Penyulingan

Penyulingan ialah kaedah pengasingan bahan berdasarkan kemeruapannya.
Pemekatan alkohol melalui pemanasan larutan bahan tertapai telah diketahui semenjak dahulu kala, dan kemungkinan merupakan kaedah penyulingan yang tertua, iaitu dalam usaha untuk menghasilkan minuman tersuling. Walau bagaimanapun, kaedah ini telah digunakan secara meluas dalam industri kimia dan penghasilan bahan petroleum, dan dalam pelbagai jenis bidang yang lain.
Peralatan yang digunakan dalam penyulingan adalah dipanggil radas penyulingan, dan ia terdiri daripada sekurang-kurangnya sebuah dandang semula atau bekas, di mana pemanasan bahan dijalankan, dan sebuah kondenser di mana wap panas disejukkan kembali kepada keadaan cecair, serta penerima di mana cecair pekat atau yang telah ditulenkan kemuadiannya dikutip.
Kaedah penulenan serupa yang menggunakan pembekuan berbanding dengan pengewapan pula adalah dinamakan penyulingan beku. Ia bukanlah penyulingan, dan tidak membentuk hasil yang sama dengan penyulingan. Proses ini digunakan dalam penghasilan bir ais dan wain ais, masing-masingnya untuk meningkatkan kandungan etanol dan gula.

Sejarah

Penyulingan telah dikembangkan menjadi bentuk modennya melalui rekaan alembik oleh ahli alkimia Islam Jabir ibn Hayyan pada sekitar 800 TM; beliau juga diberi penghargaan atas rekaan bermacam-macam jenis radas kimia dan proses yang masih lagi digunakan pada hari ini.
Reka bentuk alembik telah menjadi ilham kepada beberapa rekaan moden radas penyulingan berskala mikro seperti radas penyulingan Hickman.

Penyulingan ringkas

Dalam penyulingan ringkas, semua wap panas yang dihasilkan, dengan serta-mertanya disalurkan ke sebuah kondenser yang menyejukkan dan memeluwapkan wap-wap tersebut. Oleh itu, sulingan tidak akan menjadi tulen, sebaliknya komposisinya akan menjadi serupa seperti komposisi wap-wap pada suhu dan tekanan yang diberikan, dan ini dapat dihitung menggunakan hukum Raolt.
Oleh itu, penyulingan ringkas biasanya digunakan untuk mengasingkan cecair-cecair yang di antaranya mempunyai takat didih yang sangat berbeza (petuanya beza kira-kira 25 °C), atau digunakan untuk mengasingkan cecair-cecair daripada pepejal-pepejal tak meruap. Bagi kes-kes sedemikian, tekanan-tekanan wap juzuk biasanya cukup berbeza sehinggakan hukum Raolt boleh diabaikan kerana sumbangan yang sangat kecil daripada juzuk-juzuk mudah ruap. Dalam kes-kes ini, sulingan boleh menjadi cukup tulen untuk tujuan yang dikehendaki.

Penyulingan laluan singkat

Penyulingan laluan singkat ialah sebuah kaedah penyulingan yang membabitkan pergerakan hasil penyulingan pada jarak yang dekat, biasanya hanya beberapa sentimeter. Contoh klasik adalah penyulingan yang melibatkan pergerakan hasil penyulingan antara satu bebuli kaca ke yang lain, tanpa memerlukan kondenser untuk mengasingkan kedua-dua ruang. Kugelrohr ialah sebuah radas penyulingan laluan singkat yang boleh didapati secara komersial.

Penyulingan vakum

Sesetengah sebatian mempunyai takat didih yang sangat tinggi. Lazimnya adalah lebih baik untuk menurunkan tekanan ke suhu apabila sebatian mendidih, berbanding dengan meningkatkan suhu untuk tujuan yang sama. Apabila tekanan direndahkan ke tekanan wap sebatian (pada suhu yang diberikan), pendidihan dan proses penyulingan yang lanjut boleh diteruskan. Kaedah ini dinamakan penyulingan vakum dan biasanya didapati di dalam makmal dalam bentuk penyejat putar.
Kaedah ini sangat berguna bagi sebatian-sebatian yang mempunyai takat didih mengatasi suhu penguraiannya pada tekanan atmosfera, iaitu ia akan mengurai sebelum mendidih pada tekanan atmosfera.

