การกลั่นหรือการกลั่นแบบดั้งเดิมคือกระบวนการแยกสารประกอบต่างๆ ออกจากกันในของเหลวผสมที่มีสารเคมีต่างกันตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป โดยใช้วิธีการต้ม แบบเลือกเฉพาะ และการควบแน่นของไอระเหยในหม้อ กลั่น

การกลั่นสามารถดำเนินการได้ในช่วงความดันที่กว้าง ตั้งแต่ 0.14 บาร์ (เช่นเอทิลเบนซีน / สไตรีน ) ไปจนถึงเกือบ 21 บาร์ (เช่นโพรพิลีน / โพรเพน ) และสามารถแยกสารป้อนที่มีอัตราการไหลเชิงปริมาตรสูงและส่วนประกอบต่างๆ ที่ครอบคลุมช่วงความผันผวนสัมพัทธ์ตั้งแต่เพียง 1.17 ( o-ไซลีน / m-ไซลีน ) ไปจนถึง 81.2 (น้ำ/ เอทิลีนไกลคอล ) ^{[ 2 ]}การกลั่นเป็นวิธีการที่สะดวกและได้รับการพิสูจน์แล้วในการแยกสารเคมีที่หลากหลายอย่างต่อเนื่องด้วยความบริสุทธิ์สูง อย่างไรก็ตาม การกลั่นมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก ส่งผลให้มีการใช้พลังงานอุตสาหกรรมประมาณ 25% ^{[ 3 ]}ประเด็นสำคัญคือการกลั่นดำเนินการโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงเฟส และกลไกการแยกนี้ต้องการพลังงานจำนวนมาก

การกลั่นแห้ง ( เทอร์โมไลซิสและไพโรไลซิส ) คือการให้ความร้อนแก่สารที่เป็นของแข็งเพื่อผลิตก๊าซที่ควบแน่นกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลว หรือของแข็ง คำว่า การกลั่นแห้งรวมถึงกระบวนการแยกโดยการกลั่นแบบทำลายล้างและการแตกตัวทางเคมีซึ่งเป็นการสลาย โมเลกุล ไฮโดรคาร์บอน ขนาดใหญ่ ให้เป็นโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนขนาดเล็ก นอกจากนี้ การกลั่นแบบบางส่วนส่งผลให้เกิดการแยกส่วนประกอบของสารผสมบางส่วน ซึ่งกระบวนการนี้จะให้ส่วนประกอบที่เกือบบริสุทธิ์ การกลั่นแบบบางส่วนยังทำให้เกิดการแยกสารผสมบางส่วนเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของส่วนประกอบที่เลือกไว้ ในทั้งสองวิธี กระบวนการแยกโดยการกลั่นจะใช้ประโยชน์จากความแตกต่างในความผันผวนสัมพัทธ์ของสารประกอบในสารผสมที่ได้รับความร้อน

ในงานอุตสาหกรรมที่นำกระบวนการกลั่นแบบดั้งเดิมมาใช้ คำว่า " การกลั่น"ถูกใช้เป็นหน่วยปฏิบัติการที่ระบุและบ่งบอกถึงกระบวนการแยกทางกายภาพ ไม่ใช่ปฏิกิริยาทางเคมีดังนั้น โรงงานอุตสาหกรรมที่ผลิตเครื่องดื่มกลั่นจึงเรียกว่า โรงกลั่นแอลกอฮอล์ต่อไปนี้คือการประยุกต์ใช้กระบวนการกลั่นบางประการ:

• กระบวนการกลั่น ผลิตภัณฑ์ หมัก เพื่อให้ได้เครื่อง ดื่มแอลกอฮอล์ที่มีปริมาณเอทิลแอลกอฮอล์ สูง
• การแยกเกลือออกจากน้ำเพื่อผลิตน้ำดื่มและสำหรับการใช้งานทางการแพทย์และอุตสาหกรรม
• การทำให้เสถียรภาพของน้ำมันดิบคือการกลั่นบางส่วนเพื่อลดความดันไอของน้ำมันดิบ ทำให้สามารถจัดเก็บและขนส่งได้อย่างปลอดภัย และช่วยลดปริมาณการปล่อยสารไฮโดรคาร์บอน ระเหย สู่ ชั้นบรรยากาศ
• การกลั่นแยกส่วนถูกนำมาใช้ในการดำเนินงานกลางน้ำของโรงกลั่นน้ำมันเพื่อผลิตเชื้อเพลิงและวัตถุดิบ เคมี สำหรับอาหารสัตว์^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}
• การแยกอากาศด้วยความเย็นจัดออกเป็นก๊าซองค์ประกอบ ได้แก่ออกซิเจนไนโตรเจนและอาร์กอนเพื่อใช้เป็นก๊าซในอุตสาหกรรม
• การสังเคราะห์ทางเคมีเพื่อแยกสิ่งเจือปนและสารที่ไม่ทำปฏิกิริยาออก

หลักฐานการกลั่นในยุคแรกพบในแผ่นจารึกอัคคาเดียน ที่มีอายุ ราว 1200 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งบรรยายถึงการทำน้ำหอม แผ่นจารึกเหล่านี้ให้หลักฐานทางข้อความที่แสดงให้ เห็น ว่า ชาวบาบิโลน ใน เมโสโปเตเมียโบราณรู้จักการกลั่นในรูปแบบดั้งเดิม^{[ 7 ]}

ตามที่ที. แฟร์ลีย์ นักเคมีชาวอังกฤษกล่าวไว้ ทั้งชาวกรีกและชาวโรมันไม่มีคำศัพท์ใด ๆ ที่ใช้เรียกแนวคิดสมัยใหม่ของการกลั่น คำว่า "กลั่น" ในสมัยนั้นมักหมายถึงสิ่งอื่น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการที่ไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่เราเรียกว่าการกลั่นในปัจจุบัน ดังที่แฟร์ลีย์และนอร์เบิร์ต ค็อกมันน์ วิศวกรเคมีชาวเยอรมันกล่าวไว้ดังนี้:

คำว่า "distillo" ในภาษาละติน มาจาก de-stillo ซึ่งมาจาก stilla หมายถึงหยด หมายถึงการหยดของเหลวด้วยวิธีการของมนุษย์หรือสิ่งประดิษฐ์ และถูกนำไปใช้กับกระบวนการใดๆ ที่ของเหลวถูกแยกออกเป็นหยด การกลั่นในความหมายสมัยใหม่สามารถแสดงออกมาได้เพียงทางอ้อมเท่านั้น^{[ 8 ]}

การกลั่นมีความหมายกว้างขึ้นในสมัยโบราณและยุคกลาง เนื่องจากการดำเนินการทำให้บริสุทธิ์และการแยกเกือบทั้งหมดถูกรวมอยู่ภายใต้คำว่าการกลั่นเช่น การกรอง การตกผลึก การสกัด การระเหิด หรือการบีบอัดน้ำมันด้วยเครื่องจักร^{[ 9 ]}

ตามที่โรเบิร์ต เจ. ฟอร์บส์ นักประวัติศาสตร์เคมีชาวดัตช์ กล่าวไว้ คำว่าdistillare (หยดลงมา) เมื่อชาวโรมันใช้ เช่นเซเนกาและพลินีผู้เฒ่า นั้น "ไม่เคยถูกใช้ในความหมายแบบที่เราใช้" ^{[ 10 ]}

อริสโตเติลรู้ว่าน้ำที่ควบแน่นจากการระเหยของน้ำทะเลเป็นน้ำจืด: ^{[ 11 ]}

ฉันได้พิสูจน์โดยการทดลองแล้วว่า น้ำเค็มระเหยกลายเป็นน้ำจืด และไอน้ำนั้นเมื่อควบแน่นแล้วจะไม่ควบแน่นกลายเป็นน้ำทะเลอีก

การปล่อยให้น้ำทะเลระเหยและควบแน่นกลายเป็นน้ำจืดนั้นไม่สามารถเรียกว่า "การกลั่น" ได้ เพราะการกลั่นเกี่ยวข้องกับการต้ม แต่การทดลองนี้อาจเป็นขั้นตอนสำคัญไปสู่การกลั่น^{[ 12 ]}

หลักฐานการกลั่นในยุคแรกๆ พบว่าเกี่ยวข้องกับนักเล่นแร่แปรธาตุที่ทำงานในเมืองอเล็กซานเดรียในอียิปต์สมัยโรมันในศตวรรษที่ 1 ส.ศ. ^{[ 16 ] : 57, 89}

น้ำกลั่นถูกนำมาใช้ตั้งแต่ประมาณค.ศ. 200 เป็น อย่างน้อย เมื่ออเล็กซานเดอร์แห่งอโฟรดิเซียสได้อธิบายกระบวนการ^{[ 17 ] [ 18 ]}การทำงานเกี่ยวกับการกลั่นของเหลวอื่นๆ ยังคงดำเนินต่อไปในอียิปต์ไบแซนไทน์ ตอนต้น ภายใต้โซซิมุสแห่งพาโนโพลิสในศตวรรษที่ 3

การกลั่นเป็นวิธีการที่ใช้กันในอนุทวีปอินเดีย โบราณ ซึ่งเห็นได้จากหม้อและภาชนะดินเผาที่พบในTaxila , Shaikhan DheriและCharsaddaในปากีสถานและRang Mahalในอินเดียซึ่งมีอายุย้อนไปถึงช่วงต้นคริสต์ศักราช[ ^{19 ] [} 20 ^{] [ 21 ] Frank} Raymond Allchinกล่าวว่าหลอดกลั่นดินเผาเหล่านี้ "ทำขึ้นเพื่อเลียนแบบไม้ไผ่" ^{[ 20 ]} " เครื่องกลั่นแบบ คันธารา " เหล่านี้สามารถผลิตสารกลั่นได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น เนื่องจากไม่มีวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการเก็บไอน้ำที่อุณหภูมิต่ำ^{[ 22 ] การ}กลั่นในประเทศจีนอาจเริ่มต้นเร็วที่สุดในช่วง ราชวงศ์ ฮั่นตะวันออก (คริสต์ศตวรรษที่ 1-2) ^{[ 23 ]}

