फ्रैक्शन टावर, कौन-से तीन प्रकार के संतुलनों को नियंत्रित करत

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डिस्टिलेशन टॉवर के संचालन हेतु, पदार्थों का संतुलन, गैस-तरल चरणों का संतुलन, एवं ऊष्मा का संतुलन आवश्यक है। पदार्थ-संतुलन का अर्थ है, कि किसी निश्चित समय अवधि में टॉवर में प्रवेश करने वाले पदार्थों की मात्रा, टॉवर से बाहर निकलने वाले पदार्थों की कुल मात्रा के बराबर होनी चाहिए। पदार्थ-संतुलन, टॉवर की उत्पादन क्षमता को दर्शाता है। इसे मुख्य रूप से इनपुट मात्रा, एवं टॉवर के ऊपरी, बगली एवं निचले हिस्सों से निकलने वाली पदार्थों की मात्रा के आधार पर ही नियंत्रित किया जाता है। संचालन के दौरान, सामग्री-संतुलन में होने वाले परिवर्तन सीधे टॉवर के तल पर मौजूद तरल के स्तर में दिखाई देते हैं। जब टॉवर का संचालन समग्र पदार्थ-संतुलन के अनुरूप नहीं होता, तो इसका पता टॉवर में लगने वाले दबाव-अंतर में होने वाले परिवर्तनों से लग सकता है। उदाहरण के लिए, यदि अंदर जाने वाली मात्रा अधिक हो एवं बाहर निकलने वाली मात्रा कम हो, तो एक निश्चित डिस्टिलेशन टॉवर के लिए, टॉवर में दबाव-अंतर को एक निश्चित सीमा के भीतर ही रहना चाहिए। यदि टॉवर में दबाव-अंतर बहुत अधिक हो, तो टॉवर के अंदर वाष्प की ऊपर जाने की गति भी बहुत अधिक हो जाती है; इसके कारण कणों का संचरण भी बढ़ जाता है, और कभी-कभी तो तरल पदार्थ भी बाहर आ जाता है, जिससे सामान्य संचालन प्रभावित हो जाता है। वहीं, यदि टॉवर में दबाव-अंतर बहुत कम हो, तो टॉवर के अंदर वाष्प की ऊपर जाने की गति भी कम हो जाती है; इसके कारण वाष्प एवं तरल पदार्थ के बीच पदार्थ-आदान-प्रदान की दक्षता कम हो जाती है, और कभी-कभी तो तरल यदि सामग्री-संतुलन को ठीक से नियंत्रित न किया जाए, तो पूरे टावर का संचालन अव्यवस्थित हो जाता है। इसलिए, सामग्री-संतुलन को नियंत्रित करना टावर के संचालन में एक महत्वपूर्ण कारक है। यदि सामान्य पदार्थ-संतुलन बिगड़ जाता है, तो इसका प्रभाव अन्य दो संतुलनों पर भी पड़ेगा। अर्थात्, वाष्प-तरल चरणों का संतुलन वांछित स्तर पर नहीं रहेगा, एवं ऊष्मा-संतुलन भी बिगड़ जाएगा; इसलिए इसे पुनः समायोजित करने की आवश्यकता होगी। वाष्प-तरल संतुलन, मुख्य रूप से उत्पाद की गुणवत्ता एवं होने वाले नुकसान को दर्शाता है। इसे, टॉवर की संचालन स्थितियों (तापमान, दबाव) एवं टॉवर प्लेटों पर वाष्प एवं तरल पदार्थों के बीच होने वाले संपर्क को नियंत्रित करके ही बनाए रखा जाता है। केवल तभी ही तापमान एवं दबाव स्थिर रहने पर, वाष्प-तरल चरणों का संतुलन स्थापित हो पाता है। जब तापमान एवं दबाव में परिवर्तन होता है, तो वाष्प-तरल संतुलन के कारण घटकों की संरचना