cho phép cột vẫn còn hiệu quả và liên tục sản xuất rượu có độ tinh khiết cao và các sản phẩm chưng cất khác.
Lịch sử của cột ảnh
1. Nguồn gốc
Nguồn gốc của cột vẫn có thể được truy trở lại thời kỳ văn minh cổ đại, nhưng hình thức sớm tương đối đơn giản. Nguyên tắc cơ bản của nó là tách các chất khác nhau dựa trên sự khác biệt về các điểm sôi. Các nhà giả kim và dược sĩ cổ đại có thể đã bắt đầu sử dụng ý tưởng chưng cất cơ bản này khi cố gắng tách các hỗn hợp (như trích xuất các thành phần mạnh hơn từ rượu vang).
Tuy nhiên, nguyên mẫu của thiết bị thực sự giống với cột hiện đại vẫn xuất hiện vào khoảng cuối thế kỷ 18 đến đầu thế kỷ 19.
2. Phát triển sớm
Nhà phát minh và khu vực ứng dụng sớm
Mặc dù rất khó để xác định ai đã phát minh ra cột, trong cuộc cách mạng công nghiệp, với sự phát triển bùng nổ của ngành công nghiệp hóa chất và ngành sản xuất bia, cột vẫn bắt đầu được sử dụng rộng rãi. Trong ngành sản xuất bia, ban đầu nó được sử dụng để sản xuất các loại rượu mạnh như Brandy và Whiskey. Vào thời điểm đó, các nhà sản xuất bia phát hiện ra rằng các bức ảnh tĩnh có thể tạo ra tinh thần có hàm lượng cồn cao hơn hiệu quả hơn.
Ví dụ, ở khu vực Cognac của Pháp, các cột cột đã được sử dụng để chưng cất ban đầu của Brandy, có thể liên tục xử lý một lượng lớn nguyên liệu rượu vang, cho phép mở rộng quy mô sản xuất rượu brandy.
Các tính năng cấu trúc sớm
Cấu trúc của máy chưng cất cột sớm tương đối đơn giản. Nó chủ yếu bao gồm một cột chưng cất thẳng đứng và một thiết bị sưởi ấm. Cột chưng cất thường được trang bị một số chất độn, chẳng hạn như các mảnh sứ bị hỏng hoặc hạt thủy tinh, làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hơi nước và chất lỏng và giúp cải thiện hiệu quả chưng cất.
Thiết bị gia nhiệt nói chung nằm ở dưới cùng của cột chưng cất và chất lỏng nguyên liệu thô được bốc hơi bằng cách sưởi ấm trực tiếp hoặc gián tiếp. Các điểm tiếp xúc với hơi nước được tạo ra của chất độn và tường cột trong quá trình tăng, dần dần nhận ra sự tách biệt của các thành phần với các điểm sôi khác nhau.
3. Những thay đổi quan trọng
Thời kỳ chuyển đổi công nghiệp
Từ giữa -19 thế kỷ đến đầu thế kỷ 20, với sự tăng tốc của quá trình công nghiệp hóa, nhà máy chưng cất cột đã mở ra một thay đổi lớn. Trong ngành công nghiệp hóa học, nhu cầu chưng cất nguyên liệu thô quy mô lớn như dầu mỏ đã thúc đẩy nhà máy chưng cất cột phát triển theo hướng quy mô lớn và hiệu quả cao.
Các kỹ sư bắt đầu tối ưu hóa cấu trúc bên trong của cột chưng cất. Ví dụ, các cấu trúc tấm mới như tấm nắp bong bóng và tấm sàng được phát minh. Có nhiều bong bóng trên tấm nắp bong bóng, và hơi nước đi vào lớp chất lỏng qua các lỗ nhỏ của nắp bong bóng để tạo thành bong bóng. Cấu trúc này làm cho tiếp xúc khí-lỏng hoàn chỉnh hơn và hiệu ứng phân tách tốt hơn. Tấm sàng có nhiều lỗ nhỏ trên tấm, và hơi nước có thể tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng qua các lỗ nhỏ. Cấu trúc này tương đối đơn giản, nhưng nó cũng có thể cải thiện hiệu quả hiệu quả chưng cất.
