استخراج فراورده هاي شيميايي تحول عمومي شيمي صنعتي

پیرجو

مدیر ارشد
مدیر کل سایت
مدیر ارشد
گستره زماني بين نيمه دوم سده پانزدهم ميلادي تا سي سال نخست سده هجدهم را مراحل نخستين ماشينيسم و آغاز انقلاب صنعتي مي دانند. اين دوره از تاريخ تمدن بشر از آن لحاظ اهميت دارد كه سنگ بناي فاصله گيري ناگهاني كشورهاي بهره گيرنده از صنعت را با جوامع ناتوان از صنعت رقم زده است، حال آنكه بيشتر حجم دانش و علم مورد نياز براي صنعتي شدن خاستگاهي جز شرق نداشت و اين مشرقياني چون بوعلي سينا، زكرياي رازي، فارابي و ابوريحان بيروني بودند كه سالها پيش از آن، مفاهيم تجربي و نظري علمي را در قالب كتاب هاي متعددِ مرجع گنجانده بودند. چين نيز در دانش آفريني مشرق زمين سهم بسزايي داشت. اما تمدن پيچيده، ادراكات فلسفي، ساختار اجتماعي و تحول جمعيتي آن اجازه نداد تا سطح دانش و علم اين تمدن از حدي فراتر رود. چيني ها باروت را اختراع كردند اما نتوانستند سلاح آتشين بسازند. در مقابل اين گروههاي مذهبي يسوعي (فرقه كوچكي از مسيحيان) بودند كه نخستين لوله هاي توپ را ريخته گري كردند. باز اين چيني ها بودند كه اصول ساختن خمير كاغذ را دريافتند اما در صنعت چاپ نتوانستند از مرحله چاپ چوبي فراتر بروند. در نهايت، جوامعي كه توانستند با بهره گيري از دانش مرجع مشرق زمين و شتاب در جذب و ابداع تكنيك، به سرعت خشت هاي صنعت را روي هم بچينند، در كوتاه زمان فاصله اي شگرف با ديگر جوامع گرفتند. به گونه اي كه دو قرن بعد از آن دوره، در روزگار معاصر، هنوز اين فاصله را حفظ كرده اند.
مطالبي كه از اين پس به صورت دنباله دار و تحت عنوان » تاريخ صنعت« مي خوانيد به تحولات و پيشرفتهاي علم شيمي در دوران ياد شده مي پردازد. به اين اميد كه آگاهي از جزييات تاريخ اين علم تأثير گذار بر حيات بشري، دانش پژوهان جوان كشور را در پيشبرد مطالعاتشان ياري برساند.