นักเคมีมุสลิมในยุคกลางเช่นอบู บักร์ อัล-ราซี (ละติน: Rhazes, ประมาณ ค.ศ. 865–925 ) และนักเคมีนิรนามที่เขียนภายใต้ชื่อจาบีร์ อิบนุ ฮัยยาน (ละติน: Geber, ศตวรรษที่ 9) ได้ทำการทดลองอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการกลั่นสารต่างๆการกลั่นแยกส่วนของสารอินทรีย์มีบทบาทสำคัญในงานที่เชื่อว่าเป็นของจาบีร์ เช่น ในหนังสือKitāb al-Sabʿīn ('หนังสือเจ็ดสิบเล่ม') ซึ่งแปลเป็นภาษาละตินโดย เจอรา ร์ดแห่งเครโมนา ( ประมาณ ค.ศ. 1114–1187 ) ในชื่อLiber de septuaginta ^{[ 24 ]}การทดลองของจาบีเรียนเกี่ยวกับการกลั่นแยกส่วนของสารจากสัตว์และพืช และในระดับที่น้อยกว่านั้นคือสารจากแร่ธาตุ เป็นหัวข้อหลักของDe anima in arte alkimiae ซึ่งเป็น งานเขียนภาษาอาหรับดั้งเดิมที่ถูกเข้าใจผิดว่าเป็นผลงาน ของ อวิเซนนาต่อมาได้รับการแปลเป็นภาษาละตินและกลายเป็นแหล่งข้อมูลการเล่นแร่แปรธาตุที่สำคัญที่สุดสำหรับโรเจอร์ เบคอน ( ประมาณ ค.ศ. 1220–1292 ) ^{[ 25 ]}

การกลั่นไวน์ได้รับการยืนยันในงานเขียนภาษาอาหรับที่เชื่อกันว่าเป็นของอัล-คินดี ( ค.ศ. 801–873 ) และอัล-ฟาราบี ( ค.ศ. 872–950 ) และในหนังสือเล่มที่ 28 ของKitāb al-Taṣrīf ของ อัล-ซาห์ราวี (ภาษาละติน: Abulcasis, ค.ศ. 936–1013) (ต่อมาแปลเป็นภาษาละตินว่าLiber servatoris ) ^{[ 26 ]}ในศตวรรษที่สิบสอง สูตรสำหรับการผลิตaqua ardens ("น้ำเผาไหม้" หรือเอทานอล) โดยการกลั่นไวน์กับเกลือเริ่มปรากฏในงานเขียนภาษาละตินหลายเล่ม และเมื่อสิ้นสุดศตวรรษที่สิบสาม สารนี้ก็กลายเป็นสารที่เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในหมู่นักเคมีชาวยุโรปตะวันตก^{[ 27 ]}ผลงานของTaddeo Alderotti (1223–1296) อธิบายวิธีการทำให้แอลกอฮอล์เข้มข้นขึ้นโดยใช้การกลั่นซ้ำๆ ผ่านเครื่องกลั่นที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ ซึ่งทำให้ได้แอลกอฮอล์ที่มีความบริสุทธิ์ 90% ^{[ 28 ]}

จากหลักฐานทางโบราณคดีการกลั่นเครื่องดื่มเริ่มขึ้นใน สมัยราชวงศ์ ซ่งใต้ (ศตวรรษที่ 10-13) และ ราชวงศ์ จิน (ศตวรรษที่ 12-13) ^{[ 23 ]}พบเครื่องกลั่นในแหล่งโบราณคดีในเมืองชิงหลง มณฑล เหอเป่ยประเทศจีน ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 12 เครื่องดื่มกลั่นเป็นที่นิยมในสมัยราชวงศ์หยวน (ศตวรรษที่ 13-14) ^{[ 23 ]}

ในปี ค.ศ. 1500 นักเล่นแร่แปรธาตุชาวเยอรมันHieronymus Brunschwigได้ตีพิมพ์Liber de arte distillandi de simplicibus ( หนังสือศิลปะแห่งการกลั่นจากส่วนผสมธรรมดา ) ^{[ 29 ]}ซึ่งเป็นหนังสือเล่มแรกที่อุทิศให้กับหัวข้อการกลั่นโดยเฉพาะ ตามมาด้วยฉบับที่ขยายความมากขึ้นในปี ค.ศ. 1512 หลังจากนั้นไม่นาน ในปี ค.ศ. 1518 โรงกลั่นที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงอยู่รอดในยุโรป คือ โรงกลั่นGreen Tree Distilleryก็ได้ก่อตั้งขึ้น^{[ 30 ]}

ในปี พ.ศ. 2394 จอห์น เฟรนช์ได้ตีพิมพ์หนังสือThe Art of Distillation [ ^{31 ] ซึ่งเป็นหนังสือรวบรวมหลักเล่มแรกในภาษาอังกฤษเกี่ยวกับการปฏิบัติ ดัง}กล่าว แต่มีการอ้างว่า^{[ 32 ]}เนื้อหาส่วนใหญ่มาจากงานของบรุนชวิก ซึ่งรวมถึงแผนภาพที่มีผู้คนอยู่ในนั้น แสดงให้เห็นถึงการดำเนินงานในระดับอุตสาหกรรมมากกว่าระดับห้องปฏิบัติการ

เมื่อวิชาเล่นแร่แปรธาตุพัฒนาไปสู่ศาสตร์แห่งเคมีรีทอร์ทจึงถูกนำมาใช้ในการกลั่น ทั้งอะเลมบิกและรีทอร์ทเป็นภาชนะแก้วที่มีคอยาวชี้ไปด้านข้างในมุมที่เอียงลงเพื่อทำหน้าที่เป็นคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศเพื่อควบแน่นสารกลั่นและปล่อยให้หยดลงด้านล่างเพื่อเก็บรวบรวม ต่อมามีการใช้อะเลมบิกทองแดง ข้อต่อที่ตอกหมุดมักจะถูกทำให้แน่นโดยใช้ส่วนผสมต่างๆ เช่น แป้งที่ทำจากแป้งข้าวไรย์^{[ 33 ]}อะเลมบิกเหล่านี้มักใช้ระบบระบายความร้อนรอบปากภาชนะ โดยใช้น้ำเย็นเป็นต้น ซึ่งทำให้การควบแน่นของแอลกอฮอล์มีประสิทธิภาพมากขึ้น สิ่งเหล่านี้เรียกว่าหม้อกลั่นปัจจุบัน รีทอร์ทและหม้อกลั่นได้ถูกแทนที่ด้วยวิธีการกลั่นที่มีประสิทธิภาพมากกว่าในกระบวนการทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม หม้อกลั่นยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ชั้นดีบางชนิด ได้แก่คอนญักวิสกี้เตกีลารัมคาชาซาและวอดก้าบางชนิด หม้อกลั่นที่ทำจากวัสดุต่างๆ (ไม้ ดินเหนียว สแตนเลส) ยังถูกใช้โดยผู้ลักลอบขายสุราในหลายประเทศ หม้อกลั่นขนาดเล็กยังถูกขายเพื่อใช้ในการผลิตน้ำดอกไม้หรือน้ำมันหอมระเหยใน ครัวเรือน ^{[ 34 ]}

รูปแบบการกลั่นในยุคแรกเกี่ยวข้องกับกระบวนการแบบชุดโดยใช้การระเหยหนึ่งครั้งและการควบแน่นหนึ่งครั้ง ความบริสุทธิ์ได้รับการปรับปรุงโดยการกลั่นสารควบแน่นเพิ่มเติม ปริมาณที่มากขึ้นจะถูกประมวลผลโดยการกลั่นซ้ำ นักเคมีรายงานว่าทำการกลั่นมากถึง 500 ถึง 600 ครั้งเพื่อให้ได้สารประกอบที่บริสุทธิ์^{[ 35 ]}

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 พื้นฐานของเทคนิคสมัยใหม่ รวมถึงการอุ่นล่วงหน้าและการกลั่นย้อนกลับได้รับการพัฒนาขึ้น^{[ 35 ]}ในปี 1822 แอนโทนี เพอร์ริเยร์ ได้พัฒนาเครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องเครื่องแรกๆ และในปี 1826 โรเบิร์ต สไตน์ ได้ปรับปรุงการออกแบบนั้นเพื่อสร้างเครื่องกลั่นที่ได้รับสิทธิบัตร ของเขา ในปี 1830 เอนีอัส คอฟฟีย์ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการปรับปรุงการออกแบบให้ดียิ่งขึ้น^{[ 36 ]}เครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องของคอฟฟีย์อาจถือได้ว่าเป็นต้นแบบของหน่วยปิโตรเคมีสมัยใหม่ วิศวกรชาวฝรั่งเศส อาร์มานด์ ซาวาลล์ ได้พัฒนาตัวควบคุมไอน้ำของเขาขึ้นราวปี 1846 ^{[ 16 ] : 323} ในปี 1877 เออร์เนสต์ โซลเวย์ได้รับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาสำหรับคอลัมน์ถาดสำหรับการกลั่นแอมโมเนีย^{[ 37 ]}นับจากปีนั้นเป็นต้นมา มีการพัฒนาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกลั่นน้ำมันและสุรา

ด้วยการเกิดขึ้นของวิศวกรรมเคมีในฐานะสาขาวิชาในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ทำให้สามารถนำวิธีการทางวิทยาศาสตร์มาใช้ได้แทนที่จะใช้ วิธีการเชิงประจักษ์ อุตสาหกรรม ปิโตรเลียม ที่กำลังพัฒนา ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาวิธีการออกแบบที่แม่นยำ เช่นวิธีการ McCabe–ThieleโดยErnest Thieleและสมการ Fenskeโรงงานอุตสาหกรรมแห่งแรกในสหรัฐอเมริกาที่ใช้การกลั่นเป็นวิธีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเปิดทำการในเมืองฟรีพอร์ต รัฐเท็กซัสในปี 1961 ด้วยความหวังที่จะสร้างความมั่นคงด้านน้ำให้กับภูมิภาค^{[ 38 ]} การมีคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพทำให้สามารถจำลองคอลัมน์การกลั่นในเชิงตัวเลขได้

การประยุกต์ใช้การกลั่นสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่มใหญ่ๆ ได้แก่ การกลั่น ในระดับห้องปฏิบัติการการกลั่นในระดับอุตสาหกรรมการกลั่นสมุนไพรสำหรับน้ำหอมและยา ( สารสกัดจากสมุนไพร ) และการแปรรูปอาหารสองกลุ่มหลังแตกต่างจากสองกลุ่มแรกอย่างชัดเจนตรงที่การกลั่นไม่ได้ใช้เป็นวิธีการทำให้บริสุทธิ์อย่างแท้จริง แต่ใช้เพื่อถ่ายโอน สาร ระเหย ทั้งหมด จากวัตถุดิบตั้งต้นไปยังสารกลั่นในกระบวนการผลิตเครื่องดื่มและสมุนไพร

