ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو ؛ مشخصات و کاربردها

ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو  Vigreux به عنوان یکی از شیشه آلات آزمایشگاهی یک اصلاح کننده در کندانسور هوا است. معمولاً به عنوان ستون تفکیک کننده برای تقطیر جزء به جزء استفاده می شود . برخلاف ستون های دیوار مستقیم، یک ستون ویگرو دارای یک سری فرورفتگی های رو به پایین در دیوار داخلی است که بدون افزایش طول کندانسور باعث افزایش چشمگیر سطح می شود. به دلیل پیچیدگی بیشتر، این نوع کندانسور به طور قابل توجهی گران‌تر از کندانسور های سنتی دیوار مستقیم هستند.

بنابر این میتوان گفت که ستون تکه تکه یا ستون جزء به جزء، لوله ای شیشه ای است که با نوک تیز زیاد در دیواره کناری آن و دو اتصال مخروطی در دو انتها طراحی شده است که در تقطیر جزء به جزء آزمایشگاهی در شیمی آلی استفاده می شود. این ستون تقطیر یک کندانسور هوا خنک است. در آزمایشات شیمی شامل تقطیر جزء به جزء یا برای جدا کردن دو قسمت از مخلوط بر اساس نقطه جوش آنها استفاده می شود.

کاربرد ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو

از تقطیر جزء به جزء برای جداسازی مخلوط مایعاتی که نقطه جوش آنها مشابه است (با دمای کمتر از 70 درجه سانتیگراد جدا می شود) استفاده می شود. در تقطیر جزء به جزء، مخلوطی از مایعات به جوش می‌آیند و بخارات حاصل از یک لوله شیشه‌ای به نام ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو عبور می‌کنند و جدا می‌شوند. بین دیگ یا بالن حاوی مخلوط و کندانسور مارپیچ قرار می گیرد و جداسازی بین مایعات تقطیر شده را بهبود می بخشد.

تقطیر جزئی منجر به جداسازی بهتری نسبت به تقطیر ساده می شود زیرا خار های شیشه ای در ستون سطح تماس بیشتی را ارائه می دهند که بخارها می توانند بر روی آنها متراکم شوند و سپس دوباره تبخیر شوند و دوباره متراکم شوند و اساساً ترکیب را چندین برابر تقطیر می کنند. هر قسمت موجود ین دو شیار در ستون ویگرو معادل یک چرخه تبخیر-تراکم است که معادل یک تقطیر ساده است.

مایعات فرارتر به تدریج به سمت بالای ستون حرکت می کنند، در حالی که مایعات با جوش بالاتر به سمت پایین می مانند و باعث جدایی بهتر بین مایعات می شوند. بخار در نهایت به کندانسور می رسد و در آنجا خنک می شود و سپس به ظرف جمع آوری می چکد.

موارد قابل توجه:

• موقعیت دماسنج باید در محل تقاطع قطعه "Y" باشد.
• مخزن یا دیگ و ظرف جمع آوری مایع هر دو باید با گیره، میله و پایه محکم شوند.
• آب سرد باید از پایین به بالای کندانسور حرکت کند.
• ابتدا باید دما را طوری تنظیم کنید که کمترین میزان جوش را تقطیر کند تا به جداسازی کمک کند.
• توجه داشته باشید که حلقه میعانات به آرامی از ستون بالا می رود.
• افزایش باید تدریجی باشد، که جداسازی مناسب مخلوط اجزا را در "ستون ویگرو" تضمین می کند.
• اگر حلقه میعانات از بالا رفتن متوقف شد، دما را کمی افزایش دهید.
• تقطیر زمانی شروع می شود که بالن یا دیگ به دمای مورد نظر برسد و بخار شروع به متراکم شدن کند.
• بعد از اینکه چند قطره اول مایع شروع به ریختن در کندانسور کرد، دما باید تقریباً ثابت بماند.
• برای بدست آوردن تقطیر بهینه، سرعت تقطیر باید ثابت و نسبتاً کند باشد.
• این دمایی است که باید به عنوان نقطه جوش ترکیب ثبت شود.
• اگر تقطیر بسیار آهسته انجام می شود، ستون را با فویل آلومینیومی یا پشم شیشه بپیچید تا از بادهای سرد محافظت شود.

انواع ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو

با توجه به نیاز های آزمایشگاه و نحوه تقطیر، ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو های متنوعی وجود دارند که در زیر به آنها می پردازیم:

• ساده رداژ دار: این ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو از یک ستون شیشه ای مستقیم تشکیل شده که دو طرف آن رداژ دارد. روداژ های 29 و 45 از سایت قابل خریداری است و سایر رداژها نیز مطابق درخواست شما قابل ساخت می باشد.
• ساده شیلنگ خور: این نوع ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو شامل یه ستون مستقیم است که هر دو سر ابتدایی و انتهایی آن قابلیت اتصال به شیلنگ و همچنین قابلیت اتصال به مخازن شیشه ای و فلزی توسط بست ویگرو را داراست.
• دماسنج خور: این ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو شامل یک ستون شیشه ای با لوله جانبی است که این لوله جانبی محل ورود و قرار گیری دما سنج است. ویگرو دماستج خور یا ترمومتر خور در هر دونوع رداژ دار و شیلنگ خور قابل ساخت است.
• بالونی: برای خرید و مشاهده مشخصات ویگرو بالنی و انواع آن میتوانید اینجا کلیک کنید.