Penyulingan vakum peka udara

Sesetengah sebatian mempunyai takat didih yang tingga dan adalah juga peka udara. Sistem penyulingan vakum ringkas seperti yang dinyatakan di atas boleh digunakan, iaitu vakum digantikan dengan gas nadir setelah penyulingan tamat. Akan tetapi, ini adalah sistem yang kurang memuaskan sekiranya pecahan-pecahan ingin dikutip pada tekanan yang direndahkan. Untuk tujuan ini, penyelaras "pig" boleh diletak pada penghujung kondenser, atau untuk keputusan yang lebih baik, radas segi tiga Perkin atau sebatian yang amat peka udara boleh digunakan.  
Segi tiga Perkin mempunyai aliran melalui beberapa siri pili kaca atau teflon yang membolehkan hasil-hasil berasingan diasingkan daripada bahagian radas penyulingan lain tanpa menanggalkan radas utama penyulingan dari sumber vakum mahupun haba, membolehkan keadaan refluks dikekalkan. Untuk melakukan perkara ini, sampel pada mulanya diasingkan daripada vakum melalui pili-pili. Kemudian, vakum dalam sampel digantikan dengan gas lengai seperti nitrogen atau argon dan boleh disumbat dan dikeluarkan. Ruang pengumpulan baharu boleh dipasang terhadap sistem, dipindahkan dan disambung balik terhadap sistem penyulingan melalui pili-pili untuk mendapatkan bahagian hasil kedua dan seterusnya, sehingga semua bahagian hasil telah dikutip.

Penyulingan stim

Penyulingan ini digunakan untuk bahan-bahan yang sensitif kepada haba. Kaedah ini dilakukan dengan melalukan campuran bahan mentah wangian yang dipanaskan dengan stim yang menggelegak sehingga sebahagian sebatian yang diingini akan meneruap mengikut hukum Raoult (selaras dengan tekanan separa yang wujud). Campuran wap ini pula disejukkan dan dipeluwapkan, lalu membentuk suatu lapisan minyak dan air.
Proses ini sering digunakan dalam proses pengekstrakan minyak pati daripadabebunga terpiih untuk membuat minyak wangi.

Penyulingan destruktif

Penyulingan destruktif membabitkan pemanasan kuat pepejal (selalunya bahan organik) tanpa kehadiran oksigen (untuk mengelakkan pembakaran) untuk menyejat pelbagai cecair dengan takat didih tinggi serta hasil termolisis. Gas-gas yang terhasil akan disejukkan dan dikondensasikan seperti dalam penyulingan biasa.
Penyulingan destruktif kayu untuk mendapatkan metanol merupakan asas kepada nama umumnya, "alkohol kayu".

Penghasilan minuman keras

Kaedah penyulingan mengasingkan bahan kimia mengikut perbezaan sifat kemeruapan bahan-bahan tersebut.
Bahan mentah berkarbohidrat ditapai untuk memperoleh etanol yang kemudiannya disuling untuk menghasilkan minuman keras seperti wiski and rum. Bahan-bahan surih yang terkumpul termasuk air, ester dan alkohol lain menyumbang kepada ciri dan rasa produk akhir yang tersendiri.

Penyulingan industri

Penyulingan tahap ini paling kerap digunakan di loji-loji penapis minyak, petrokimia dan gas asli. 
Penyulingan industri biasanya dilakukan dalam turus silinder menegak yang besar yang dikenali sebagai menara penyulingan atau turus penyulingan dengan diameter di antara 65 sentimeter ke enam meter dan ketinggian daripada enam ke 60 meter atau lebih. Apabila bahan proses mempunyai komopsisi yang pelbagai seperti dalam penyulingan minyak mentah, outlet cecair di selang-selang di bahagian atas turus membolehkan pengeluaran bahagian-bahagian hasil berbeza  dengan julat atau takat didih berbeza. Hasil-hasil paling "ringan" (hasil-hasil dengan takat didih terendah) keluar dari bahagian atas turus dan sebaliknya, hasil-hasil paling "berat" (hasil-hasil dengan takat didih tertinggi) keluar dari bahagian bawah turus. Menara industri berskala besar juga menggunakan teknik refluks untuk menjaminkan pengasingan hasil yang lebih lengkap.
Reka bentuk dan operasi sebuah turus penyulingan bergantung kepada bahan dan hasil yang diingini. Kaedah-kaedah analitis seperti kaedah McCabe-Thiele boleh digunakan apabila bahan komponen adalah ringkas dan bersifat binari. Bagi bahan berkomponen pelbagai, model-model simulasi digunakan bagi reka bentuk serta operasi. Selanjutnya, kecekapan peralatan sentuh wap-cecair atau plat dalam turus penyulingan selalunya lebih rendah daripada kecekapan tahap keseimbangan 100 peratus secara teori. Oleh itu, sebuah turus penyulingan perlu memiliki lebih banyak plat daripada bilangan tahap keseimbangan wap-cecair dalam teori.