ความแตกต่างหลักระหว่างการกลั่นในระดับห้องปฏิบัติการและการกลั่นในระดับอุตสาหกรรมคือ การกลั่นในระดับห้องปฏิบัติการมักทำเป็นชุดๆ ในขณะที่การกลั่นในระดับอุตสาหกรรมมักเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในการกลั่นแบบเป็นชุดๆองค์ประกอบของวัตถุดิบตั้งต้น ไอระเหยของสารประกอบที่กลั่น และสารกลั่นจะเปลี่ยนแปลงไปในระหว่างการกลั่น ในการกลั่นแบบเป็นชุดๆ จะมีการเติมวัตถุดิบผสมลงในหม้อกลั่นเป็นชุดๆ จากนั้นจึงแยกวัตถุดิบออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ ซึ่งจะถูกเก็บรวบรวมตามลำดับจากส่วนที่ระเหยง่ายที่สุดไปจนถึงส่วนที่ระเหยยากที่สุด โดยส่วนที่เหลือซึ่งระเหยยากที่สุดหรือไม่ระเหยเลยจะถูกกำจัดออกไปในตอนท้าย จากนั้นจึงสามารถเติมวัตถุดิบลงในหม้อกลั่นใหม่และทำซ้ำกระบวนการได้

ในกระบวนการกลั่นแบบต่อเนื่องวัตถุดิบตั้งต้น ไอระเหย และสารกลั่นจะถูกรักษาให้มีองค์ประกอบคงที่โดยการเติมวัตถุดิบตั้งต้นอย่างระมัดระวัง และกำจัดส่วนประกอบต่างๆ ออกจากทั้งไอระเหยและของเหลวในระบบ ส่งผลให้สามารถควบคุมกระบวนการแยกได้อย่างละเอียดมากขึ้น

จุดเดือด ของของเหลวคือ อุณหภูมิที่ความดันไอของของเหลวเท่ากับความดันรอบของเหลว ทำให้เกิดฟองอากาศได้โดยไม่ถูกบีบอัด กรณีพิเศษคือจุดเดือดปกติซึ่งความดันไอของของเหลวเท่ากับความดันบรรยากาศ โดย รอบ

เป็นความเข้าใจผิดที่ว่า ในสารละลายของเหลวที่ความดันหนึ่งๆ ส่วนประกอบแต่ละชนิดจะเดือดที่จุดเดือดที่สอดคล้องกับความดันนั้น ทำให้ไอของแต่ละส่วนประกอบแยกออกจากกันและบริสุทธิ์: สิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น แม้แต่ในระบบในอุดมคติก็ตาม แบบจำลองการกลั่นในอุดมคติโดยพื้นฐานแล้วอยู่ภายใต้กฎของราอูลต์และ ดาลตัน และสมมติว่าสมดุลระหว่างไอและของเหลวเกิดขึ้น

กฎของราอูลต์กล่าวว่า ความดันไอของสารละลายขึ้นอยู่กับ 1) ความดันไอขององค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิดในสารละลาย และ 2) สัดส่วนของสารละลายที่แต่ละองค์ประกอบประกอบขึ้น หรือเศษส่วนโมลกฎนี้ใช้ได้กับสารละลายในอุดมคติหรือสารละลายที่มีองค์ประกอบต่างกัน แต่มีปฏิสัมพันธ์ระดับโมเลกุลเหมือนหรือคล้ายคลึงกับสารละลายบริสุทธิ์

กฎของดาลตันกล่าวว่า ความดันรวมคือผลรวมของความดันย่อยของแต่ละองค์ประกอบในสารผสม เมื่อของเหลวหลายองค์ประกอบถูกทำให้ร้อน ความดันไอของแต่ละองค์ประกอบจะเพิ่มขึ้น ทำให้ความดันไอรวมเพิ่มขึ้น เมื่อความดันไอรวมถึงระดับความดันรอบของเหลว ของเหลวนั้นจะเดือด และของเหลวจะเปลี่ยนเป็นแก๊สไปทั่วทั้งเนื้อของเหลว สารผสมที่มีองค์ประกอบคงที่จะมีจุดเดือดหนึ่งจุด ณ ความดันที่กำหนด เมื่อองค์ประกอบต่างๆ ละลายซึ่งกันและกันได้ สารผสมที่มีองค์ประกอบคงที่ไม่มีจุดเดือดหลายจุด

ผลที่ตามมาอย่างหนึ่งของจุดเดือดจุดเดียวคือ ส่วนประกอบที่เบากว่าจะไม่ "เดือดก่อน" อย่างชัดเจน ที่จุดเดือด ส่วนประกอบระเหยทั้งหมดจะเดือด แต่สำหรับส่วนประกอบแต่ละชนิด เปอร์เซ็นต์ของมันในไอจะเท่ากับเปอร์เซ็นต์ของความดันไอทั้งหมด ส่วนประกอบที่เบากว่ามีความดันย่อยสูงกว่า ดังนั้นจึงมีความเข้มข้นในไอมากกว่า แต่ส่วนประกอบระเหยที่หนักกว่าก็มีความดันย่อย (ที่ต่ำกว่า) และจำเป็นต้องระเหยเช่นกัน แม้ว่าจะมีความเข้มข้นในไอต่ำกว่าก็ตาม ที่จริงแล้ว การกลั่นแบบเป็นชุดและการแยกส่วนประกอบทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของส่วนผสม ในการกลั่นแบบเป็นชุด ส่วนผสมจะระเหย ซึ่งจะเปลี่ยนองค์ประกอบของมัน ในการแยกส่วนประกอบ ของเหลวที่อยู่สูงขึ้นในคอลัมน์การแยกส่วนประกอบจะมีส่วนประกอบที่เบากว่ามากกว่าและเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า ดังนั้น เมื่อเริ่มต้นจากส่วนผสมที่กำหนด มันจึงดูเหมือนจะมีช่วงการเดือดแทนที่จะเป็นจุดเดือด ทั้งๆ ที่เป็นเพราะองค์ประกอบของมันเปลี่ยนแปลงไป: ส่วนผสมระดับกลางแต่ละชนิดมีจุดเดือดเฉพาะของตัวเอง

แบบจำลองในอุดมคติมีความแม่นยำในกรณีของของเหลวที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายคลึงกัน เช่นเบนซีนและโทลูอี น แต่ ในกรณีอื่นๆ จะพบความเบี่ยงเบนอย่างมากจากกฎของราอูลต์และกฎของดาลตัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนผสมของเอทานอลและน้ำ สารประกอบเหล่านี้เมื่อถูกให้ความร้อนร่วมกันจะเกิดเป็นอะซีโอโทรปซึ่งเฟสไอและเฟสของเหลวมีองค์ประกอบเหมือนกัน แม้ว่าจะมีวิธีการคำนวณเพื่อประมาณพฤติกรรมของส่วนผสมของส่วนประกอบใดๆ ก็ตาม แต่หนทางเดียวที่จะได้ ข้อมูล สมดุลไอ-ของเหลว ที่แม่นยำ คือการวัด

การกลั่นไม่สามารถทำให้ส่วนผสมของสารประกอบหลายชนิดบริสุทธิ์ได้อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากแต่ละสารประกอบในส่วนผสมจะต้องมีแรงดันย่อย เป็นศูนย์ หากต้องการผลิตภัณฑ์ที่บริสุทธิ์มาก จำเป็นต้องมี การแยกทางเคมี เพิ่มเติม เมื่อส่วนผสมของสารประกอบสองชนิดถูกทำให้ระเหย และสารประกอบอีกชนิดหนึ่ง เช่น เกลือ มีแรงดันย่อยน้อยมาก (เป็นศูนย์ในทางปฏิบัติ) กระบวนการจะง่ายขึ้น

การให้ความร้อนแก่สารผสมที่เหมาะสมของสารระเหยสองชนิด คือ A และ B โดยที่ A มีความระเหยสูงกว่า หรือมีจุดเดือดต่ำกว่า ในระบบการกลั่นแบบเป็นชุด (เช่น ในอุปกรณ์ที่แสดงในรูปแรก) จนกระทั่งสารผสมเดือด จะทำให้เกิดไอเหนือของเหลว ซึ่งประกอบด้วยสารผสมของ A และ B อัตราส่วนระหว่าง A และ B ในไอจะแตกต่างจากอัตราส่วนในของเหลว อัตราส่วนในของเหลวจะถูกกำหนดโดยวิธีการเตรียมสารผสมเริ่มต้น ในขณะที่อัตราส่วนในไอจะมีความเข้มข้นของสาร A ซึ่งมีความระเหยสูงกว่า (เนื่องจากกฎของราอูลต์ ดูด้านบน) ไอจะผ่านคอนเดนเซอร์และถูกกำจัดออกจากระบบ ซึ่งหมายความว่าอัตราส่วนของสารประกอบในของเหลวที่เหลืออยู่จะแตกต่างจากอัตราส่วนเริ่มต้น (เช่น มีความเข้มข้นของ B มากกว่าในของเหลวเริ่มต้น)

ผลที่ได้คือ อัตราส่วนในส่วนผสมของเหลวเปลี่ยนแปลงไป โดยมีส่วนประกอบ B มากขึ้น ซึ่งทำให้จุดเดือดของส่วนผสมสูงขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิในไอสูงขึ้น และทำให้อัตราส่วน A : B ในเฟสแก๊สเปลี่ยนแปลงไป (เมื่อการกลั่นดำเนินต่อไป สัดส่วนของ B ในเฟสแก๊สจะเพิ่มขึ้น) ส่งผลให้อัตราส่วน A : B ในสารกลั่นเปลี่ยนแปลงไปอย่างช้าๆ

หากความแตกต่างของความดันไอระหว่างส่วนประกอบ A และ B มีค่ามาก ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงในรูปของความแตกต่างของจุดเดือด สารผสมในช่วงเริ่มต้นของการกลั่นจะมีส่วนประกอบ A เข้มข้นมาก และเมื่อส่วนประกอบ A กลั่นตัวออกไปหมดแล้ว ของเหลวที่กำลังเดือดจะมีส่วนประกอบ B เข้มข้นมากขึ้น

