කාර්මික ආසවනය

සාමාන්‍ය කාර්මික ආසවන කුලුණු

මහාපරිමාණ කාර්මික ආසවනය කාණ්ඩ වශයෙන් හෝ සන්තතව සිදු කරන නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන්හිදි භාවිත කෙරෙන අතර එහිදි භාගික ආසවනය, රික්තක ආසවනය, වාශ්ප ආසවනය, නිස්සාරක ආසවනය සහ ඇසෙයෝට්‍රෝපික ආසවනය ආදි ක්‍රම වේද භාවිත වේ. සන්තතික අචල තත්ත්ව භාගික ආසවනය වඩාත් බහුලව භාවිත වන්නේ ඛණිජ තෙල්, පිරිපහදු ඛනිජ රසායනික සහ රසායනික කර්මාන්ත ශාලා සහ ස්වභාවික වායු සැකසුම් කර්මාන්ත ශාලා ආදිය වේ. 

කාර්මික ආසවනය සාමාන්‍යයෙන් ආසවන කුලුණු ලෙස හැඳින්වෙන විශාල සිරස් සිලින්ඩරාකාර කුලුණු භාවිතා වන අතර ඒවායේ විශ්කම්භය සෙ.මි. 65 සිට මිටර් 16 ක් දක්වා විය හැකි අතර උස ප්‍රමාණය මීටර් 6 සිට 90 දක්වා වේ. ඇතැම් විට මිටර් 90 වටද වඩා උසින් වැඩි කුලුණු භාවිතා විය හැක. සැකසුම සඳහා කුලුණු තුලට ඇතුල් කෙරෙන ද්‍රවය ද්‍රව කිහිපයක මිශ්‍රණයකින් තැනි ඇති විට කුලුණු වල විවිධ උස ප්‍රමාණ වලින් පිහිටා ඇති පිටවුම් මං ඔස්සේ  එකිනෙකට වෙනස් තාපාංක හා තාපාංක පරාස ඇති විවිධ භාගයන් නැතහොත් විවිධ නිෂ්පාදන වෙන්කර ගත හැක.  මේ අතරින් වඩාත් සැහැල්ලුතම නිෂ්පාදන (අඩුම තාපාංක සහිත නිෂ්පාදන) කුලුණු වල ඉහළින්ම ලබාගෙන යන අතර වඩාත් බරින් වැඩි නිෂ්පාදන (වැඩිම තාපාංක සහිත නිෂ්පාදන) කුලුණු වල පහලම කෙලවරින් වෙන්කර ගැනේ. 

විශාල පරිමාණ ආසවන කුලුණු වලදී වඩාත් පුර්ණ ආකාරයෙන් නිෂ්පාදන වෙන්කර ගැනීම සඳහා ප්‍රතිවාහ ක්‍රමය භාවිත කෙරේ. ප්‍රතිවාහක්‍රම‍ෙය්දී ඉහත සාමාන්‍ය මහාපරිමාණ කාර්මික ආසවන කුලුණක දැක්වෙන පරිදි ආසවන හෝ විභාජක කුලුණකින් ලබාගත් ද්‍රවිත ඵලයන් වලින් කොටසක් නැවත එම කුලුනෙහිම ඉහල කෙළවරින් ඇතුල් කෙරේ. කුලුණ තුලදී පහලට ගමන් කරන ප්‍රතිවාහ ද්‍රවය  මගින් ඉහලට‍පැමිණෙන වාශ්පය සිසිල් කිරීම සහ ඝනී භවනය කිරීම සිදු කෙරෙන අතර ඒ ඔස්සේ ආසවන කුලුණේ කාර්යක්ෂමතාව ඉහළයයි. සෛද්ධාන්තිකව දෙන ලද විභාජක මට්ටම් ප්‍රමාණයක් සහිත ආසවන කුලුණකට මෙසේ ඇතුල් කල හැකි ප්‍රතිවාහ ප්‍රමාණය වැඩිවන විට කුලුණ මගින් ඉහල තාපාංක ඇති ද්‍රව්‍ය පහළ තාපාංක ඇති ද්‍රව්‍ය වලින් වෙන්කිරීමේ ක්‍රියාවලිය වඩාත් හොදින් සිදුවේ. කිසියම් නිෂ්චිත විභාජනයක් සඳහා භාවිත කල හැකි ප්‍රතිවාහ ප්‍රමාණය වැඩිවන විට ඒ සඳහා භාවිත කල යුතු විභාජන මට්ටම් සංඛ්‍යාව පහල යයි. 