Đồng thời, để thích ứng với các quy mô sản xuất và đặc tính nguyên liệu khác nhau, vật liệu của nhà máy chưng cất cột có nhiều lựa chọn hơn. Ngoài đồng truyền thống và gang, các vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ đã bắt đầu được sử dụng rộng rãi, cho phép nhà máy chưng cất cột được sử dụng để xử lý các nguyên liệu thô hóa học ăn mòn hơn.
Giới thiệu kiểm soát tự động
Sau thế kỷ giữa -20, với sự phát triển của công nghệ điện tử và công nghệ tự động hóa, bộ chưng cất cột bắt đầu giới thiệu các hệ thống điều khiển tự động. Cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, bộ điều khiển dòng chảy và các thiết bị khác đã được lắp đặt trên máy chưng cất, cho phép người vận hành kiểm soát chính xác các thông số khác nhau trong quá trình chưng cất.
Ví dụ, thông qua hệ thống điều khiển tự động, công suất làm nóng có thể được điều chỉnh tự động theo tốc độ thức ăn của nguyên liệu thô để giữ nhiệt độ và áp suất trong cột chưng cất ổn định, do đó cải thiện tính ổn định của chất lượng sản phẩm. Đồng thời, điều khiển tự động cũng có thể đạt được giám sát và vận hành từ xa, cải thiện đáng kể hiệu quả và an toàn sản xuất.
4. Máy chưng cất cột hiện đại
Tích hợp công nghệ cao và hoạt động tinh tế
Máy chưng cất cột hiện đại là một cơ thể tích hợp của công nghệ cao. Nó được trang bị một hệ thống điều khiển máy tính tiên tiến có thể mô phỏng và tối ưu hóa quá trình chưng cất trong thời gian thực. Thông qua các thuật toán phức tạp, các tham số chưng cất có thể được điều chỉnh tự động theo các yếu tố như thành phần nguyên liệu và yêu cầu sản phẩm để đạt được hoạt động tinh chế.
Ví dụ, trong lĩnh vực hóa chất tốt, khi sản xuất các hợp chất hữu cơ có độ tinh khiết cao, bộ chưng cất cột hiện đại có thể tách biệt chính xác các thành phần với sự khác biệt về điểm sôi rất nhỏ và độ tinh khiết có thể đạt hơn 99,9%.
Tích hợp các khái niệm bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng
Với sự nâng cao của bảo vệ môi trường và nhận thức tiết kiệm năng lượng, Nhà chưng cất cột hiện đại cũng xem xét đầy đủ các yếu tố này trong quá trình thiết kế và vận hành. Bằng cách tối ưu hóa hệ thống trao đổi nhiệt và tái chế nhiệt chất thải trong quá trình chưng cất, mức tiêu thụ năng lượng bị giảm.
Đồng thời, đã có những cải tiến lớn trong việc xử lý khí và khí thải của thiết bị. Việc sử dụng các vật liệu niêm phong hiệu quả và các thiết bị tinh chế khí thải làm giảm sự phát xạ của các chất ô nhiễm như các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng nghiêm ngặt.
Thiết kế đa chức năng và tùy chỉnh
Bộ chưng cất cột hiện đại cũng có các đặc điểm của đa chức năng và tùy chỉnh. Nó có thể được tùy chỉnh theo các nhu cầu khác nhau của ngành, chẳng hạn như sản xuất rượu ăn được tinh khiết cao trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, để khai thác các hoạt chất trong thuốc trong ngành dược phẩm và để khai thác các loại gia vị trong ngành công nghiệp nước hoa.
Hơn nữa, một số máy chưng cất cột cũng có thể chuyển đổi giữa nhiều chế độ chưng cất, chẳng hạn như chưng cất không liên tục và chế độ chưng cất liên tục, để đáp ứng các yêu cầu của các quy mô sản xuất và loại sản phẩm khác nhau.