การกลั่นแบบต่อเนื่องเป็นกระบวนการกลั่นที่ดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง โดยป้อนของเหลวผสมเข้าไปในกระบวนการอย่างต่อเนื่อง (โดยไม่หยุดชะงัก) และแยกส่วนประกอบต่างๆ ออกมาอย่างต่อเนื่องตามกระแสของเหลวที่ไหลออกมาในช่วงเวลาของการทำงาน การกลั่นแบบต่อเนื่องจะให้ผลผลิตอย่างน้อยสองส่วนประกอบ ซึ่งรวมถึง ส่วนประกอบกลั่น ระเหยได้ อย่างน้อยหนึ่ง ส่วน ที่เดือดและถูกแยกออกมาเป็นไอแล้วควบแน่นเป็นของเหลว นอกจากนี้ยังมีส่วนประกอบก้นถัง (หรือกาก) เสมอ ซึ่งเป็นกากที่มีความระเหยน้อยที่สุดที่ไม่ได้ถูกแยกออกมาเป็นไอควบแน่น

การกลั่นแบบต่อเนื่องแตกต่างจากการกลั่นแบบเป็นชุดตรงที่ความเข้มข้นไม่ควรเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา การกลั่นแบบต่อเนื่องสามารถทำงานได้ในสภาวะคงที่ได้นานเท่าใดก็ได้ สำหรับวัตถุดิบใดๆ ที่มีองค์ประกอบเฉพาะ ตัวแปรหลักที่ส่งผลต่อความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ในการกลั่นแบบต่อเนื่องคือ อัตราส่วนการไหลย้อนกลับและจำนวนขั้นตอนสมดุลทางทฤษฎี ซึ่งในทางปฏิบัติกำหนดโดยจำนวนถาดหรือความสูงของวัสดุบรรจุ การไหลย้อนกลับคือการไหลจากคอนเดนเซอร์กลับไปยังคอลัมน์ ซึ่งสร้างการหมุนเวียนที่ช่วยให้การแยกดีขึ้นด้วยจำนวนถาดที่กำหนด ขั้นตอนสมดุลคือขั้นตอนในอุดมคติที่องค์ประกอบบรรลุสมดุลไอ-ของเหลว ทำซ้ำกระบวนการแยกและช่วยให้การแยกดีขึ้นเมื่อพิจารณาอัตราส่วนการไหลย้อนกลับ คอลัมน์ที่มีอัตราส่วนการไหลย้อนกลับสูงอาจมีขั้นตอนน้อยกว่า แต่จะไหลย้อนกลับของเหลวในปริมาณมาก ทำให้คอลัมน์กว้างและมีปริมาณของเหลวที่กักเก็บไว้มาก ในทางกลับกัน คอลัมน์ที่มีอัตราส่วนการไหลย้อนกลับต่ำจะต้องมีจำนวนขั้นตอนมาก จึงต้องใช้คอลัมน์ที่สูงกว่า

ทั้งการกลั่นแบบเป็นชุดและการกลั่นแบบต่อเนื่องสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้โดยการใช้คอลัมน์แยกส่วนบนขวดกลั่น คอลัมน์นี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแยกโดยการเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างไอและของเหลวควบแน่น ทำให้คงสภาวะสมดุลได้นานที่สุด คอลัมน์นี้ยังสามารถประกอบด้วยระบบย่อยขนาดเล็ก ("ถาด" หรือ "จาน") ซึ่งแต่ละถาดบรรจุของเหลวผสมที่มีความเข้มข้นสูงและกำลังเดือด โดยแต่ละถาดมีสมดุลไอ-ของเหลวของตัวเอง

คอลัมน์แยกส่วนในระดับห้องปฏิบัติการและระดับอุตสาหกรรมมีความแตกต่างกัน แต่หลักการพื้นฐานนั้นเหมือนกัน ตัวอย่างของคอลัมน์แยกส่วนในระดับห้องปฏิบัติการ (เรียงตามลำดับประสิทธิภาพจากน้อยไปมาก) ได้แก่:

• คอนเดนเซอร์อากาศ
• คอลัมน์ Vigreux (โดยทั่วไปใช้ในระดับห้องปฏิบัติการเท่านั้น)
• คอลัมน์บรรจุ (บรรจุด้วยลูกปัดแก้ว ชิ้นส่วนโลหะ หรือวัสดุเฉื่อยทางเคมีอื่นๆ)
• ระบบกลั่นแบบสายพานหมุน

การกลั่นในระดับห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่มักทำในรูปแบบการกลั่นแบบเป็นชุด อุปกรณ์ที่ใช้ในการกลั่น ซึ่งบางครั้งเรียกว่า "เครื่องกลั่น" นั้นอย่างน้อยที่สุดประกอบด้วยหม้อต้มหรือภาชนะที่ใช้ให้ความร้อนแก่สารตั้งต้น คอนเดนเซอร์ที่ใช้ทำให้ไอน้ำ ร้อนเย็นลงจนกลับสู่ สถานะของเหลวและภาชนะรับของเหลวเข้มข้นหรือบริสุทธิ์ที่เรียกว่า "สารกลั่น" มีเทคนิคการกลั่นในระดับห้องปฏิบัติการหลายวิธี (ดูเพิ่มเติม)

อุปกรณ์กลั่นที่ปิดสนิทอาจประสบกับแรงดันภายในที่รุนแรงและเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์แตกออกตามรอยต่อได้ ดังนั้น โดยทั่วไปจึงมักเว้นช่องทางไว้บ้าง (เช่น ที่ขวดรับสาร) เพื่อให้แรงดันภายในปรับสมดุลกับแรงดันบรรยากาศ หรือ อาจใช้ ปั๊มสุญญากาศเพื่อรักษาแรงดันภายในอุปกรณ์ให้ต่ำกว่าแรงดันบรรยากาศ หากสารที่เกี่ยวข้องไวต่ออากาศหรือความชื้น การเชื่อมต่อกับบรรยากาศอาจทำได้โดยใช้ท่อดูดความชื้น หนึ่งหรือหลาย ท่อที่บรรจุวัสดุที่ดักจับส่วนประกอบของอากาศที่ไม่พึงประสงค์ หรือผ่านอุปกรณ์ สร้าง ฟองอากาศที่ทำหน้าที่เป็นกำแพงของเหลวที่เคลื่อนที่ได้ สุดท้าย การเข้าของส่วนประกอบของอากาศที่ไม่พึงประสงค์สามารถป้องกันได้โดยการปั๊มก๊าซเฉื่อยที่เหมาะสม เช่นไนโตรเจนเข้าไปในอุปกรณ์ในอัตรา การไหลต่ำแต่คงที่

ในการกลั่นแบบธรรมดา ไอระเหยจะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์ทันที ดังนั้น สารกลั่นที่ได้จึงไม่บริสุทธิ์ แต่จะมีองค์ประกอบเหมือนกับไอระเหยที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด ความเข้มข้นนั้นเป็นไปตามกฎของราอูลต์

ดังนั้น การกลั่นแบบธรรมดาจึงมีประสิทธิภาพเฉพาะเมื่อจุดเดือดของของเหลวแตกต่างกันมาก (โดยทั่วไปคือ 25 °C) ^{[ 39 ]}หรือเมื่อแยกของเหลวออกจากของแข็งหรือน้ำมันที่ไม่ระเหย ในกรณีเหล่านี้ ความดันไอของส่วนประกอบมักจะแตกต่างกันมากพอที่สารกลั่นจะมีความบริสุทธิ์เพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์ที่ต้องการ

ภาพตัดขวางแสดงขั้นตอนการกลั่นอย่างง่ายแสดงอยู่ทางด้านขวา ของเหลวเริ่มต้น 15 ในขวดต้ม 2 ถูกให้ความร้อนโดยแผ่นความร้อนและเครื่องกวนแม่เหล็ก 13 ผ่าน อ่าง น้ำมันซิลิโคน (สีส้ม, 14) ไอระเหยไหลผ่านคอลัมน์ Vigreux สั้นๆ 3 จากนั้นผ่านคอนเดนเซอร์ Liebig 5 และถูกทำให้เย็นลงด้วยน้ำ (สีน้ำเงิน) ที่ไหลเวียนผ่านช่อง 6 และ 7 ของเหลวที่ควบแน่นจะหยดลงในขวดรับ 8 ซึ่งวางอยู่ในอ่างทำความเย็น (สีน้ำเงิน, 16) ตัวเชื่อมต่อ 10 มีช่องเชื่อมต่อ 9 ที่สามารถติดตั้งกับปั๊มสุญญากาศได้ ส่วนประกอบต่างๆ เชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อแก้วเจียระไน

ในหลายกรณี จุดเดือดของส่วนประกอบในส่วนผสมจะใกล้เคียงกันมากพอที่ จะต้องพิจารณา กฎของ Raoultดังนั้นจึงต้องใช้การกลั่นแยกส่วนเพื่อแยกส่วนประกอบโดยใช้วัฏจักรการระเหยและการควบแน่นซ้ำๆ ภายในคอลัมน์แยกส่วนที่บรรจุ การแยกโดยการกลั่นต่อเนื่องนี้เรียกว่าการกลั่นแยกส่วน^{[ 40 ]}

เมื่อสารละลายที่ต้องการทำให้บริสุทธิ์ถูกทำให้ร้อน ไอระเหยของมันจะลอยขึ้นไปยังคอลัมน์แยกส่วนเมื่อมันลอยขึ้น มันจะเย็นลงและควบแน่นบนผนังคอนเดนเซอร์และพื้นผิวของวัสดุบรรจุ ที่นี่ คอนเดนเสทจะยังคงถูกทำให้ร้อนโดยไอระเหยร้อนที่ลอยขึ้น มันจะระเหยอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบของไอระเหยใหม่จะถูกกำหนดอีกครั้งโดยกฎของราอูลต์ แต่ละรอบการระเหย-ควบแน่น (เรียกว่าแผ่นทฤษฎี ) จะให้สารละลายที่บริสุทธิ์กว่าของส่วนประกอบที่ระเหยได้ง่ายกว่า^{[ 41 ]}ในความเป็นจริง แต่ละรอบที่อุณหภูมิที่กำหนดจะไม่เกิดขึ้นที่ตำแหน่งเดียวกันในคอลัมน์แยกส่วน ดังนั้น แผ่นทฤษฎีจึงเป็นเพียงแนวคิดมากกว่าคำอธิบายที่ถูกต้อง