මේආකාර කාර්මික ආසවන කුලුණු වාතයෙන් ද්‍රවිත ඔක්සිජන්, ද්‍රවිත නයිට්‍රජන් සහ අතිශය සංශුද්ධ ආගන් වායු වෙන්කර ගැනීමේදී භාවිත කෙරේ. අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනය සඳහා යොදා ගන්නා අතිශය සංශුද්ධ සිලිකන් නිපදවීම සදහා ක්ලෝරෝසිලෙන් ආසවනය යොදා ගත හැක. 

 
කාර්මික ආසවන කුලුණක හරස්කඩ - මෙහි කුලුණේ විවිධ මට්ටම් සහ ඒවායේ ඇති බුබුලුවහන්තරා දැක්වේ.

ආසවන කුලුණු නිර්මාණය සහ ඒවා ක්‍රියාවේ යෙදවීම ආසවනය කල යුතු ද්‍රව්‍ය සහ ඉන් ලබාගත යුතු නිෂ්පාදන මත රදාපවතී. ආසවනය කල යුත්තේ සරල සංරචක යුගලකින් යුත් ද්‍රව්‍යයක් වේ නම් මැක්කේබ්-තීලේ ක්‍රමය හෝ ෆෙන්ස්කේ සමීකරණය වැනි විශ්ලේෂණ ක්‍රමයක් භාවිත කල හැක. නමුත් ආසවනය කල යුතු අමුද්‍රව්‍ය ද්‍රව්‍ය විශාල සංඛ්‍යාවකින් සමන්විත වේ නම් කුලුණු නිර්මාණය සහ භාවිතයේදී සමාකරණ ආදර්ශන ක්‍රමවේද භාවිත කල යුතු වේ. තවද ආසවන කුලුණුවලදී භාවිතා වන වාශ්ප - ද්‍රව ස්පර්ශක උපාංග (මට්ටම්) වල කාර්යක්ෂමතාව සෛද්ධාන්තිකව ලැබෙන 100% සමතුලිත තත්ත්වයට වඩා අඩුවේ. එබැවින් ආසවන කුලුණක් සඳහා  සෛද්ධාන්තිකව ලැබෙන වාශ්ප - ද්‍රව සමතුලිතතා අවස්ථා ගණනට වඩා වැඩි මට්ටම් සංඛ්‍යාවක් පැවතිය යුතුය. 

කාර්මික යෙදුම් වලදී ඇතැම් විට කුලුණ තුල -මට්ටම් වෙනුවට ඇසුරුම් ද්‍රව්‍යයක් භාවිත කෙරේ. රික්තක තත්ව යටතේ  ක්‍රියාත්මක වන අවස්ථා වැනි කුලුණ හරහා අඩු පීඩන පාතනයක් අවශ්‍ය වන අවස්ථා වලදී මෙය විශේෂයෙන් භාවිත වේ. 