Làm thế nào để một cột vẫn hoạt động
1. Giai đoạn cho ăn
Đầu tiên, các nguyên liệu thô được chưng cất (như rượu vang lên men, hỗn hợp nguyên liệu hóa học, v.v.) được vận chuyển đến máy chưng cất cột thông qua đường ống cấp ăn. Các nguyên liệu thô được đưa vào một vị trí nhất định của cột chưng cất, thường ở phần giữa hoặc phần trên của cột chưng cất, tùy thuộc vào bản chất của nguyên liệu thô và hiệu ứng chưng cất mong muốn.
Ví dụ, khi sản xuất rượu có độ tinh khiết cao, rượu lên men được làm nóng trước và đi vào từ giữa cột chưng cất. Điều này là do rượu đã được làm nóng trước có thể đến điểm sôi nhanh hơn, và đi từ giữa có thể sử dụng tốt hơn trạng thái cân bằng độ dốc nhiệt độ và khí-lỏng đã được hình thành trong cột chưng cất.
2. Giai đoạn sưởi ấm và bốc hơi
Có một thiết bị sưởi ấm ở dưới cùng của máy chưng cất cột, chẳng hạn như cuộn dây hơi nước hoặc lò sưởi điện. Khi hệ thống sưởi được bật, nhiệt được chuyển sang nguyên liệu thô trong cột chưng cất bằng cách dẫn và đối lưu. Các nguyên liệu thô bắt đầu đun sôi dưới tác dụng sưởi ấm và chất lỏng được chuyển thành hơi nước.
Lấy chưng cất dầu mỏ làm ví dụ. Sau khi dầu thô được làm nóng đến một nhiệt độ nhất định, các thành phần khác nhau dần dần bốc hơi theo thứ tự điểm sôi từ thấp đến cao. Các thành phần ánh sáng (như các thành phần xăng) bốc hơi đầu tiên, tạo thành hơi nước di chuyển lên trên. Việc kiểm soát nhiệt độ sưởi ấm là rất quan trọng. Các nguyên liệu thô và các sản phẩm mục tiêu khác nhau đòi hỏi các phạm vi nhiệt độ khác nhau để đạt được sự bốc hơi hiệu quả.
3. Giai đoạn tiếp xúc và phân tách khí-lỏng (trong cột chưng cất)
Có nhiều cấu trúc khác nhau bên trong cột chưng cất để thúc đẩy sự tiếp xúc và tách khí-lỏng. Phổ biến nhất là các cấu trúc tấm (như tấm nắp bong bóng, tấm tấm sàng, v.v.) hoặc cấu trúc đóng gói.
Cấu trúc tấm hoạt động như thế nào:
Có nhiều bong bóng trên tấm nắp bong bóng, và hơi nước đi vào lớp chất lỏng từ các lỗ nhỏ của nắp bong bóng để tạo thành bong bóng. Những bong bóng này tăng trong chất lỏng và tiếp xúc hoàn toàn với chất lỏng. Trong quá trình này, các thành phần điểm sôi cao trong hơi sẽ ngưng tụ một phần vào chất lỏng, trong khi các thành phần điểm sôi thấp trong chất lỏng sẽ bốc hơi vào hơi nước.
Tấm rây có nhiều lỗ nhỏ trên tấm và hơi trực tiếp tiếp xúc với chất lỏng qua các lỗ nhỏ. Chất lỏng tạo thành một mức chất lỏng nhất định trên tấm, và hơi nước đi qua lớp chất lỏng, cũng nhận ra sự trao đổi nhiệt và vật liệu giữa khí và chất lỏng.
Cách thức cấu trúc đóng gói hoạt động:
Việc đóng gói là một số vật liệu rắn có hình dạng không đều (như vòng gốm raschig, vòng bóng kim loại, v.v.), được lấp đầy trong cột chưng cất. Hơi nước tăng lên trong các khoảng trống của việc đóng gói và tiếp xúc với màng chất lỏng được gắn vào bề mặt của việc đóng gói. Chế độ tiếp xúc này làm tăng diện tích tiếp xúc khí-lỏng, làm cho quá trình chuyển khối giữa hơi nước và chất lỏng hoàn chỉnh hơn. Các chất điểm sôi thấp tiếp tục bốc hơi vào hơi nước, trong khi các chất điểm sôi cao vẫn còn trong chất lỏng và chảy xuống dưới với chất lỏng.
