Chưng Cất Chân Không Là Gì? Ứng Dụng Của Chưng Cất Chân Không

Chưng cất chân không là phương pháp chưng cất ở điều kiện áp suất thấp. Ưu điểm của phương pháp này là nhiệt độ sử dụng để chưng cất không cao, tránh được sự nhiệt phân của sản phẩm. Tìm hiểu rõ hơn về khái niệm chưng cất chân không là gì, các đặc điểm và ứng dụng của công nghệ này qua bài viết sau.

1. Chưng cất chân không là gì?

Chưng cất chân không là sử dụng các kỹ thuật để tách các hỗn hợp đồng thể (dung dịch) ra thành các thành phần riêng biệt ở áp suất chân không thấp, dựa vào độ bay hơi khác nhau của từng thành phần. Khi điều chỉnh nhiệt độ trong buồng chưng cất, đến nhiệt độ bay hơi của từng thành phần sẽ không phân huỷ mà bay hơi. 

Kỹ thuật chưng cất chân không sẽ làm tăng khả năng bay hơi cao hơn, phân tách các thành phần tốt hơn. Nhờ bay hơi ở nhiệt độ thấp nên các thành phần trong hỗn hợp sẽ không bị phân huỷ, đạt được sản lượng cao hơn, tinh khiết hơn khi chưng cất bằng chân không.

Sơ đồ chưng cất dầu mỏ bằng chân không

Khi chưng cất ta sẽ thu được khá nhiều thành phẩm và nó thường phụ thuộc vào cấu tử. Cấu tử bao nhiêu thì sẽ có bấy nhiêu sản phẩm.

Có thể thấy: bản chất của chưng cất chính là dựa vào nhiệt độ sôi hay nhiệt độ bay hơi khác nhau để tách các cấu tử bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi và ngưng tụ. Đây là phương pháp chưng cất ở điều kiện áp suất thấp.

2. Mục đích của chưng cất chân không

Sử dụng phương pháp chưng cất chân không cho khá nhiều mục đích như:

• Làm sạch các tạp chất như các chất keo, nhựa bẩn,… trong quá trình sản xuất rượu hoặc chưng cất tinh dầu.
• Thu các sản phẩm từ quá trình như chưng cất rượu, chưng cất cồn và chưng cất tinh dầu, … 
• Nâng cao chất lượng của sản phẩm vì qua quá trình chưng cất sẽ đem đến sản phẩm có độ tinh khiết cao hơn…

Chưng cất trong môi trường chân không được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực sản xuất như dược phẩm, hóa học, dầu khí,… Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cụ thể hơn cho từng ứng dụng trong phần tiếp theo của bài viết.

>> Tìm hiểu thêm: Thiết bị bài khí chân không

3. Ứng dụng của chưng cất chân không

Hiện nay công nghệ sấy chân không được ứng dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp. Phục phụ giúp cho các doanh nghiệp đạt hiệu quả cao trong sản xuất, gia tăng sản lượng, doanh thu lớn hơn rất nhiều.

3.1. Chưng cất dầu mỏ

Hình ảnh tháp chưng cất dầu mỏ

Khi muốn chế biến dầu mỏ thành các sản phẩm, người ta cần phải chia nhỏ thành các phân đoạn hẹp với các mức nhiệt độ sôi nhất định. 

Chưng cất chân không là một phần của quá trình tinh chế giúp tạo ra các sản phẩm dầu mỏ từ các loại dầu nặng hơn còn sót lại từ quá trình chưng cất trong khí quyển.

Ở áp suất thấp, nhiệt độ sôi của đáy ADU đủ thấp để các thành phần nhẹ hơn có thể bốc hơi và không làm biến chất dầu. Thiết bị chưng cất chân không giúp tạo ra một số loại dầu khí. Trong giai đoạn tinh chế tiếp theo, các loại dầu khí này được tinh chế thêm để tạo ra các sản phẩm như dầu chu trình nhẹ (một loại sản phẩm chưng cất), xăng và naphtha.

Nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về ứng dụng chưng cất dầu mỏ, tham khảo video dưới đây:

Nguyên lý hoạt động của cột chưng cất dầu mỏ

>> Xem thêm: Bơm chân không trong ứng dụng chưng cất dầu thô, dầu mỏ

3.2. Chưng cất chân không nước trái cây 

Ứng dụng trong chưng cất nước ép nho

Chưng cất chân không nước trái cây là phương pháp chưng cất các chất của trái cây. Mục đích của phương pháp chưng cất chân không trong ứng dụng này là gì? 

• Giữ lại được các vitamin có trong hoa quả, giữ được mùi vị đặc trưng, tự nhiên của hoa quả. 
• Giúp cho nước trái cây ra thị trường có thể bảo quản được lâu, giữ được 75% mùi vị, để người dùng có thể cảm nhận được rõ ràng từng hương vị của sản phẩm. 

