आंशिक हिमीकरण



विभाजन फ्रीजिंग एक प्रक्रिया है जिसका उपयोग प्रक्रिया इंजीनियरिंग और रसायन विज्ञान में अलग-अलग गलनांक वाले पदार्थों को अलग करने के लिए किया जाता है। यह एक ठोस के आंशिक पिघलने से किया जा सकता है, उदाहरण के लिए सिलिकॉन या धातुओं के ज़ोन पिघलने में, या एक तरल के आंशिक क्रिस्टलीकरण द्वारा, जैसा कि फ्रीज आसवन में होता है, जिसे सामान्य ठंड या प्रगतिशील ठंड भी कहा जाता है। प्रारंभिक नमूना इस प्रकार अंशांकन (अंश (रसायन विज्ञान) में पृथक्करण प्रक्रिया) है।

आंशिक क्रिस्टलीकरण को मिश्रण में तनु विलायक मिलाकर और विलायक को वाष्पित करके मिश्रण को ठंडा और केंद्रित करके भी प्राप्त किया जा सकता है, इस प्रक्रिया को विलयन क्रिस्टलीकरण कहा जाता है। फ्रैक्शनल फ्रीजिंग का उपयोग आम तौर पर अल्ट्रा-प्योर सॉलिड बनाने के लिए या हीट-सेंसिटिव लिक्विड को कंसंट्रेट करने के लिए किया जाता है।

फ्रीज आसवन
फ्रीज डिस्टिलेशन एक मिथ्या नाम है, क्योंकि यह डिस्टिलेशन नहीं है, बल्कि आंशिक रूप से फ्रीज करके और जमी हुई सामग्री को हटाने की एक प्रक्रिया है, जो कि तरल भाग की तुलना में खराब है। इस तरह के संवर्धन वास्तविक आसवन द्वारा संवर्धन के समानांतर होते हैं, जहां वाष्पित और पुन: संघनित भाग पीछे छोड़े गए तरल भाग से अधिक समृद्ध होता है।

इथेनॉल और तरल पानी पूरी तरह से मिश्रणीय हैं, लेकिन इथेनॉल पानी की बर्फ में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है। इसका मतलब है कि लगभग शुद्ध पानी की बर्फ को पर्याप्त रूप से ठंडा करके एक दुबले इथेनॉल-पानी के मिश्रण से अवक्षेपित किया जा सकता है। मिश्रण से पानी की बर्फ की वर्षा शेष तरल चरण में इथेनॉल को समृद्ध करती है। फिर दो चरणों को छानने या छानने से अलग किया जा सकता है। जिस तापमान पर पानी की बर्फ का अवक्षेपण शुरू होता है, वह इथेनॉल की सांद्रता पर निर्भर करता है। नतीजतन, एक दिए गए तापमान और इथेनॉल एकाग्रता पर, ठंड की प्रक्रिया पानी के बर्फ के एक विशिष्ट अनुपात और एक विशिष्ट इथेनॉल एकाग्रता के साथ समृद्ध इथेनॉल समाधान पर संतुलन तक पहुंच जाएगी। इन चरण संतुलनों के तापमान और मिश्रण अनुपात को इथेनॉल और पानी के चरण आरेख से पढ़ा जा सकता है। तरल चरण में इथेनॉल का अधिकतम संवर्धन इथेनॉल और पानी के यूटेक्टिक प्रणाली  पर पहुंच जाता है, -123 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 92.4 वजन-% इथेनॉल। सबसे प्रसिद्ध फ्रीज-डिस्टिल्ड पेय एप्पलजैक (पेय) और आइस बियर हैं। आइस वाइन एक समान प्रक्रिया का परिणाम है, लेकिन इस मामले में, किण्वन किण्वन से पहले होता है, और इस प्रकार यह चीनी है, शराब नहीं, जो केंद्रित हो जाती है।

ठोस पदार्थों की शुद्धि
जब एक शुद्ध ठोस वांछित होता है, तो दो संभावित स्थितियाँ हो सकती हैं। यदि संदूषक वांछित ठोस में ठोस समाधान है, तो बहु-चरण भिन्नात्मक ठंड की आवश्यकता होती है, बहु-चरण आसवन के अनुरूप। अगर, हालांकि, एक ईयूटेक्टिक सिस्टम (डिस्टिलेशन में azeotrope के अनुरूप) बनता है, तो एक बहुत ही शुद्ध ठोस प्राप्त किया जा सकता है, जब तक कि तरल अपनी ईयूटेक्टिक संरचना में न हो (जिस स्थिति में एक मिश्रित ठोस रूप होता है, जो कठिन हो सकता है) अलग) या इसके गलनक्रांतिक संघटन से ऊपर (इस मामले में अवांछित ठोस रूप)।

