PROFILPELAJAR.COM

Penyulingan wap ialah kaedah pemisahan yang terhasil daripada penyulingan air bersama-sama komponen meruap dan tidak meruap. Wap daripada pendidihan air akan membawa wap komponen yang meruap ke pemeluwap (Condenser); kedua-duanya disejukkan dan kembali kepada keadaan cecair atau pepejal, manakala sisa kompaun tidak meruap akan kekal di belakang dalam bekas mendidih.

Kebiasaanya, bahan meruap tidak akan bercampur dengan air, dan ia akan secara spontan membentuk fasa yang berbeza selepas pemeluwapan, membolehkan ia dipisahkan melalui dekantasi atau dengan corong pemisah.^[1]

Penyulingan wap boleh digunakan apabila takat didih bahan yang akan diekstrak adalah lebih tinggi daripada air, dan bahan permulaan tidak boleh dipanaskan pada suhu tersebut kerana penguraian atau tindak balas lain yang tidak diingini. Penyulingan akan menjadi lebih efektif apabila jumlah bahan yang dikehendaki adalah kecil berbanding dengan sisa tidak meruap. Ia sering digunakan untuk memisahkan minyak pati yang meruap daripada bahan tumbuhan. ^[2] contohnya, untuk mengekstrak limonene (takat didih pada suhu 176 °C) daripada kulit oren.

Penyulingan wap suatu ketika dahulu merupakan sebuah kaedah makmal yang popular untuk penulenan sebatian organik, tetapi kaedah ini telah digantikan dengan kaedah yang lebih efektif seperti penyulingan vakum dan pengekstrakan cecair superkritikal. Walau bagaimanapun, ia lebih mudah dan menjimatkan daripada alternatif tersebut, dan kekal penting dalam sektor perindustrian tertentu.

Dalam bentuk yang paling mudah, penyulingan air atau penyulingan hidro, air dicampur dengan bahan permulaan dalam bekas mendidih. Dalam penyulingan stim langsung, bahan permulaan digantung di atas air dalam sebuah kelalang yang mendidih, disokong oleh jaringan logam atau skrin berlubang. Dalam penyulingan stim kering, wap dari dandang dipaksa mengalir melalui bahan permulaan dalam bekas yang berasingan. Perkembangan kaedah penyulingan wap mengubah prosedur penyulingan dengan membenarkan wap dipanaskan di atas takat didih air (sehingga menjadi wap panas lampau), untuk pengekstrakan yang lebih cekap. ^[3]

Sejarah

Penyulingan wap digunakan dalam kebanyakan resipi yang diberikan dalam Kitāb al-Taraffuq fī al-ʿiṭr ('Buku Kelembutan pada Minyak Wangi'), yang juga dikenali sebagai Kitāb Kīmiyāʾ al-ʿiṭr wa-l-taṣʿīdāt ('Buku Kimia Minyak Wangi dan Penyulingan'). Buku ini dikaitkan dengan ahli falsafah Arab awal al-Kindi (s. 801 –873).^[4] Penyulingan wap juga telah digunakan oleh ahli falsafah dan pakar perubatan Parsi Ibnu Sina (980–1037) untuk menghasilkan minyak pati dengan menambahkan air pada kelopak mawar dan menyuling campuran. ^[5] Proses ini juga digunakan oleh al-Dimashqi (1256–1327) untuk menghasilkan air mawar secara besar-besaran. ^[6]

Prinsip

Setiap bahan mempunyai tekanan wap walaupun di bawah takat didihnya, jadi secara teorinya setiap bahan boleh disuling pada sebarang suhu dengan mengumpul dan memeluwapkan wapnya. Walau bagaimanapun, penyulingan biasa di bawah takat didih adalah tidak praktikal kerana lapisan udara yang kaya dengan wap akan terbentuk di atas cecair, dan penyejatan akan berhenti sebaik sahaja tekanan separa wap dalam lapisan itu mencapai tekanan wap. Wap kemudiannya akan mengalir ke pemeluwap hanya melalui resapan, yang merupakan sebuah proses yang sangat perlahan.

Penyulingan mudah biasanya dilakukan dengan mendidihkan bahan permulaan, kerana apabila tekanan wap melebihi tekanan atmosfera, lapisan udara yang masih kaya dengan wap akan terganggu, dan akan terdapat aliran wap yang ketara dan stabil dari kelalang mendidih ke pemeluwap.

Manakala dalam penyulingan wap, aliran positif itu disediakan oleh wap daripada air mendidih, bukannya oleh pendidihan bahan yang menarik. Wap membawa bersamanya wap-wap yang terakhir.

Bahan yang hendak diwapkan tidak perlu bercampur dengan air atau bersifat terlarut dalam air. Ia memadai bahawa ia mempunyai tekanan wap yang ketara pada suhu stim.

Jika air membentuk azeotrop dengan bahan yang hendak diwapkan, takat didih campuran mungkin lebih rendah daripada takat didih air. Sebagai contoh, bromobenzena biasanya mempunyai takat didih pada 156 °C (pada tekanan atmosfera biasa), tetapi apabila ia bersifat campuran dengan air, takat didihnya akan menjadi rendah pada suhu 95 °C. ^[7] Walau bagaimanapun, pembentukan azeotrop bukanlah suatu keperluan untuk menjalankan penyulingan wap.