بدون ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو چه اتفاقی در فرآیند تقطیر رخ میدهد؟

در فرآیند تقطیر، هدف ما جداسازی یک ماده از مخلوط است. این کار از طریق دو مرحله انجام می‌شود: ۱. تبخیر (تبدیل مایع به بخار) و ۲. چگالش (تبدیل دوباره بخار به مایع).

اگر شما ستون (مثل ستون ویگرو/Vigreux) یا کندانسور را حذف کنید، فرآیند دچار فروپاشی زیر می‌شود:

 ۱. اگر کندانسور (Condenser) را حذف کنید: «فرار از سیستم»

کندانسور وظیفه دارد بخار تولید شده را سرد کرده و دوباره به مایع تبدیل کند تا بتوانیم آن را در ظرف جمع‌آوری کنیم.

 چـــــــــه اتفاقی می‌افتــــــد؟ وقتی ماده شما به نقطه جوش می‌رسد و تبخیر می‌شود، بخار به جای اینکه از طریق کندانسور عبور کرده و در ظرف جمع شود، مستقیماً از دهانه ظرف به بیرون پرتاب می‌شود.

نتیجه: شما هیچ محصولی در ظرف جمع‌آوری نخواهید داشت. در واقع، شما فقط دارید ماده را «از بین می‌برید» یا آن را در اتمسفر پخش می‌کنید. اگر ماده سمی یا گران‌قیمت باشد، این یک فاجعه زیست‌محیطی یا اقتصادی است.

 ۲. اگر ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو (Vigreux Column) را حذف کنید: «افت شدید خلوص»

ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو یک نوع ستون تقطیر است که دارای شیارهای داخلی است تا سطح تماس را بالا ببرد. وظیفه آن «تقطیر فرآیندی» (Fractional Distillation) است.

 چـــــــــه اتفاقی می‌افتــــــد؟ بدون ستون ویگرو، شما در حال انجام «تقطیر ساده» هستید. در تقطیر ساده، شما فقط می‌توانید موادی را جدا کنید که نقطه جوش آن‌ها اختلاف بسیار زیادی با هم دارد (مثلاً آب و روغن). اما اگر بخواهید دو ماده‌ای که نقطه جوش نزدیکی دارند (مثل اتانول و آب) را جدا کنید، بدون ستون ویگرو غیرممکن است.

نتیجه: محصول نهایی شما بسیار کثیف و ناخالص خواهد بود. بخار حاوی مواد ناخالصی (که نقطه جوش بالاتری دارند) بدون اینکه در ستون ویگرو "بازگشت" (Reflux) کنند و دوباره مایع شوند، همراه با بخار اصلی بالا می‌روند و در کندانسور چگالیده می‌شوند. در نتیجه، شما به جای ماده خالص، یک مخلوط از مواد مختلف را تحویل می‌گیرید.

 مقایسه سناریوهای مختلف:

 حالت اول: فقط تبخیر (بدون ستون و بدون کندانسور)

   وضعیت: شما فقط یک ظرف حاوی مایع را روی حرارت گذاشته‌اید.

   خروجی: بخار از ظرف خارج شده و در محیط پراکنده می‌شود. هیچ ماده‌ای جمع نمی‌شود. (این بیشتر شبیه به خشک کردن یا تبخیر ساده است تا تقطیر).

 حالت دوم: تقطیر ساده (با کندانسور، اما بدون ستون ویگرو)

   وضعیت: بخار تولید می‌شود، از دهانه ظرف خارج شده و در کندانسور سرد می‌شود.

   خروجی: مایع جمع می‌شود، اما خلوص بسیار پایین است. اگر مخلوط شما پیچیده باشد، محصول نهایی شما فقط یک نسخه «رقیق‌تر» از مخلوط اولیه است، نه یک ماده خالص.

 حالت سوم: تقطیر فرآیندی کامل (با ستون ویگرو و کندانسور)

   وضعیت: بخار در میان شیارهای ستون ویگرو بالا می‌رود، با مایع بازگشتی برخورد می‌کند، مواد سنگین‌تر دوباره به پایین برمی‌گردند و مواد سبک‌تر و خالص‌تر به سمت کندانسور می‌روند.

   خروجی: دریافت ماده‌ای با خلوص بسیار بالا (مثلاً الکل ۹۶ درصد).

 جمع‌بندی نهایی

بدون کندانسور، شما محصول را از دست می‌دهید (چون تبدیل به مایع نمی‌شود).

بدون ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو ، شما محصول را بگذرانید (چون خلوص آن به شدت پایین می‌آید و نمی‌توانید اجزای مشابه را از هم جدا کنید).

خرید ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو

زرین پیرکس به عنوان تولیدکننده اصلی انواع ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو ساده، دماسنج خور، بالنی و رداژ دار در سایز های مختلف از طریق فروشگاه آنلاین زرین پیرکس امکان پذیر است.

همچنین در صورت نیاز به ساخت ستون ویگرو یا کندانسور ویگرو مطابق با اندازه، طرح و نقشه ی دلخواه خود می توانید با پشتبانی زرین پیرکس تماس بگیرید.