4. Giai đoạn ngưng tụ của hơi nước tăng
Sau khi tách khí-lỏng trong cột chưng cất, hơi nước chứa các thành phần điểm sôi thấp tiếp tục di chuyển lên trên và đạt đến đỉnh của cột chưng cất. Có một thiết bị ngưng tụ ở trên cùng, thường được sử dụng để làm mát hơi nước bằng cách lưu thông nước hoặc môi trường làm mát khác.
Khi hơi nước gặp bề mặt lạnh của thiết bị ngưng tụ, sự ngưng tụ xảy ra và thay đổi từ khí sang chất lỏng. Ví dụ, trong quá trình chưng cất rượu mạnh, hơi rượu được làm lạnh thành rượu lỏng trong bình ngưng và rượu lỏng được thu thập trong một hộp đựng cụ thể.
5. Thu thập sản phẩm và giai đoạn xả chất lỏng còn lại
Các ngưng tụ thu thập là sản phẩm sau khi chưng cất. Theo phạm vi điểm sôi khác nhau và mục đích chưng cất, ngưng tụ ở các giai đoạn khác nhau có thể được thu thập. Ví dụ, khi phân đoạn dầu mỏ, các phân số khác nhau như xăng, dầu hỏa và dầu diesel có thể được thu thập.
Đồng thời, ở dưới cùng của cột chưng cất, các thành phần và tạp chất sôi cao không được xử lý được thải ra dưới dạng chất lỏng còn lại, có thể được xử lý thêm (như trong ngành hóa học) hoặc được coi là chất thải (như trong một số quy trình sản xuất rượu vang đơn giản).
Cột vẫn vs nồi vẫn
Có hai loại nhà máy chưng cất chính: cột tĩnh và nồi tĩnh.
1. Phương pháp chưng cất:Pot vẫn sử dụng chưng cất hàng loạt, còn được gọi là chưng cất không liên tục. Nó chỉ có thể chưng cất một lô nguyên liệu thô tại một thời điểm và nó cần phải chờ một lô được hoàn thành trước khi bắt đầu đợt tiếp theo; Cột vẫn có thể thực hiện chưng cất liên tục, mà không cần chờ hoàn thành một lô trước khi bắt đầu đợt tiếp theo và có thể chưng cất 24 giờ mỗi ngày mà không bị gián đoạn.
2. Phong cách hương vị:Chất tĩnh mạch thường được sử dụng trong sản xuất rượu whisky mạch nha và có thể giữ lại nhiều chất hương vị hơn, bao gồm cả hương vị than bùn, do đó rượu kết quả có kết cấu nặng hơn và hương vị phong phú hơn; Cột Stills có được rượu tinh khiết hơn, nồng độ cồn cao hơn, phong cách nhẹ hơn, nhưng các chất hương vị tương đối ít hơn.
3. Các ứng dụng phổ biến:Các bức ảnh tĩnh thường được sử dụng trong việc sản xuất cognac, rượu whisky malt, vàng khô London và tequila, v.v .; Cột tĩnh vật chủ yếu được sử dụng trong sản xuất rượu whisky ngũ cốc
Phần kết luận
Như bạn có thể thấy, sự độc đáo củaCột vẫn cònNằm trong khả năng liên tục chưng cất và thanh lọc hiệu quả, làm cho nó trở thành một thiết bị không thể thiếu để sản xuất rượu mạnh hiện đại. Cho dù nó đang sản xuất vodka rất tinh khiết hoặc giữ lại một số thành phần hương vị của rượu rum và rượu whisky, cột vẫn đóng một vai trò quan trọng.
Nếu bạn đang tìm kiếm thiết bị chưng cất chất lượng cao hoặc muốn tìm hiểu thêm về quy trình chưng cất,BobenCó thể cung cấp cho bạn các giải pháp chuyên nghiệp. Chúng tôi tập trung vào nghiên cứu và phát triển và sản xuất các thiết bị chưng cất hiệu quả cao. Chào mừng bạn đếnLiên hệ với chúng tôiĐể biết thêm thông tin về công nghệ chưng cất!