Aplikasi

Penyulingan wap sering digunakan dalam pengasingan minyak pati, untuk penghasilan minyak wangi, sebagai contoh. Dalam kaedah ini, wap dialirkan melalui bahan tumbuhan yang mengandungi minyak yang dikehendaki. Biasanya, Minyak kayu putih, minyak kapur barus dan minyak oren diperoleh melalui kaedah ini pada skala industri.^[2] Penyulingan wap juga ialah cara untuk menulenkan asid lemak, contohnya daripada minyak tinggi (tall oils). ^[8]

Penyulingan wap kadangkala digunakan di makmal kimia. Salah satu rajah di sini menunjukkan penyediaan klasik bromo bifenil di mana penyulingan wap digunakan untuk mula-mula mengeluarkan benzena yang berlebihan dan seterusnya untuk menulenkan produk yang dibominasi.^[9] Dalam satu penyediaan benzofenon, stim digunakan untuk mendapatkan semula karbon tetraklorida yang tidak bertindak balas dahulu dan seterusnya menghidrolisiskan benzofenon diklorida perantaraan kepada benzofenon, yang sebenarnya bukan stim suling. ^[10] Ia salah satu penyediaan purin, penyulingan wap digunakan untuk mengeluarkan benzaldehid yang meruap daripada produk tidak meruap. ^[11]

Peralatan

Dalam makmal, penyulingan stim biasanya dijalankan menggunakan wap yang dihasilkan di luar sistem dan disalurkan melalui campuran untuk ditulenkan. ^[13] ^[1] Stim ini juga boleh dijana secara in-situ menggunakan radas jenis Clevenger. ^[14]

Lihat juga

Penyulingan azeotropik
Penyulingan kelompok
Penyulingan
Penyulingan ekstraktif
Penyulingan berperingkat
Heteroazeotrop
Penyulingan herba
Penyulingan hidro
Peralatan makmal
Enjin stim
Pelucutan wap
Pengekstrakan cecair superkritikal
Plat teori

Rujukan

^ ^a ^b H. T. Clarke, Anne W. Davis (1922). "Quinoline". Organic Syntheses. 2: 79. doi:10.15227/orgsyn.002.0079.
^ ^a ^b Fahlbusch, Karl-Georg; Hammerschmidt, Franz-Josef; Panten, Johannes; Pickenhagen, Wilhelm; Schatkowski, Dietmar; Bauer, Kurt; Garbe, Dorothea; Surburg, Horst (2003). "Flavors and Fragrances". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a11_141. ISBN 3-527-30673-0.
^ Manuel G. Cerpa, Rafael B. Mato, María José Cocero, Roberta Ceriani, Antonio J. A. Meirelle, Juliana M. Prado, Patrícia F. Leal, Thais M. Takeuchi, and M. Angela A. Meireles (2008): "Steam distillation applied to the food industry". Chapter 2 of Extracting Bioactive Compounds for Food Products: Theory and Applications, pages 9–75. ISBN 9781420062397
^ Needham, Joseph (1980). Science and Civilisation in China. Volume 5: Chemistry and Chemical Technology. Part IV: Spagyrical Discovery and Invention: Apparatus, Theories and Gifts. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 9780521085731. p. 128, note h (cf. the reservations on the authenticity of the work in Needham 1980).

Translation of some of the recipes as quoted in the 14th-century cookbook Kanz al-fawāʾid fī tanwīʿ al-mawāʾid: Nasrallah, Nawal (2017). Treasure Trove of Benefits and Variety at the Table: A Fourteenth-Century Egyptian Cookbook. English Translation, with an Introduction and Glossary. Islamic History and Civilization. 148. Leiden: Brill. doi:10.1163/9789004349919. ISBN 978-90-04-34729-8. pp. 425–430.
^ Hegde, Dr P. D. (2021-09-09). A brief History of Great Inventions (dalam bahasa Inggeris). K.K. Publications.

Shreve, Randolph Norris; Brink, Joseph Andrew (1977). Chemical Process Industries (dalam bahasa Inggeris). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-057145-7.

Axe, Dr Josh; Rubin, Jordan; Bollinger, Ty (2020-06-01). The Chemistry of Essential Oils (dalam bahasa Inggeris). Destiny Image Publishers. ISBN 978-0-7684-5702-5.
^ Hill, Donald R. (1993). Islamic Science and Engineering. Edinburgh: Edinburgh University Press. ISBN 9781474469135. p. 85–87.
^ Martin's Physical Pharmacy & Pharmaceutical sciences, fifth edition, ISBN 0-7817-6426-2, Lippincott williams & wilkins
^ M.M. Chakrabarty (9 November 2003). Chemistry and Technology of Oils & Fats. Allied Publishers. m/s. 12–. ISBN 978-81-7764-495-1.
^ M. Gomberg and W. E. Bachmann (1928). "p-Bromobiphenyl". Organic Syntheses. 8: 42. doi:10.15227/orgsyn.008.0042.
^ C. S. Marvel, W. M. Sperry (1928). "Benzophenone". Organic Syntheses. 8: 26. doi:10.15227/orgsyn.008.0026.
^ W. Klötzer, J. Stadlwieser, J. Raneburger (1986). "Electrophilic N-Amination of Imide Sodium Salts with O-Diphenylphosphinylhydroxylamine (DPH): 7-Aminotheophylline". Organic Syntheses. 64: 96. doi:10.15227/orgsyn.064.0096.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Sadgrove & Jones, A contemporary introduction to essential oils: Chemistry, bioactivity and prospects for Australian agriculture, Agriculture 5(1), 2015, DOI: 10.3390/agriculture5010048
^ Kenneth B. Wiberg (1960). Laboratory Technique in Organic Chemistry. McGraw-Hill. ISBN 0070700958.
^ Walton & Brown, Chemicals From Plants, Imperial College Press, 1999.