3.3. Lọc nước quy mô lớn

Sơ đồ của một hệ thống khử mặn

Chưng cất chân không được ứng dụng tại một số nhà máy công nghiệp lớn như một phương pháp để loại bỏ muối ra khỏi nước biển, sản xuất nước ngọt. Hay còn gọi là khử muối.

Nước biển đặt trong chân không để giảm nhiệt độ sôi của nó, một nguồn nhiệt điện được áp dụng. Quá trình này cho phép nước ngọt sôi, bay hơi và ngưng tụ lại, 

Ngoài 3 ứng dụng tiêu biểu ở trên, phương pháp chưng cất chân không cũng được áp dụng cho các lĩnh vực khác như:

• Ngành sản xuất rượu
• Công nghệ hóa lỏng oxy
• Cô đặc nồng độ các chất
• Phương pháp chưng cất cồn 
• Chưng cất tinh dầu 
• Tách hỗn hợp nguyên liệu
• Ngành sản xuất dược phẩm
• Tái chế chất thải dung môi
• Nghiên cứu hoá học,…

Chưng cất chân không là một trong những công nghệ mới nhất hiện nay, áp dụng vào nhiều ngành sản xuất công nghiệp. Chưng cất chân không giúp cho các ngành, đạt được hiệu quả cao, thu được sản phẩm đảm bảo chất lượng, giữ lại được nhiều tính chất đặc trưng của sản phẩm. Điều này cho thấy chưng cất chân không, góp phần cải thiện được rất nhiều về chất lượng sản phẩm.

3. Ưu điểm chưng cất chân không trong ứng dụng công nghiệp

Chưng cất chân không quy mô công nghiệp có một số ưu điểm:

(1)- Giảm công đoạn sản xuất

Hỗn hợp sôi gần có thể yêu cầu nhiều giai đoạn cân bằng để tách các thành phần quan trọng. Một công cụ để giảm số công đoạn cần thiết là sử dụng phương pháp chưng cất chân không.

(2)- Tiết kiệm chi phí

Một ưu điểm khác của chưng cất là giảm chi phí vốn, chi phí vận hành hơn một chút. Sử dụng phương pháp chưng cất chân không có thể làm giảm chiều cao và đường kính, do đó chi phí vốn của một cột chưng cất bằng thiết bị chưng cất chân không cũng giảm đáng kể.

Các cột chưng cất chân không thường được sử dụng trong các nhà máy lọc dầu có đường kính lên đến khoảng 14 mét (46 feet), chiều cao lên đến khoảng 50 mét (164 feet) và tốc độ cấp liệu lên đến khoảng 25.400 mét khối mỗi ngày (160.000 thùng mỗi ngày).

Thí nghiệm của thiết bị chưng cất chân không

(3)- Cải thiện sự phân tách

Chưng cất chân không có thể cải thiện sự phân tách bằng cách:

• Ngăn ngừa sự phân huỷ sản phẩm hoặc sự hình thành polyme do áp suất giảm dẫn đến nhiệt độ đáy tháp thấp hơn,
• Giảm sự phân huỷ sản phẩm hoặc sự hình thành polyme do giảm độ cư trú trung bình đặc biệt là trong các cột sử dụng đóng gói thay vì khay .
• Tăng công suất, năng suất và độ tinh khiết.

Bên cạnh những ưu điểm của mình, chúng cũng có điểm hạn chế là chi phí cho một hệ thống chưng cất công nghiệp tương đối cao. Do đó, nhiều đơn vị quy mô nhỏ còn hạn chế việc đầu tư cho hệ thống công nghệ này.

5. Phân biệt chưng cất chân không và chưng cất khí quyển

Bên cạnh chưng cất chân không, có một phương pháp khác cũng được sử dụng phổ biến đó là chưng cất khí quyển.

Sự khác biệt giữa 2 phương pháp này là về áp suất chưng cất, mức nhiệt độ sôi và thành phần cần tách. Để hình dung dễ hiểu nhất về chưng cất khí quyển và chưng cất chân không, hãy tìm hiểu những điểm phân biệt của 2 phương pháp này qua bảng sau. 

Trên đây là những thông tin giải đáp về khái niệm chưng cất chân không là gì? Các ứng dụng chưng cất chân không trong công nghiệp.

Hãy liên hệ ngay đến chuyên gia bơm hút chân không của HCTECH để được tư vấn, trao đổi các phương án sử dụng bơm hút chân không phù hợp với ứng dụng chưng cất. Cảm ơn bạn đọc đã theo dõi bài viết!

Có thể bạn quan tâm:

• Công nghệ chiên chân không
• Ngâm tẩm chân không