จำนวน แผ่นทฤษฎีที่มากขึ้นจะนำไปสู่การแยกที่ดีขึ้น ระบบ การกลั่นแบบแถบหมุนใช้แถบหมุนที่ทำจากPTFEหรือโลหะเพื่อบังคับให้ไอระเหยที่ลอยขึ้นสัมผัสกับคอนเดนเสทที่ไหลลงมาอย่างใกล้ชิด ทำให้จำนวนแผ่นทฤษฎีเพิ่มขึ้น^{[ 42 ]}

เช่นเดียวกับการกลั่นแบบสุญญากาศการกลั่นด้วยไอน้ำเป็นวิธีการกลั่นสารประกอบที่ไวต่อความร้อน^{[ 1 ] : 151–153} อุณหภูมิของไอน้ำควบคุมได้ง่ายกว่าพื้นผิวขององค์ประกอบความร้อนและช่วยให้ถ่ายเทความร้อนได้ในอัตราสูงโดยไม่ต้องให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงมาก กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเป่าไอน้ำผ่านส่วนผสมของวัตถุดิบที่ให้ความร้อน ตามกฎของราอูล สารประกอบเป้าหมายบางส่วนจะกลายเป็นไอ (ตามความดันย่อย) ส่วนผสมของไอจะถูกทำให้เย็นลงและควบแน่น โดยปกติจะได้ชั้นน้ำมันและชั้นน้ำ

การกลั่นด้วยไอน้ำของ สมุนไพร และดอกไม้หอม ชนิดต่างๆ สามารถให้ผลผลิตได้สองอย่าง คือ น้ำมันหอมระเหยและน้ำกลั่นสมุนไพรน้ำมันหอม ระเหย มักใช้ในอุตสาหกรรมน้ำหอมและอโรมาเธอราพีในขณะที่น้ำกลั่นมีประโยชน์หลายอย่างในด้านอโรมาเธอราพีการแปรรูปอาหารและการ ดูแลผิว

สารประกอบบางชนิดมีจุดเดือดสูงมาก ในการต้มสารประกอบเหล่านี้ มักจะดีกว่าที่จะลดความดันที่ใช้ในการต้มแทนที่จะเพิ่มอุณหภูมิ เมื่อความดันลดลงจนถึงความดันไอของสารประกอบ (ที่อุณหภูมิที่กำหนด) การเดือดและกระบวนการกลั่นที่เหลือก็จะเริ่มต้นขึ้น เทคนิคนี้เรียกว่าการกลั่นสุญญากาศ และมักพบได้ในห้องปฏิบัติการในรูปแบบของเครื่องระเหยแบบหมุน

เทคนิคนี้ยังมีประโยชน์มากสำหรับสารประกอบที่เดือดเกินอุณหภูมิการสลายตัวที่ความดันบรรยากาศ และจะสลายตัวหากพยายามต้มให้เดือดที่ความดันบรรยากาศ

การกลั่นระดับโมเลกุลคือการกลั่นในสภาวะสุญญากาศที่ความดันต่ำกว่า 0.01 ทอ ร์ 0.01 ทอร์นั้นสูงกว่า สุญญากาศสูงหนึ่งอันดับ ซึ่งใน สภาวะ สุญญากาศสูง นั้นของเหลวจะอยู่ใน สภาวะ การไหลแบบโมเลกุลอิสระ กล่าวคือ ระยะทางเฉลี่ยที่โมเลกุลเคลื่อนที่ได้นั้นใกล้เคียงกับขนาดของอุปกรณ์ เฟสของก๊าซจะไม่สร้างแรงดันอย่างมีนัยสำคัญต่อสารที่จะระเหยอีกต่อไป และด้วยเหตุนี้ อัตราการระเหยจึงไม่ขึ้นอยู่กับความดันอีกต่อไป กล่าวคือ เนื่องจากสมมติฐานต่อเนื่องของพลศาสตร์ของไหลไม่สามารถนำมาใช้ได้อีกต่อไป การขนส่งมวลจึงถูกควบคุมโดยพลศาสตร์ของโมเลกุลมากกว่าพลศาสตร์ของไหล ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีเส้นทางสั้นๆ ระหว่างพื้นผิวร้อนและพื้นผิวเย็น โดยทั่วไปจะทำได้โดยการแขวนแผ่นร้อนที่เคลือบด้วยฟิล์มของสารป้อนไว้ข้างๆ แผ่นเย็นโดยให้มีเส้นสายตาคั่นกลาง การกลั่นระดับโมเลกุลถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อการทำให้บริสุทธิ์ของน้ำมัน

การกลั่นแบบทางสั้นเป็นเทคนิคการกลั่นที่เกี่ยวข้องกับการเดินทางของสารกลั่นในระยะทางสั้นๆ ซึ่งมักจะเพียงไม่กี่เซนติเมตร และโดยปกติจะทำที่ความดันลดลง^{[ 1 ] : 150} ตัวอย่างคลาสสิกคือการกลั่นที่เกี่ยวข้องกับการเดินทางของสารกลั่นจากหลอดแก้วหนึ่งไปยังอีกหลอดหนึ่ง โดยไม่จำเป็นต้องมีคอนเดนเซอร์คั่นระหว่างสองห้อง เทคนิคนี้มักใช้กับสารประกอบที่ไม่เสถียรที่อุณหภูมิสูง หรือเพื่อทำให้บริสุทธิ์สารประกอบในปริมาณน้อย ข้อดีคืออุณหภูมิความร้อนสามารถต่ำกว่าจุดเดือดของของเหลวที่ความดันมาตรฐานได้มาก (ที่ความดันลดลง) และสารกลั่นจะต้องเดินทางเพียงระยะทางสั้นๆ ก่อนที่จะควบแน่น เส้นทางที่สั้นช่วยให้มั่นใจได้ว่าสารประกอบจะสูญเสียไปที่ด้านข้างของอุปกรณ์น้อยมาก

ในขณะที่ระบบการกลั่นแบบทางสั้นแบบคลาสสิกในห้องปฏิบัติการทำงานโดยใช้ขวดคงที่ที่ให้ความร้อนซึ่งวัสดุจะระเหยเป็นแอ่งของเหลว นอกจากนี้ยังมีระบบที่รวมข้อดีของการกลั่นแบบฟิล์มบางเข้ากับข้อดีของการกลั่นแบบทางสั้น ในกรณีนี้คือเครื่องระเหยแบบฟิล์มบางที่มีคอนเดนเซอร์ภายในแทนที่จะเป็นคอนเดนเซอร์ภายนอก^{[ 43 ]}

สารประกอบบางชนิดมีจุดเดือดสูงและไวต่ออากาศสามารถใช้ระบบการกลั่นแบบสุญญากาศอย่างง่ายดังตัวอย่างข้างต้นได้ โดยหลังจากกระบวนการกลั่นเสร็จสมบูรณ์แล้ว จะแทนที่สุญญากาศด้วยก๊าซเฉื่อย อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ไม่เหมาะสมนักหากต้องการเก็บส่วนประกอบต่างๆ ภายใต้ความดันที่ลดลง ในการทำเช่นนั้น สามารถเพิ่มอะแดปเตอร์ "วัว" หรือ "หมู" เข้าที่ปลายคอนเดนเซอร์ หรือเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า หรือสำหรับสารประกอบที่ไวต่ออากาศมากสามารถใช้อุปกรณ์ สามเหลี่ยมเพอร์กิน ได้

ระบบกลั่นแบบสามเหลี่ยมของเพอร์กิน (Perkin triangle) มีกลไกโดยใช้ก๊อกแก้วหรือเทฟลอน หลายตัว เพื่อแยกส่วนประกอบต่างๆ ออกจากส่วนที่เหลือของหม้อกลั่น โดยไม่ต้องนำส่วนหลักของการกลั่นออกจากสุญญากาศหรือแหล่งความร้อน และทำให้สามารถคงอยู่ในสภาวะการกลั่นแบบไหลย้อนกลับได้ วิธีการคือ ขั้นแรกให้แยกตัวอย่างออกจากสุญญากาศโดยใช้ก๊อก จากนั้นจึงแทนที่สุญญากาศเหนือตัวอย่างด้วยก๊าซเฉื่อย (เช่นไนโตรเจนหรืออาร์กอน ) แล้วจึงปิดจุกและนำออก จากนั้นจึงเติมภาชนะเก็บตัวอย่างใหม่เข้าไปในระบบ ดูดอากาศออก และเชื่อมต่อกลับเข้ากับระบบการกลั่นผ่านก๊อกเพื่อเก็บส่วนประกอบที่สอง และทำเช่นนี้ต่อไปเรื่อยๆ จนกว่าจะเก็บส่วนประกอบทั้งหมดได้

การกลั่นแบบโซนเป็นการกลั่นแบบเดียวกับการตกผลึกซ้ำแบบโซน การกระจายตัวของสิ่งเจือปนในคอนเดนเสทอธิบายได้ด้วยสมการที่ทราบของการตกผลึกซ้ำแบบโซน โดยใช้ปัจจัยการแยก α ของการกลั่นแทนค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัวของการตกผลึก k ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

ก๊าซที่ไม่ควบแน่นสามารถถูกขับออกจากอุปกรณ์ได้ด้วยไอของตัวทำละลายร่วมที่ระเหยง่าย ซึ่งจะระเหยไปเองในระหว่างการสูบเริ่มต้น และสามารถทำได้ด้วยปั๊มน้ำมันหรือปั๊มไดอะแฟรมทั่วไป^{[ 47 ] [ 48 ]}