මෙම ඇසුරුම් ද්‍රව්‍ය විශේෂ ඇසුරුම් ක්‍රමයකින් තොරව ඇතුල්කල (අඟල් 1 – 3 අතර) රැෂිග් වලයයන් හෝ හැඩගැන්වු ලෝහ තහඩු විය හැක. ඇසුරුම් ද්‍රව්‍යයේ පෘෂ්ඨය ද්‍රව මගින් තෙත් වන අතර මෙම තෙත් වු පෘෂ්ඨය මතින් වාශ්ප ගමන් කරයි. එහිදි ස්කන්ධ හුවමාරුව සිදුවේ. සාමාන්‍යයෙන් භාවිත වන එක් එක් මට්ටමක් මගින් එකිනෙකට වෙනස් ද්‍රව - වාශ්ප සමතුලිතතා ලක්ෂ්‍යයක් දෙනු ලබන බහුමට්ටම් ආසවන කුලුණු මෙන් නොව අසුරන ලද කුලුණක් තුල ද්‍රව - වාශ්ප සමතුලිතතා වක්‍රය සංතතික වේ. නමුත් අසුරන ලද කුලුණු ආදර්ශනයේදී සෛද්ධාන්තික මට්ටම් කිහිපයක් ගණනය කිරීම සාමාන්‍ය ආකාරයේ මට්ටම් සහිත කුලුණකට සාපේක්ෂව ඒවායේ විභාජක කාර්යක්ෂමතාවය දැක්වීම සඳහා වැදගත් වේ. විවිධාකාරයෙන් හැඩ ගන්වන ලද ඇසුරුම් ද්‍රව්‍ය වල ක්ෂේත්‍ර ඵලයන් එකිනෙකට වෙනස් වන අතර ඇසුරුම් ද්‍රව්‍යයන් අතර පවතින අවකාශද විශාලත්වයෙන් එකිනෙකට වෙනස් වේ. මෙම ගුණාංග යුගලම ඇසුරුම් ද්‍රව්‍ය වල කාර්යක්ෂමතාව සඳහා බලපායි. 

විශේෂ ආකාරයකට ඇසුරුම් නොකල හෝ හැඩ ගැන්වු ඇසුරුම් භාවිතා වන ආසවන කුලුණක ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා ඇසුරුම් හැඩය සහ ක්ෂේත්‍ර ඵලය හැරුනු විට ඇසුරුම් ස්ථරයට ඇතුල් වන ද්‍රව සහ වාශ්ප ව්‍යාප්තිය බලපායි. දෙන ලද විභජනයක් සිදු කිරීම සඳහා අවශ්‍ය වන සෛද්ධාන්තික මට්ටම් සංඛ්‍යාව නිෂ්චිත වාශ්ප ද්‍රව අනුපාතයක් ඇසුරින් ගණනය කෙ‍රේ. ඇසුරුම් ස්ථරයට ඇතුල් වන විට ද්‍රව සහ වාශ්ප කුළුනු පෘෂ්ඨය හරහා ඒකාකාරව ව්‍යාප්ත වී නොමැති විට ඇසුරුම් ස්ථරය තුල ද්‍රව වාශ්ප අනුපාතය නිරවද්‍ය නොවන අතර ඉලක්ක ගත විභාජනය සිදුනොවේ. ඇසුරුම් ද්‍රව්‍ය නිසි පරිදි ක්‍රියා නොකරන බව මෙවිට හැගි යනු ඇත. සෛද්ධාන්තික මට්ටමකට  තුල්‍ය උස අදහස් කරන අගයට වඩා ඉහළ අගයක් ගනු ඇත. මෙහිදි ගැටළුව වන්නේ ඇසුරුම් ද්‍රව්‍ය නොව එම ස්ථරයට ඇතුල් වන තරලයන් විසිරි ඇති ආකාරයයි. බහුල වශයෙන් වැරදි ලෙස ව්‍යාප්ත වන්නේ වා‍ශ්පය නොව ද්‍රවයයි. සැපයුම සහ ප්‍රතිවාහය ඇසුරුම් ස්ථරයට ඇතුල් කිරීමට භාවිතා වන ද්‍රව ව්‍යාප්තක නිර්මාණය කර ඇති ආකාරයෙන් ඇසුරුම් උපරිම කාර්යක්ෂමතාවයෙන් ක්‍රියාකිරීම සඳහා අතිශය වැදගත් වේ. ඇසුරුම් ස්ථරයකට ඇතුල් වන ද්‍රවය ඒකාකාරව විසිරවීම සඳහා ද්‍රව ව්‍යාප්තකයකට ඇති හැකියාව ගණනය කිරීමේ ක්‍රම යොමුවෙහි සඳහන් වෙයි. මෙම මාතෘකාව සම්බන්ධයෙන් විශාල වැඩ කොටසක් Fractionatrion Research, Inc. (FRI) මගින් සිදු කර ඇත. 

en:Distillation#Industrial_distillation