तरल पदार्थों की सांद्रता
जब आवश्यकता एक तरल चरण को केंद्रित करने की होती है, तो इसकी सरलता के कारण भिन्नात्मक हिमीकरण उपयोगी हो सकता है। फ्रैक्शनल फ्रीजिंग का उपयोग फलों के रस के सान्द्रों और अन्य ऊष्मा-संवेदनशील तरल पदार्थों के उत्पादन में भी किया जाता है, क्योंकि इसमें तरल को गर्म करना शामिल नहीं होता है (जैसा कि वाष्पीकरण के दौरान होता है)।

विलवणीकरण
समुद्र के पानी को अलवणीकरण करने के लिए फ्रैक्शनल फ्रीजिंग का उपयोग किया जा सकता है। समुद्री बर्फ के साथ स्वाभाविक रूप से होने वाली प्रक्रिया में, जमे हुए नमक का पानी, जब आंशिक रूप से पिघलाया जाता है, तो बर्फ के पीछे बहुत कम नमक सामग्री होती है। क्योंकि सोडियम क्लोराइड पानी के गलनांक को कम करता है, समुद्र के पानी में मौजूद नमक जमने के दौरान शुद्ध पानी से बाहर निकल जाता है, जिसे नमकीन अस्वीकृति  कहा जाता है। उच्च लवणता वाले पानी की बड़ी झीलें, जिन्हें पोलिनेया कहा जाता है, तैरने के बीच में बनती हैं, और पानी अंततः नीचे तक डूब जाता है। इसी तरह, नमक की उच्चतम सांद्रता वाला जमे हुए पानी पहले पिघलता है। किसी भी विधि से बचे हुए जमे हुए पानी की लवणता कम हो जाती है, और कई रन के बाद परिणाम पीने योग्य हो सकते हैं।

मादक पेय
फ्रैक्शनल फ्रीजिंग का उपयोग शराब बनाने वाले पेय पदार्थों में अल्कोहल की मात्रा बढ़ाने के लिए एक सरल विधि के रूप में किया जा सकता है, इस प्रक्रिया को कभी-कभी फ्रीज आसवन कहा जाता है। उदाहरण सेबजैक (पेय) हैं, जो साइडर से बने होते हैं, और बॉक # आइज़बॉक। व्यवहार में, आसवन की तुलना में अल्कोहल सांद्रता का उत्पादन करने में सक्षम नहीं होने पर, यह तकनीक किसी भी व्यावहारिक आसवन उपकरण की तुलना में कहीं कम प्रयास के साथ कुछ एकाग्रता प्राप्त कर सकती है। मादक पेय पदार्थों के आंशिक ठंड का खतरा यह है कि यह (गर्मी) आसवन के विपरीत, अशुद्धियों को दूर नहीं करता है। इस प्रकार, भिन्नात्मक ठंड पेय की कुल मात्रा में अशुद्धियों के अनुपात को बढ़ा सकती है (हालांकि जरूरी नहीं कि इथेनॉल की मात्रा में अशुद्धियों का अनुपात)। यह एकाग्रता पीने वाले को साइड इफेक्ट का कारण बन सकती है, जिससे तीव्र अत्यधिक नशा  और सेब पक्षाघात के रूप में जाना जाने वाली स्थिति हो सकती है (यद्यपि इस शब्द का प्रयोग केवल नशा करने के लिए भी किया जाता है, खासकर सेबजैक से। )

वैकल्पिक ईंधन
फ्रैक्शनल फ्रीजिंग आमतौर पर बायोडीजल और अन्य वैकल्पिक डीजल ईंधन के जेल बिंदु (पेट्रोलियम) को कम करने के लिए एक सरल विधि के रूप में उपयोग किया जाता है, जिससे उच्च जेल बिंदु के एस्टर को ठंडे फ़िल्टरिंग के माध्यम से कम जेल बिंदु के एस्टर से हटा दिया जाता है, या बाद में कम करने के लिए अन्य तरीके ईंधन मिश्रण का वैकल्पिक ईंधन जेल बिंदु। यह प्रक्रिया ईंधन स्तरीकरण (पानी) को नियोजित करती है जिससे ईंधन मिश्रण में घटक उच्च विशिष्ट गुरुत्व विकसित करते हैं क्योंकि वे अपने संबंधित जेल बिंदुओं तक पहुंचते हैं और इस प्रकार कंटेनर के नीचे डूब जाते हैं, जहां उन्हें हटाया जा सकता है।

यह भी देखें

 * भिन्नात्मक क्रिस्टलीकरण (रसायन विज्ञान)
 * लेजर-हीटेड पेडस्टल ग्रोथ
 * पंप करने योग्य बर्फ प्रौद्योगिकी
 * जोन पिघल रहा है

बाहरी संबंध

 * Freeze Distillation of Vinegar