• กระบวนการกลั่นแบบปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับการใช้ภาชนะปฏิกิริยาเป็นเครื่องกลั่น ในกระบวนการนี้ ผลิตภัณฑ์มักจะมีจุดเดือดต่ำกว่าสารตั้งต้นอย่างมาก เมื่อผลิตภัณฑ์เกิดขึ้นจากสารตั้งต้น มันจะถูกทำให้ระเหยและแยกออกจากส่วนผสมของปฏิกิริยา เทคนิคนี้เป็นตัวอย่างของกระบวนการต่อเนื่องเมื่อเทียบกับกระบวนการแบบเป็นชุด ข้อดี ได้แก่ เวลาหยุดทำงานน้อยลงในการเติมสารตั้งต้นลงในภาชนะปฏิกิริยา และขั้นตอนการแยกสารน้อยลง การกลั่น "เหนือสารตั้งต้น" อาจจัดอยู่ในประเภทการกลั่นแบบปฏิกิริยา โดยทั่วไปจะใช้เพื่อกำจัดสิ่งเจือปนที่ระเหยได้ออกจากสารป้อนเข้าการกลั่น ตัวอย่างเช่น อาจเติม ปูนขาว เล็กน้อย เพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากน้ำ ตามด้วยการกลั่นครั้งที่สองโดย เติม กรดซัลฟิ วริกเล็กน้อย เพื่อกำจัดแอมโมเนียที่ตกค้าง
• การกลั่นแบบเร่งปฏิกิริยาเป็นกระบวนการที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในขณะที่ทำการกลั่น เพื่อแยกผลิตภัณฑ์ออกจากสารตั้งต้นอย่างต่อเนื่อง วิธีนี้ใช้เพื่อช่วยให้ปฏิกิริยาที่อยู่ในสภาวะสมดุลดำเนินไปจนเสร็จสมบูรณ์
• เพอร์วาพอเรชั่น (Pervaporation)เป็นวิธีการแยกสารผสมของของเหลวโดยการระเหยบางส่วนผ่านเยื่อที่ ไม่เป็นรูพรุน
• การกลั่นแบบสกัดหมายถึง การกลั่นโดยมีส่วนประกอบที่สามารถผสมเข้ากันได้ดี มีจุดเดือดสูง ระเหยง่าย และจะไม่เกิดสารผสมเอซีโอโทรปกับส่วนประกอบอื่นๆ ในส่วนผสมนั้น
• การระเหยแบบฉับพลัน (หรือการระเหยบางส่วน) คือการกลายเป็นไอ เพียงบางส่วน ที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสของเหลวอิ่มตัวมีแรงดันลดลงโดยการไหลผ่านวาล์ว ควบคุมการไหล หรืออุปกรณ์ควบคุมการไหลอื่นๆ กระบวนการนี้เป็นหนึ่งในกระบวนการพื้นฐานที่ง่ายที่สุด เทียบเท่ากับการกลั่นที่มีเพียงขั้นตอนสมดุลเดียว
• การกลั่นร่วม (Codistillation) คือการกลั่นที่กระทำกับสารผสมที่สารประกอบสองชนิดไม่สามารถผสมกันได้ ในห้องปฏิบัติการเครื่องมือ Dean-Starkใช้สำหรับกระบวนการนี้เพื่อกำจัดน้ำออกจากผลิตภัณฑ์สังเคราะห์ เครื่องมือ Bleidner เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่ใช้ตัวทำละลายสองชนิดในการกลั่นแบบไหลย้อนกลับ
• การกลั่นด้วยเยื่อเมมเบรนเป็นกระบวนการกลั่นชนิดหนึ่งที่ใช้ไอของสารผสมที่จะแยกผ่านเยื่อเมมเบรน ซึ่งจะยอมให้เฉพาะส่วนประกอบหนึ่งของสารผสมผ่านได้เท่านั้น ความแตกต่างของความดันไอเป็นแรงขับเคลื่อนหลัก กระบวนการนี้มีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลและการกำจัดส่วนประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์

กระบวนการระเหยอาจเรียกว่า "การกลั่น" ได้เช่นกัน:

• ใน กระบวนการ ระเหยแบบหมุนจะใช้อุปกรณ์กลั่นแบบสุญญากาศเพื่อกำจัดตัวทำละลาย จำนวนมาก ออกจากตัวอย่าง โดยทั่วไปแล้ว สุญญากาศจะถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องดูดน้ำหรือปั๊มเมมเบรน
• ในเครื่องมือคูเกลโรห์ (Kugelrohr)โดยทั่วไปจะใช้อุปกรณ์กลั่นแบบทางสั้น (โดยทั่วไปใช้ร่วมกับสุญญากาศสูง) เพื่อกลั่นสารประกอบที่มีจุดเดือดสูง (> 300 °C) เครื่องมือนี้ประกอบด้วยเตาอบซึ่งใส่สารประกอบที่จะกลั่นไว้ ส่วนรับสารซึ่งอยู่นอกเตาอบ และอุปกรณ์หมุนตัวอย่าง สุญญากาศมักจะสร้างขึ้นโดยใช้ปั๊มสุญญากาศสูง

การใช้งานอื่นๆ:

• การกลั่นแบบแห้งหรือการกลั่นแบบทำลายล้างแม้ชื่อจะบอกว่าเป็นกระบวนการกลั่น แต่แท้จริงแล้วไม่ใช่การกลั่น แต่เป็นปฏิกิริยาเคมีที่เรียกว่าการไพโรไลซิสซึ่งสารที่เป็นของแข็งจะถูกให้ความร้อนในบรรยากาศเฉื่อยหรือ บรรยากาศ รีดิวซ์และส่วนประกอบระเหยใดๆ ที่มีของเหลวจุดเดือดสูงและผลิตภัณฑ์จากการไพโรไลซิสจะถูกเก็บรวบรวม การกลั่นแบบทำลายล้างของไม้เพื่อให้ได้เมทานอลเป็นที่มาของชื่อเรียกทั่วไปว่าแอลกอฮอล์จากไม้
• การกลั่นแบบแช่แข็งเป็นวิธีการทำให้บริสุทธิ์ที่คล้ายคลึงกัน โดยใช้การแช่แข็งแทนการระเหย มันไม่ใช่การกลั่นอย่างแท้จริง แต่เป็นการตกผลึกใหม่โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้คือของเหลวแม่และไม่ได้ให้ผลิตภัณฑ์ที่เทียบเท่ากับการกลั่น กระบวนการนี้ใช้ในการผลิตเบียร์น้ำแข็งและไวน์น้ำแข็งเพื่อเพิ่มปริมาณเอทานอลและน้ำตาลตามลำดับ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตแอปเปิลแจ็คแตกต่างจากการกลั่น การกลั่นแบบแช่แข็งจะทำให้สารประกอบที่เป็นพิษเข้มข้นขึ้นแทนที่จะกำจัดออกไป ส่งผลให้หลายประเทศห้ามแอปเปิลแจ็คที่ผ่านกระบวนการนี้เพื่อสุขอนามัย นอกจากนี้ การกลั่นโดยการระเหยสามารถแยกสารเหล่านี้ออกจากกันได้ เนื่องจากมีจุดเดือดที่แตกต่างกัน
• การกลั่นโดยการกรอง: ในวิชาเล่นแร่แปรธาตุและเคมีในยุคแรก หรือที่รู้จักกันในชื่อปรัชญาธรรมชาติ มีการเรียกวิธีการกลั่นแบบหนึ่งว่า "การกลั่น" โดยการกรองด้วยแรงดึงดูดของเหลวในภาชนะ (capillary filtration) โดยในวิธีนี้ จะวางถ้วยหรือชามหลายใบไว้บนฐานรองที่มีขั้นบันได โดยใช้ "ไส้ตะเกียง" ที่ทำจากผ้าฝ้ายหรือวัสดุคล้ายสักหลาดชุบน้ำหรือของเหลวใส ของเหลวจะหยดลงมาตามขั้นบันไดผ่านผ้าชุบน้ำโดยอาศัยแรงดึงดูดของเหลว ทำให้ของเหลว "บริสุทธิ์" โดยทิ้งของแข็งไว้ในถ้วยด้านบน และทำให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้บริสุทธิ์ยิ่งขึ้นผ่านแรงดึงดูดของเหลวในผ้าชุบน้ำ วิธีการนี้เรียกว่า "การกลั่น" โดยการกรอง (distillatio by filtration) ในหมู่ผู้ที่ใช้กัน

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ในสารละลายจะสร้างคุณสมบัติเฉพาะตัวให้กับสารละลายนั้นๆ เนื่องจากกระบวนการส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสารผสมที่ไม่เป็นอุดมคติ ซึ่งกฎของราอูลต์ใช้ไม่ได้ ปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวอาจส่งผลให้เกิดสารผสมอะซีโอโทรป ที่มีจุดเดือดคง ที่ ซึ่งมีพฤติกรรมเสมือนเป็นสารประกอบบริสุทธิ์ (เช่น เดือดที่อุณหภูมิเดียวแทนที่จะเป็นช่วงอุณหภูมิ) ที่จุดอะซีโอโทรป สารละลายจะมีส่วนประกอบที่กำหนดในสัดส่วนเดียวกับไอระเหย ดังนั้นการระเหยจึงไม่เปลี่ยนแปลงความบริสุทธิ์ และการกลั่นก็ไม่ทำให้เกิดการแยกตัว ตัวอย่างเช่นเอทานอล 95.6% (โดยมวล) ในน้ำจะเกิดเป็นสารผสมอะซีโอโทรปที่อุณหภูมิ 78.1 °C

หากสารผสมอะซีโอโทรปไม่บริสุทธิ์เพียงพอสำหรับการใช้งาน มีเทคนิคบางอย่างที่สามารถทำลายอะซีโอโทรปเพื่อให้ได้สารกลั่นที่บริสุทธิ์มากขึ้น เทคนิคเหล่านี้เรียกว่าการกลั่นอะซีโอโทรปบางเทคนิคทำได้โดยการ "ข้าม" องค์ประกอบอะซีโอโทรป (โดยการเพิ่มส่วนประกอบอื่นเพื่อสร้างอะซีโอโทรปใหม่ หรือโดยการเปลี่ยนแปลงความดัน) ส่วนเทคนิคอื่นๆ ทำงานโดยการกำจัดหรือแยกสิ่งเจือปนทางเคมีหรือทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น ในการทำให้เอทานอลบริสุทธิ์เกิน 95% สามารถเติมสารดูดความชื้น (หรือสารดูดความชื้นเช่นโพแทสเซียมคาร์บอเนต ) เพื่อเปลี่ยนน้ำที่ละลายได้ให้เป็นน้ำผลึกที่ไม่ละลายมักใช้ตะแกรง โมเลกุล เพื่อจุดประสงค์นี้เช่นกัน

