 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( ноябрь 2010 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Фракционное замораживание - это процесс, используемый в технологических процессах и химии для разделения веществ с разными температурами плавления. Это может быть сделано путем частичного плавления твердого тела, например , в зонной из кремния или металлов , или путем частичной кристаллизации жидкости, как и в сублимационной дистилляции , которая также называется нормальным замораживания или прогрессивной замораживания . Таким образом, исходная проба фракционируется ( разделяется на фракции ).
Частичная кристаллизация также может быть достигнута путем добавления к смеси разбавленного растворителя, а также охлаждения и концентрирования смеси путем выпаривания растворителя. Этот процесс называется кристаллизацией раствора. [1] Фракционное замораживание обычно используется для производства сверхчистых твердых веществ или для концентрирования термочувствительных жидкостей.
Замораживание дистилляции [ править ]
 | Эта статья может сбивать читателей с толку или непонятна . ( Январь 2019 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Дистилляция замораживанием - это неправильное название, потому что это не дистилляция, а скорее процесс обогащения раствора путем его частичного замораживания и удаления замороженного материала, в котором растворенный материал беднее, чем оставшаяся жидкая часть. Такое обогащение аналогично обогащению путем истинной дистилляции, когда испаренная и повторно конденсированная часть богаче оставшейся жидкой части.
Этанол и жидкая вода полностью смешиваются, но этанол практически не растворяется в водяном льду. Это означает, что почти чистый водяной лед может быть осажден из бедной смеси этанол-вода, если ее достаточно охладить. Осаждение водяного льда из смеси обогащает оставшуюся жидкую фазу этанолом. Затем две фазы можно разделить фильтрацией или декантированием. Температура, при которой водяной лед начинает осаждаться, зависит от концентрации этанола. Следовательно, при данной температуре и концентрации этанола процесс замораживания достигнет равновесия при определенном соотношении водяного льда и обогащенного раствора этанола с определенной концентрацией этанола. Температуры и соотношения смешения этих фазовых равновесий можно увидеть на фазовой диаграммеэтанола и воды. Максимальное обогащение этанолом в жидкой фазе достигается в точке эвтектики этанола и воды, приблизительно 92,4 мас.% Этанола при -123 ° C. [2]
Самыми известными напитками , подвергнутыми перегонке сублимацией, являются яблочное пиво и ледяное пиво . Ледяное вино является результатом аналогичного процесса, но в этом случае замораживание происходит до ферментации, и поэтому концентрируется сахар, а не спирт.
Очистка твердых тел [ править ]
Когда требуется чистое твердое вещество, возможны две ситуации. Если загрязнитель растворим в желаемом твердом веществе, требуется многоступенчатое фракционное замораживание, аналогичное многоступенчатой дистилляции . Если, однако, образуется эвтектическая система (аналогично азеотропу при перегонке), очень чистое твердое вещество может быть извлечено, если жидкость не соответствует своему эвтектическому составу (в этом случае образуется смешанная твердая смесь, которую трудно подобрать. отдельно) или выше его эвтектического состава (в этом случае образуются нежелательные твердые частицы).
Концентрация жидкостей [ править ]
Когда требуется концентрировать жидкую фазу, может быть полезно фракционное замораживание из-за его простоты. Фракционное замораживание также используется при производстве концентратов фруктовых соков и других термочувствительных жидкостей, поскольку при этом не происходит нагревания жидкости (как это происходит при испарении ).
Опреснение [ править ]
Для опреснения морской воды можно использовать фракционное замораживание . В процессе, который естественным образом происходит с морским льдом, замороженная соленая вода при частичном таянии оставляет после себя лед с гораздо более низким содержанием соли. Поскольку хлорид натрия снижает температуру плавления воды, соль в морской воде имеет тенденцию вытесняться из чистой воды при замерзании, что называется отводом рассола . Посреди льдин образуются большие озера с более соленой водой, называемые полыней, и вода в конечном итоге опускается на дно. Точно так же сначала тает замерзшая вода с наибольшей концентрацией соли. Любой метод снижает соленость оставшейся замороженной воды, и после нескольких прогонов результаты можно будет пить.
Алкогольные напитки [ править ]
Фракционное замораживание можно использовать как простой метод увеличения концентрации алкоголя в ферментированных алкогольных напитках, процесс, который иногда называют перегонкой замораживания. Примеры: яблочный джек , сделанный из крепкого сидра , и ледяное пиво . На практике, пока не удается получить концентрацию спирта, сопоставимую с перегонкойэтот метод позволяет достичь некоторой концентрации с гораздо меньшими усилиями, чем потребовалось бы в любом практическом дистилляционном аппарате. Опасность перегонки сублимационной перегонки алкогольных напитков заключается в том, что в отличие от тепловой перегонки, при которой примеси могут быть отделены от готового продукта, перегонка сублимацией не удаляет их. Таким образом, соотношение примесей может быть увеличено по сравнению с общим объемом напитка, но не обязательно по сравнению с количеством этанола. Эта концентрация может вызвать у пьющего побочные эффекты, приводящие к сильному похмелью и состоянию, известному как «яблочный паралич» [3] (хотя этот термин также использовался просто для обозначения интоксикации [4], особенно от яблочной джек). [5] )
Альтернативные виды топлива [ править ]
Фракционное замораживание обычно используется в качестве простого способа , чтобы уменьшить температуру геля из биодизельного топлива и других альтернативных дизельных топлив, в результате чего сложные эфиры высшей точки геля удаляются из сложных эфиров с более низкой температурой гелеобразования путем холодной фильтрации, или другими методами , чтобы уменьшить последующую альтернативный гель топлива точка топливной смеси. В этом процессе используется расслоение топлива, в результате чего компоненты топливной смеси развивают более высокий удельный вес по мере приближения к своим точкам геля и, таким образом, опускаются на дно контейнера, откуда их можно удалить.
См. Также [ править ]
- Фракционная кристаллизация (химия)
- Рост пьедестала с лазерным нагревом
- Технология перекачивания льда
- Зона плавления
Ссылки [ править ]
- ^ Перри, Роберт ; Дон Грин (2007). Справочник инженеров-химиков Перри . Международные издания McGraw-Hill. С. 17–3–17–4. ISBN 978-0-07-142294-9.
- ^ https://serc.carleton.edu/files/research_education/equilibria/alcohol-ice.pdf
- ^ Яник, Эрика (2011). Apple - всемирная история . Лондон: Reaktion Books. ISBN 9781861899583. Проверено 3 октября 2014 года .
- ^ Кауфман, Мартин (1979). Медицинский колледж Университета Вермонта . [Берлингтон, Вт.]: Медицинский колледж Университета Вермонта. п. 12. ISBN 9780874511482. Проверено 3 октября 2014 года .
- ^ Нордегрен, Томас (2002). Энциклопедия злоупотребления алкоголем и наркотиками AZ . Паркленд, штат Флорида: Brown Walker Press. п. 78. ISBN 9781581124040. Проверено 3 октября 2014 года .
Внешние ссылки [ править ]
- Замораживание уксуса
