การกลั่น(Distillation)

 

        การกลั่น  จัดว่าเป็นวิธีที่สำคัญที่สุดวิธีหนึ่งสำหรับการทำของเหลวให้บริสุทธิ์  ใช้แยกของเหลวหรือของแข็งกับของเหลวที่ผสมกันเป็นสารละลายเนื้อเดียวออกจากกัน  โดยอาศัยความแตกต่างของจุดเดือด

        การกลั่นเป็นกระบวนการที่ทำให้ของเหลวได้รับความร้อนจนกลายเป็นไอ  แล้วทำให้ควบแน่นกลับมาเป็นของเหลวอีก  ในขณะที่กลั่นของผสม  ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำจะกลายเป็นไอแยกออกมาก่อน  ของเหลวที่ที่มีจุดเดือดสูงขึ้นจะแยกออกมาภายหลัง

        การกลั่นมีหลายประเภท  เช่น

        - การกลั่นแบบธรรมดา

        - การกลั่นลำดับส่วน

        - การกลั่นด้วยไอน้ำ

1. การกลั่นแบบธรรมดา (Simple distillation)

        การกลั่นแบบธรรมดาเหมาะสำหรับการแยกสารละลายที่ตัวถูกละลายเป็นสารที่ระเหยยาก และตัวถูกละลายมีจุดเดือดสูงกว่าตัวทำละลายมาก  เช่น  น้ำเชื่อม  น้ำเกลือ  นอกจากนั้นยังใช้แยกของเหลว  2  ชนิด ที่มีจุดเดือดต่างกันมาก ๆ เช่น ต่างกันมากกว่า  80 องศาเซลเซล  ออกจากกันได้   "ในขณะที่กลั่นตัวทำละลายจะแยกออกมา ตัวถูกละลายจะยังคงอยู่ในขวดกลั่น"  ทำให้ตัวทำละลายที่บริสุทธิ์แยกออกจากสารละลาย

        ตัวอย่าง เช่น  การกลั่นน้ำเกลือ  ซึ่งประกอบด้วย  น้ำ (จุดเดือด 100 องศาเซลเซียส)  และเกลือโซเดียมคลอไรด์ (จุดเดือด 1,413 องศาเซลเซล)  เมื่อสารละลายได้รับความร้อน จะมีแต่น้ำเท่านั้นที่กลายเป็นไอออกมา เมื่อไอน้ำผ่านเข้าไปในเครื่องควบแน่นซึ่งมีน้ำเย็นไหลเวียนตลอดเวลา  ไอน้ำจะควบแน่นได้ของเหลว คือน้ำบริสุทธิ์ออกมา ในขณะที่เกลือยังคงอยู่ในสารละลายในขวดกลั่น ถ้ายังคงกลั่นต่อไปจนแห้งจะเหลือแต่เกลืออยู่ในขวดกลั่น จึงทำให้สามารถแยกน้ำกับเกลือออกจากกันได้

 

2. การกลั่นลำดับส่วน (Fractional  distillation)       

        การกลั่นลำดับส่วนเหมาะสำหรับกลั่นแยกของเหลวที่มีจุดเดือดใกล้เคียงกัน  หรือแยกสารละลายที่ตัวทำละลายและตัวถูกละลายเป็นสารที่ระเหยง่ายทั้งคู่  ซึ่งถ้ากลั่นแบบธรรมดาเพียงครั้งเดียวจะได้สารที่ไม่บริสุทธิ์ เช่น การกลั่นน้ำผสมเอทานอล ต้องกลั่นซ้ำหลาย ๆ ครั้ง จึงจะได้เอธานอลที่มีความบริสุทธิ์เพิ่มขึ้นทุกครั้ง แต่ในทางปฏิบัติแทนที่จะนำของเหลวไปกลั่นซ้ำ ๆ กันหลาย ๆ ครั้ง ซึ่งจะทำให้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายและใช้เวลามาก  จึงได้นำไปกลั่นในคอลัมน์ลำดับส่วนหรือในหอกลั่น ซึ่งทำหน้าที่เหมือนกับเป็นการกลั่นซ้ำหลาย ๆ ครั้ง การกลั่นในหอกลั่นนี้เรียกว่า  การกลั่นลำดับส่วน เช่น การกลั่นน้ำมันดิบหรือน้ำมันปิโตรเลียม 

 

 

3. การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ (Steam  distillation)

การกลั่นด้วยไอน้ำเป็นเทคนิคอย่างหนึ่งของการสกัดด้วยตัวทำละลาย โดยใช้ไอน้ำเป็นตัวทำละลาย ละลายสารและพาสารที่ต้องการออกจากของผสมได้ ส่วนใหญ่การกลั่นด้วยไอน้ำมักจะใช้สกัดสารอินทรีย์ออกจากส่วนต่าง ๆ ของพืชที่อยู่ตามธรรมชาติ  เช่น  การสกัดน้ำมันหอมระเหยจากตะไคร้  ใบมะกรูด  เป็นต้น

        หลักการที่สำคัญ  การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำอาศัยหลักการที่ว่า  "สารที่ต้องการสกัดจะต้องระเหยได้ง่าย สามารถให้ไอน้ำพาออกมาจากของผสมได้  และสารที่สกัดได้จะต้องไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกับน้ำหรือไม่ละลายน้ำนั่นเอง"  (ถ้าของเหลวที่กลั่นได้ละลายน้ำ  หรือรวมเป็นเนื้อเดียวกันกับน้ำจะต้องนำไปกลั่นแยกอีกครั้งหนึ่ง)

        หลังจากที่สกัดด้วยไอน้ำแยกออกมาจากของผสมแล้ว  ของเหลวจะแยกเป็น  2  ชั้น  ชั้นหนึ่งเป็นน้ำ อีกชั้นหนึ่งเป็นสารที่ต้องการ ซึ่งสามารถใช้กรวยแยก  แยกออกจากกัน

 

โดย   นางนฤมล  สินธุรัตน์        อาจารย์ 1 โรงเรียนกันทรารมณ์