ของเหลว ที่ไม่ผสมกันเช่น น้ำและโทลู อีน สามารถเกิดเป็นสารผสมอะซีโอโทรปได้ง่าย โดยทั่วไป สารผสมอะซีโอโทรปเหล่านี้เรียกว่าสารผสมอะซีโอโทรปจุดเดือดต่ำ เนื่องจากจุดเดือดของสารผสมอะซีโอโทรปต่ำกว่าจุดเดือดของสารบริสุทธิ์แต่ละชนิด อุณหภูมิและองค์ประกอบของสารผสมอะซีโอโทรปสามารถทำนายได้ง่ายจากความดันไอของสารบริสุทธิ์ โดยไม่ต้องใช้กฎของราอูล สารผสมอะซีโอโทรปสามารถแยกออกจากกันได้ง่ายในระบบกลั่นโดยใช้ตัวแยกของเหลว (เดแคนเตอร์) เพื่อแยกชั้นของเหลวสองชั้นที่ควบแน่นอยู่ด้านบน จากนั้นจะมีเพียงชั้นของเหลวชั้นเดียวเท่านั้นที่จะถูกส่งกลับไปยังระบบกลั่น

สารผสมอะซีโอโทรปที่มีจุดเดือดสูง เช่น สารละลายกรดไฮโดรคลอ ริก 20 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ในน้ำ ก็มีอยู่เช่นกัน ดังที่ชื่อบ่งบอก จุดเดือดของสารผสมอะซีโอโทรปจะสูงกว่าจุดเดือดของสารบริสุทธิ์แต่ละชนิด

จุดเดือดของส่วนประกอบต่างๆ ในสารผสมอะซีโอโทรปจะทับซ้อนกัน形成เป็นแถบ เมื่อนำสารผสมอะซีโอโทรปไปอยู่ในสภาวะสุญญากาศหรือความดันบวก จะสามารถทำให้จุดเดือดของส่วนประกอบหนึ่งเบี่ยงเบนไปจากอีกส่วนประกอบหนึ่งได้ โดยใช้ประโยชน์จากเส้นโค้งความดันไอที่แตกต่างกันของแต่ละส่วนประกอบ เส้นโค้งอาจทับซ้อนกันที่จุดอะซีโอโทรป แต่ไม่น่าจะเหมือนกันอีกต่อไปเมื่อพิจารณาตามแกนความดันไปทางด้านใดด้านหนึ่งของจุดอะซีโอโทรป เมื่อการเบี่ยงเบนมีมากพอ จุดเดือดทั้งสองจะไม่ทับซ้อนกันอีกต่อไป และแถบอะซีโอโทรปก็จะหายไป

วิธีการนี้สามารถขจัดความจำเป็นในการเติมสารเคมีอื่นๆ ลงในกระบวนการกลั่นได้ แต่ก็มีข้อเสียที่อาจเกิดขึ้นได้สองประการ

ภายใต้สภาวะความดันลบ จำเป็นต้องใช้พลังงานสำหรับแหล่งกำเนิดสุญญากาศ และเนื่องจากจุดเดือดของสารกลั่นลดลง จึงจำเป็นต้องลดอุณหภูมิของคอนเดนเซอร์ลงเพื่อป้องกันไม่ให้ไอระเหยของสารกลั่นสูญเสียไปยังแหล่งกำเนิดสุญญากาศ ความต้องการในการระบายความร้อนที่เพิ่มขึ้นมักจะต้องการพลังงานเพิ่มเติม และอาจต้องใช้อุปกรณ์ใหม่หรือเปลี่ยนสารหล่อเย็น

อีกทางเลือกหนึ่ง หากต้องการความดันบวก จะไม่สามารถใช้ภาชนะแก้วมาตรฐานได้ ต้องใช้พลังงานในการเพิ่มความดัน และมีโอกาสสูงที่จะเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงในกระบวนการกลั่น เช่น การสลายตัว เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นที่จำเป็นในการทำให้เกิดการเดือด

การกลั่นแบบทิศทางเดียวจะอาศัยการเปลี่ยนแปลงความดันในทิศทางเดียว ไม่ว่าจะเป็นบวกหรือลบ

การกลั่นแบบสลับความดันนั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับการกลั่นแบบทิศทางเดียวที่ใช้ในการแยกสารผสมอะซีโอโทรปิก แต่ในกรณีนี้สามารถใช้ความดันได้ทั้งบวกและลบ

วิธีนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกลั่นและช่วยให้นักเคมีสามารถปรับกระบวนการกลั่นให้เหมาะสมที่สุดโดยหลีกเลี่ยงความดันและอุณหภูมิที่สูงเกินไปซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในงานประยุกต์เชิงพาณิชย์

ตัวอย่างหนึ่งของการประยุกต์ใช้การกลั่นแบบสลับความดันคือ ในกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของเอทิลอะซิเตต ในระดับอุตสาหกรรม หลังจากสังเคราะห์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาจากเอทานอล

การประยุกต์ใช้การกลั่นในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่รวมถึงการกลั่นแบบแยกส่วนทั้งแบบเป็นชุดและแบบต่อเนื่อง การกลั่นในสุญญากาศ การกลั่นแบบอะซีโอโทรปิก การกลั่นแบบสกัด และการกลั่นด้วยไอน้ำ การประยุกต์ใช้การกลั่นแบบแยกส่วนต่อเนื่องและสภาวะคงที่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรม ได้แก่ โรง กลั่นปิโตรเลียมโรงงานปิโตรเคมีและเคมีภัณฑ์และโรงงาน แปรรูปก๊าซธรรมชาติ

เพื่อควบคุมและเพิ่มประสิทธิภาพการกลั่นในระดับอุตสาหกรรม จึงได้มีการกำหนดวิธีการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่เป็นมาตรฐาน คือ ASTM D86 วิธีการทดสอบนี้ครอบคลุมถึงการกลั่นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมที่ความดันบรรยากาศ โดยใช้หน่วยกลั่นแบบชุดในห้องปฏิบัติการเพื่อกำหนดลักษณะช่วงจุดเดือดของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมในเชิงปริมาณ

การกลั่นในระดับอุตสาหกรรม^{[ 40 ] [ 49 ]}โดยทั่วไปจะดำเนินการในคอลัมน์ทรงกระบอกแนวตั้งขนาดใหญ่ที่เรียกว่าหอกลั่นหรือคอลัมน์กลั่น โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ประมาณ 0.65 ถึง 16 เมตร (2 ฟุต 2 นิ้ว ถึง 52 ฟุต 6 นิ้ว) และความสูงตั้งแต่ประมาณ 6 ถึง 90 เมตร (20 ถึง 295 ฟุต) หรือมากกว่านั้น เมื่อวัตถุดิบป้อนเข้ากระบวนการมีองค์ประกอบที่หลากหลาย เช่น ในการกลั่นน้ำมันดิบช่องทางออกของของเหลวที่ระยะห่างต่างๆ ขึ้นไปตามคอลัมน์จะช่วยให้สามารถแยกเศษส่วนหรือผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่มีจุดเดือดหรือช่วงจุดเดือดที่แตกต่างกันได้ ผลิตภัณฑ์ที่ "เบาที่สุด" (ผลิตภัณฑ์ที่มีจุดเดือดต่ำที่สุด) จะออกจากด้านบนของคอลัมน์ และผลิตภัณฑ์ที่ "หนักที่สุด" (ผลิตภัณฑ์ที่มีจุดเดือดสูงสุด) จะออกจากด้านล่างของคอลัมน์ และมักเรียกว่าก้นคอลัมน์

หอแยกสารอุตสาหกรรมใช้การไหลย้อนกลับ (reflux)เพื่อให้ได้การแยกผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น การไหลย้อนกลับหมายถึงส่วนของของเหลวที่ควบแน่นจากส่วนบนของหอแยกสารหรือหอกลั่นที่ถูกส่งกลับไปยังส่วนบนของหอ ดังแสดงในแผนภาพของหอแยกสารอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ทั่วไป ภายในหอ ของเหลวที่ไหลย้อนกลับลงมาจะช่วยระบายความร้อนและทำให้ไอระเหยที่ไหลขึ้นไปควบแน่น ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของหอแยกสาร ยิ่งมีการไหลย้อนกลับมากเท่าใดสำหรับจำนวนแผ่นทฤษฎี ที่กำหนด การแยกสารที่มีจุดเดือดต่ำออกจากสารที่มีจุดเดือดสูงก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ในทางกลับกัน ยิ่งมีการไหลย้อนกลับมากเท่าใดสำหรับการแยกที่ต้องการ จำนวนแผ่นทฤษฎีที่ต้องการก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้นวิศวกรเคมีต้องเลือกการผสมผสานระหว่างอัตราการไหลย้อนกลับและจำนวนแผ่นที่เหมาะสมทั้งในด้านเศรษฐกิจและด้านกายภาพสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ทำให้บริสุทธิ์ในหอแยกสาร

หอแยกส่วนทางอุตสาหกรรมดังกล่าวถูกนำไปใช้ในการแยกอากาศด้วยความเย็นจัด เพื่อผลิตออกซิเจนเหลวไนโตรเจนเหลวและอาร์กอน ที่มีความบริสุทธิ์สูง นอกจาก นี้ การกลั่นคลอโรซิเลนยังช่วยให้สามารถผลิตซิลิคอน ที่มีความบริสุทธิ์สูง เพื่อใช้เป็นสารกึ่งตัวนำได้ อีก ด้วย

การออกแบบและการทำงานของหอการกลั่นขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ หากวัตถุดิบเป็นแบบส่วนประกอบคู่ที่เรียบง่ายสามารถใช้ วิธีการวิเคราะห์ เช่น วิธี McCabe–Thiele ^{[ 40 ] [ 50 ]}หรือสมการ Fenske ^{[ 40 ]} ได้ สำหรับวัตถุดิบแบบหลายส่วนประกอบ จะใช้แบบจำลอง การจำลองทั้งในการออกแบบและการทำงาน นอกจากนี้ ประสิทธิภาพของอุปกรณ์สัมผัสไอ-ของเหลว (เรียกว่า "แผ่น" หรือ "ถาด") ที่ใช้ในหอการกลั่นโดยทั่วไปจะต่ำกว่าประสิทธิภาพของขั้นตอนสมดุล ทางทฤษฎีที่มีประสิทธิภาพ 100% ดังนั้น หอการกลั่นจึงต้องการถาดมากกว่าจำนวนขั้นตอนสมดุลไอ-ของเหลวทางทฤษฎี มีแบบจำลองหลายแบบที่ถูกเสนอขึ้นเพื่อประมาณประสิทธิภาพของถาด

ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ วัสดุบรรจุจะถูกใช้ในคอลัมน์แทนถาดเมื่อต้องการลดแรงดันตกคร่อมคอลัมน์ ปัจจัยอื่นๆ ที่สนับสนุนการใช้วัสดุบรรจุ ได้แก่ ระบบสุญญากาศ คอลัมน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ระบบที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ระบบที่มีแนวโน้มเกิดฟอง ระบบที่ต้องการปริมาณของเหลวต่ำ และการกลั่นแบบเป็นชุด ในทางกลับกัน ปัจจัยที่สนับสนุนการใช้คอลัมน์แบบแผ่นได้แก่ การมีของแข็งในสารป้อน อัตราการไหลของของเหลวสูง เส้นผ่านศูนย์กลางคอลัมน์ขนาดใหญ่ คอลัมน์ที่ซับซ้อน คอลัมน์ที่มีองค์ประกอบของสารป้อนที่หลากหลาย คอลัมน์ที่มีปฏิกิริยาเคมี คอลัมน์แบบดูดซับ คอลัมน์ที่มีข้อจำกัดด้านน้ำหนักของฐาน อัตราการไหลของของเหลวต่ำ อัตราส่วนการลดกำลังการผลิตสูง และกระบวนการที่อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของกระบวนการ

วัสดุบรรจุนี้อาจเป็นแบบสุ่มหรือแบบเท (กว้าง 25–76 มิลลิเมตร (1–3 นิ้ว)) เช่นวงแหวน Raschigหรือแผ่นโลหะที่มีโครงสร้างของเหลวมีแนวโน้มที่จะเปียกพื้นผิวของวัสดุบรรจุ และไอจะไหลผ่านพื้นผิวที่เปียกนี้ ซึ่งเป็นจุด ที่เกิด การถ่ายเทมวลแตกต่างจากการกลั่นแบบถาดทั่วไปที่แต่ละถาดแสดงถึงจุดสมดุลไอ-ของเหลวที่แยกจากกัน เส้นโค้งสมดุลไอ-ของเหลวในคอลัมน์บรรจุจะเป็นแบบต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม ในการจำลองคอลัมน์บรรจุ จะเป็นประโยชน์ที่จะคำนวณ "ขั้นตอนทางทฤษฎี" จำนวนหนึ่งเพื่อแสดงประสิทธิภาพการแยกของคอลัมน์บรรจุเมื่อเทียบกับถาดแบบดั้งเดิม วัสดุบรรจุที่มีรูปร่างต่างกันจะมีพื้นที่ผิวและช่องว่างระหว่างวัสดุบรรจุแตกต่างกัน ปัจจัยทั้งสองนี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพของวัสดุบรรจุ

นอกจากรูปทรงและพื้นที่ผิวของวัสดุบรรจุแล้ว อีกปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของวัสดุบรรจุแบบสุ่มหรือแบบมีโครงสร้าง คือ การกระจายตัวของของเหลวและไอที่เข้าสู่ชั้นวัสดุบรรจุ จำนวนขั้นทางทฤษฎีที่จำเป็นสำหรับการแยกสารที่กำหนดจะคำนวณโดยใช้อัตราส่วนไอต่อของเหลวที่เฉพาะเจาะจง หากของเหลวและไอไม่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วพื้นที่ผิวของหอแยกสารขณะที่เข้าสู่ชั้นวัสดุบรรจุ อัตราส่วนของเหลวต่อไอจะไม่ถูกต้องในชั้นวัสดุบรรจุ และการแยกสารที่ต้องการจะไม่เกิดขึ้น วัสดุบรรจุจะดูเหมือนทำงานไม่ถูกต้องความสูงเทียบเท่ากับแผ่นทางทฤษฎี (HETP) จะมากกว่าที่คาดไว้ ปัญหาไม่ได้อยู่ที่วัสดุบรรจุเอง แต่เป็นการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอของของเหลวที่เข้าสู่ชั้นวัสดุบรรจุ การกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอของของเหลวเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นบ่อยกว่าไอ การออกแบบตัวกระจายของเหลวที่ใช้ในการป้อนและไหลย้อนกลับไปยังชั้นวัสดุบรรจุมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำให้วัสดุบรรจุทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด วิธีการประเมินประสิทธิภาพของตัวกระจายของเหลวในการกระจายของเหลวที่เข้าสู่ชั้นวัสดุบรรจุอย่างสม่ำเสมอสามารถพบได้ในเอกสารอ้างอิง^{[ 52 ] [ 53 ]}มีการทำงานวิจัยเกี่ยวกับหัวข้อนี้มากมายโดย Fractionation Research, Inc. (โดยทั่วไปเรียกว่า FRI) ^{[ 54 ]}

เป้าหมายของการกลั่นแบบหลายขั้นตอนคือการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของกระบวนการ เพื่อใช้ในการแยกเกลือออกจากน้ำ หรือในบางกรณีเป็นขั้นตอนหนึ่งในกระบวนการผลิตน้ำบริสุทธิ์พิเศษจำนวนขั้นตอนแปรผกผันกับค่า kW·h/m³ ^ของ น้ำที่ได้คืนมา และหมายถึงปริมาณน้ำที่ ได้ คืนมาต่อหน่วยพลังงาน เมื่อเทียบกับการกลั่นแบบขั้นตอนเดียว หนึ่งขั้นตอนมีค่าประมาณ 636 kW·h/ ^m³

• ตามที่กล่าวไว้ในบทความการกลั่นแบบแฟลชหลายขั้นตอน สามารถสร้างผลลัพธ์ได้มากกว่า 20 อย่างด้วยการป้อนพลังงานความร้อน
• การระเหยด้วยการอัดไอ – ผู้ผลิตระบุว่า เครื่องระเหยขนาดใหญ่ระดับเชิงพาณิชย์สามารถให้ผลลัพธ์ได้ประมาณ 72 ครั้งต่อการใช้พลังงานไฟฟ้าหนึ่งครั้ง

นอกจากนี้ยังมีกระบวนการกลั่นแบบหลายขั้นตอนอีกหลายประเภท รวมถึงกระบวนการที่เรียกง่ายๆ ว่า การกลั่นแบบหลายขั้นตอน (MED) ซึ่งใช้ห้องหลายห้องโดยมีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนคั่นอยู่ระหว่างห้องเหล่านั้น

วัสดุจากพืชที่มี คาร์โบไฮเดรตจะถูกนำไปหมัก ทำให้เกิดสารละลายเอทานอลเจือจางขึ้น สุรา เช่นวิสกี้และรัมผลิตโดยการกลั่นสารละลายเอทานอลเจือจางเหล่านี้ ส่วนประกอบอื่นๆ นอกเหนือจากเอทานอล รวมถึงน้ำ เอสเทอร์ และแอลกอฮอล์อื่นๆ จะถูกเก็บรวบรวมไว้ในสารควบแน่น ซึ่งเป็นส่วนที่ให้รสชาติแก่เครื่องดื่มนั้นๆ เครื่องดื่มบางชนิดจะถูกเก็บไว้ในถังไม้หรือภาชนะอื่นๆ ซึ่งจะทำให้ได้สารประกอบที่ให้รสชาติและกลิ่นรสเฉพาะตัวมากขึ้น

• 
  ในยุคเริ่มต้นของวิชาเคมีนั้นเครื่องกลั่นแบบรีทอร์ต ถูกใช้ เป็นอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการเฉพาะสำหรับกระบวนการกลั่นเท่านั้น
• 
  ชุดอุปกรณ์อย่างง่ายสำหรับการกลั่นโทลูอีนแห้ง และปราศจากออกซิเจน
• 
  แผนภาพแสดงหอแยกกลั่นสุญญากาศขนาดอุตสาหกรรม ซึ่งใช้กันทั่วไปในโรงกลั่นน้ำมัน
• 
  เครื่องระเหยแบบหมุน สามารถกลั่นตัวทำละลายได้เร็วขึ้นที่อุณหภูมิต่ำลง โดยใช้สุญญากาศ
• 
  การกลั่นโดยใช้เครื่องมือขนาดกึ่งไมโครสเกล การออกแบบที่ไร้รอยต่อช่วยขจัดความจำเป็นในการประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน ขวดรูปทรงลูกแพร์ช่วยให้สามารถกำจัดสารตกค้างหยดสุดท้ายได้ เมื่อเทียบกับขวดก้นกลมที่ มีขนาดใกล้เคียงกัน ปริมาตรการกักเก็บที่น้อยช่วยป้องกันการสูญเสีย มีการใช้ "ลูกบอลนำทาง" (pig) เพื่อนำสารกลั่นต่างๆ ไปยังขวดรับสามใบ หากจำเป็น สามารถทำการกลั่นภายใต้สุญญากาศได้โดยใช้อะแดปเตอร์สุญญากาศที่ลูกบอลนำทาง

• การกลั่นน้ำมันดิบด้วยความดันบรรยากาศ
• คลิสซัส
• การสกัดน้ำหอม
• การกลั่นที่อุณหภูมิต่ำ
• โรงกลั่นขนาดเล็ก
• การระเหิด
• แหวนดิกสัน
• การจัดเรียงคอลัมน์แบบสุ่ม

• Allchin, FR (มีนาคม 1979). "อินเดีย: บ้านเกิดแห่งการกลั่นโบราณ?" Man . 14 (1): 55– 63. doi : 10.2307/2801640 . JSTOR  2801640 .
• Geankoplis, Christie John (2003). กระบวนการขนส่งและหลักการกระบวนการแยก (ฉบับที่ 4). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-101367-4.
• นีแดม, โจเซฟ (1980). วิทยาศาสตร์และอารยธรรมในประเทศจีน . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. ISBN 0-521-08573-X.

ลองค้นหาคำว่า "การกลั่น"ในวิกิพีเดีย ซึ่งเป็นพจนานุกรมเสรี

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับการกลั่น

• การกลั่นแอลกอฮอล์
• กรณีศึกษา: การกลั่นปิโตรเลียม
• "ข้อมูลสมดุลไอ-ของเหลวแบบไบนารี" (ฐานข้อมูลที่ค้นหาได้)ศูนย์ข้อมูลการวิจัยวิศวกรรมเคมีสืบค้นเมื่อ 5 พฤษภาคม 2550