में भी परिवर्तन हो जाता है; इसके परिणामस्वरूप उत्पाद की गुणवत्ता एवं नुकसान की मात्रा में भी परिवर्तन हो जाता है। वाष्प-तरल संतुलन, पदार्थ संतुलन से घनिष्ठ रूप से संबंधित है। यदि पदार्थ संतुलन ठीक रहे, तो टॉवर में वाष्प का ऊपर जाने का वेग उचित रहेगा, एवं वाष्प एवं तरल के बीच संपर्क भी अच्छा रहेगा। ऐसी स्थिति में ऊष्मा एवं पदार्थों का हस्तांतरण दक्षतापूर्वक होगा, एवं टॉवर प्लेटों की दक्षता भी अधिक बेशक, तापमान एवं दबाव भी पदार्थों के संतुलन में होने वाले परिवर्तनों के साथ बदल जाते हैं। तापीय संतुलन का अर्थ है, टॉवर में आने वाली ऊष्मा एवं टॉवर से बाहर जाने वाली ऊष्मा का संतुलन; यह संतुलन टॉवर के शीर्ष पर तापमान के रूप में प्रकट होता है ताप संतुलन, पदार्थ संतुलन एवं वाष्प-तरल संतुलन को संभव बनाने हेतु आवश्यक है; इसके बदले में यह भी उन्हीं पर निर्भर है। यदि गर्म वाष्पीय चरण एवं ठंडा रिफ्लक्स न हो, तो पूरी आसवन प्रक्रिया संभव ही नहीं होगी। ； जब टॉवर में कार्यरत दबाव एवं तापमान में परिवर्तन होता है (अर्थात् वाष्प-तरल संतुलन की संरचना में परिवर्तन होता है), तो प्रत्येक टॉवर प्लेट पर वाष्प के ठंडा होने से उत्पन्न होने वाली ऊष्मा, एवं तरल के वाष्पीकरण हेतु आवश्यक ऊष्मा भी बदल जाती है। पदार्थों का संतुलन, गैस-तरल चरणों का संतुलन, एवं ऊष्मा का संतुलन – ये ही आसवन प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण हैं। इन तीनों संतुलनों का एक-दूसरे पर प्रभाव पड़ता है, एवं वे एक-दूसरे को सीमित भी करते हैं। ऑपरेशन के दौरान आमतौर पर सामग्री-संतुलन को नियंत्रित किया जाता है; इसके अनुसार ऊष्मा-संतुलन में भी समायोजन किया जाता है, ताकि अंततः गैस एवं तरल चरणों के बीच संतुलन स्थापित हो सके। टॉवर के नीचे स्थित तरल पदार्थ के स्तर को स्थिर रखने हेतु, निम्नलिखित बातों को स्थिर रखना आवश्यक है: ① इनपुट की मात्रा एवं इनपुट तापमान; ② टॉवर के ऊपरी हिस्से, बगली लाइनों एवं टॉवर के नीचे से निकलने वाले तरल पदार्थ की मात्रा; ③ टॉवर टॉवर के शीर्ष का तापमान स्थिर बनाए रखना आवश्यक है। स्थिरता आवश्यक है: ① इनपुट की मात्रा एवं तापमान; ② टॉप रिफ्लक्स, सर्कुलेटिंग रिफ्लक्स, विभिन्न मध्यवर्ती चरणों में होने वाले रिफ्लक्स की मात्रा एवं तापमान; ③ टॉप प्रेशर; ④ स्टीमेशन हेतु आवश्यक भाप की मात्रा; ⑤ कच्चे माल एवं रिफ्लक्स में पानी न होना। बस, टॉवर के ऊपरी हिस्से के तापमान एवं नीचे के हिस्से में मौजूद तरल पदार्थ के स्तर पर निरंतर नज़र रखनी आवश्यक है। तरल पदार्थ के स्तर में होने वाले उतार-चढ़ावों के कारणों का विश्लेषण करके समय रहते आवश्यक समायोजन किया जाना चाहिए। इस तरह ही टॉवर के