Kolumna rektyfikacyjna to sprzęt laboratoryjny a także urządzenie przemysłowe, w kształcie długiej i wąskiej kolumny, w której zachodzi proces wielokrotnej destylacji zwanej rektyfikacją.
Kolumna_rektyfikacyjna -

Zasada działania

Na dole kolumny umieszcza się kolbę lub kadź z destylowaną cieczą, zaś o jej góry umieszcza się głowicę, której zadaniem jest częściowe zawaracanie skraplanej cieczy spowrotem do kolumny i częściowe kierowanie jej do odbioru.
Kolumny rektyfikacyjne działają zawsze w układzie przeciwprądu. Z góry do dołu spływa w nich, pod wpływem grawitacji, skroplona ciecz, zaś od dołu do góry podążają opary detylowanej substancji. Na skutek tego opary znajdują się w stałym kontakcie z cieczą. Wewnątrz kolumny występują elementy konstrukcyjne, które dodatkowo zwiększają powierzchnię kontaktu cieczy z oparami. W najprostszym przypadku są to półki z wąskimi otworami. W teorii rektyfikacji przyjmuje się, że na jednej półce następuje pojedynczy akt destylacji (czyli odparowanie i ponowne skroplenie cieczy). W praktyce jednak kolumn półkowych się nie stosuje lecz zamiast tego używa się dość skomplikowanych kształtek, którymi wypełnia się kolumny, lub też stosuje się wypustki wychodzące ze ścianek kolumny do jej wnętrza.
Efektywność kolumn podaje się jednostkach zwanych półkami teoretycznymi - które są równe pojedynczemu aktowi destylacji. Jeśli kolumna ma np: 100 półek teoretycznych oznacza to, że w jej wnętrzu następuje rozdział równy 100 aktom zwykłej destylacji.
Na efektywność działania kolumny, oprócz wypełnienia, mają też wpływ warunki, w jakich odbywa się rektyfikacja – ciśnienie, temperatura i stosunek cieczy zawracanej do odbieranej. Czym większy udział cieczy zawracanej do odbieranej tym lepszy rozdział. Zwiększanie tego udziału skutkuje też jednak dłuższym czasem całego procesu i wzrostu jego kosztów. Najlepszy rozdział uzyskuje się przy zachowaniu identycznego ciśnienia i temperatury na całej długości kolumny. Na ciśnienie nie można mieć jednak bezpośredniego wpływu, natomiast temperaturę kontroluje się za pomocą stosowania tzw. płaszczy termicznych.

Rodzaje kolumn

  • Ze względu na rodzaj konstrukcji wewętrznej:
    • półkowe - najrzadziej spotykane - składają się z pewnej liczby półek z otworami zapewniającymi przepływ oparów z góry do dołu i przepływ cieczy z dołu do góry
    • wypełnianie (taka jak na zdjęciu) - w których kolumna jest wypełniana jednolicie specjalnymi kształtkami, które są tak skonstruowane aby zapewnić jak najmniejsze oporu przepływu i jednocześnie jak największą powierzchnię kontaktu cieczy z oparami. Konsttruowanie wypełnień to sztuka sama w sobie - która jest stale rozwijana.
    • z wypustkami wystającymi ze ścian kolumny i skierowanymi do środka kolumny. Podobnie jak w przypadku wypełnień konstruowanie takich wypustek stanowi sztukę samą w sobie.
  • Ze względu na rodzaj płaszcza termicznego:
    • kolumny chłodzone - w których płaszcz termiczny pełni rolę chłodnicy - chłodzenie jest najczęściej realizowane poprzez przeciwprądowe przepuszczanie zimnej wody przez płaszcz.
    • kolumny grzane (taka jak na zdjęciu) - w których płaszcz termiczny pełni rolę podgrzewacza - najczęściej wykorzystuje się tutaj płaszcze elektryczne w postaci spiralnego uzwojenia z drutu oporowego.
    • kolumny adiabatyczne - w których płaszcz grzejny stanowi izolację termiczną od otoczenia. Najcześciej jest to rodzaj termosu - czyli płaszcza z warstwą próżni między kolumną i otoczeniem.
W bimbrowni stosuje się proste, a zarazem skuteczne rozwiązanie. Doprowadza parę do chłodnicy przez wolno wznoszącą się nad kadzią spiralę z rury przeważnie miedzianej. Tak jest ustawiona że powstałe w niej skropliny spływają, w przeciwprądzie do pary, z powrotem do kadzi.
Publikacja wraz ze zdjęciami jest udostępniona w Encyklopedii "Zgapedia" części portalu zgapa.pl. Treść objęta jest licencją GNU FDL Wolnej Dokumentacji w wersji 1.3 lub dowolnej pózniejszej opublikowanej przez Free Software Foundation i została ona opracowana na podstawie Wikipedii, tutaj możesz znaleźć artykuł źródłowy oraz autorów. Warunki użytkowania Encyklopedii znajdziesz na tej stronie.
Prezentowane filmy poczhodzą z serwisu YouTube, portal zgapa.pl nie jest ich autorem i nie ponosi odpowiedzialności za ich treści.