فاصله بين پايان سده شانزدهم تا اواسط هجدهم ميلادي براي شيمي معدني مرحله بسيار مهمي بود. روشهاي استخراج فرآورده هاي طبيعي از زمين يا از جانداران و نيز تغيير شكل آنها تحولات بزرگي نيافته بودند، ولي روشهاي سنتي تكامل يافتند و هدف آنها ايجاد راهكارهاي تازه براي نيل به اقتصادي ترين روشهاي ممكن و تغليظ مقادير بيشتر مواد بود. به همين دليل استفاده از تكنيكهاي شيميايي رفته رفته خصلت حرفه اي خود را از دست داد و در جريان اين دو سده نوعي صنعت واقعي شيمي تولد يافت.
عوامل تحول: توليد مواد رنگي و رنگينه ها، فلزات، شيشه و برخي مواد خوراكي از دير باز پايه مشاهده خواص و فعل و انفعالات شيميايي عناصر بوده اند. در جريان همين مشاهدات بود كه علم شيمي به وجود آمد. جالب است كه تا اواسط سده هفدهم اين علم در پيشرفت تكنيكهاي صنعتي مربوطه، هيچ گونه نقشي نداشت. تعداد زياد رساله هاي شيمي كه بيشتر نويسندگان آنها آلماني و فرانسوي بودند، طي اين سده فقط عمليات رايج توليدكنندگان را نقل مي كردند. جاي ترديد است كه محتواي آنها توانسته باشد روي تكنيكهاي آماده سازي تأثيري گذاشته باشد. نويسندگان رساله ها، اين عمليات را به سطح آزمايشگاه ارتقا دادند و كاري به روشهاي جديد شيمي صنعتي نداشتند. حداكثر اينكه بذرهايي از روشهاي نوين در آنها بود. نوشته هاي بازيل والنتين در سال1604، ليباويوس به سال1602، تاشنيوس به سال1668 و لمري به سال1675 كه بيش از صد سال خوانده و مورد بحث قرار مي گرفتند، از همين دست بودند و حال آنكه نويسندگان سده شانزدهم، بخصوص بيرينگوتچي و آگريكولا هنوز هم آثارشان خوانده و مورد بحث قرار مي گيرند.
اصول عمليات صنايع شيميايي در حقيقت تقريباً تغييري نكرده بود. اين اصول شامل تكليس بود كه در هواي آزاد يا در ظروف بسته انجام مي گرفت تا اجسام جامد، معمولاً اكسيدها، سولفيدها، نيتراتها، سولفاتها تجزيه شوند و همچنين حلالها كه به دنبال تجزيه دوگانه، براي تهيه برخي نمكها و ظرف به ظرف كردن، صاف كردن و تبلور بود. گرچه تعداد تركيبات معدني و آلي شناخته شده در اين دوران به مقدار بسيار كمي افزوده شد ولي فرآورده هاي صنايع شيميايي هميشه ثابت بود.
اما نبايد پنداشت كه خود اين صنعت متحول نبود. در حالي كه تكنولوژي طي دو سده تغييري نيافته بود، خصلت اين صنعت كلاً تغيير يافت. محتمل است كه اين تحول در آغاز علل اقتصادي داشته است. تا سده شانزدهم تمام فرآورده ها- به استثناي انواع فلزي آنها- از آن نوع كه اكنون به آنها فرآورده هاي شيمي معدني گفته مي شود به وسيله ونيزيها وارد اروپا شد. اهميت داد و ستد با ونيز براي ايتاليا اين بود كه صنعتي براي تغيير شكل مواد خام وارده از آسياي صغير ايجاد كرد. ايتاليايي ها اين مواد را خالص
مي ساختند آنگاه وارد بازار مي كردند. اين رشته فعاليت، مانوفاكتورهاي ايتاليا را به ورود در توليد محصولاتي نظير جوهر شوره، نشادر(آمونيم كلريد)، بوره، جوهر نمك و حتي زاج رهنمون شد، محصولاتي كه براساس مواد خام وارداتي يا محلي ساخته مي شدند.
طبيعتاً اين نوع فرآورده ها به تدريج در كشورهاي اروپايي متداول شدند، بويژه در آلمان، كه تكامل بسيار يافتند. ساخت فرآورده هاي قليايي برپايه سود و پتاس تا سده هفدهم مبهم است. اين صنعت به طور كلي در اسپانيا و آلمان متداول شد، ليكن ايتاليا در اين رشته تا قرن شانزدهم تفوق خود را بر همه كشورهاي اروپا حفظ كرد و در نيمه دوم سده هفدهم بود كه وضع تغيير يافت.
اوج گيري نيروي دريايي انگلستان و هلند سبب شد كه مركز توليد فرآورده هاي شيميايي از ايتاليا به اين دو كشور انتقال يابد. اين جابجايي جغرافيايي بر تكامل تكنيكهاي توليد اثر نيكويي داشت. صنايع شيميايي كه در توسعه توليد صنعتي و توزيع بازرگاني مؤثر بودند داراي روحيه نويني شدند كه به شكستن سنن هزار ساله گرايش داشتند. در اواسط سده هفدهم بود كه براي توليد بيشتر و ساخت داخلي محصولاتي كه از خارج مي آمد، بشدت كوشيدند تا روشهاي كهن را بهبود بخشند.
اين نوع صنعت، گويا از اوايل يا ربع اول سده هجدهم در فرانسه توسعه يافت. توليد اسيدها و فرآورده هاي معدني نخست در فلاندر و پيكاردي متداول شد و پس از اينكه چند شهر ديگر نظير روان و گرنوبل به اين صنايع گرايش يافتند پاريس نيز وارد جرگه آنها شد. صاحبان صنايع در فرانسه روشهاي هلندي و انگليسي را اقتباس كردند اما در تهيه اسيدنيتريك نوآور بودند.

اصلاح روشها
چندين مفهوم علمي كه نويسندگان آلماني اين عصر آنها را تعريف كرده بودند، در پيشرفت صنايع شيمي نقشي مؤثر داشتند، از آن جمله مي توان از تعريف اسيدها نام برد كه آن را خارج از گروه بزرگ»نمكها« جاي دادند و نيز سود و پتاس و آمونياك را از يكديگر تميز دادند. توليدكنندگان بدين طريق توانستند فرآورده هايي را كه خود مي ساختند يا از ديگران مي خريدند بهتر بشناسند و بتوانند روشهاي خود را براي به دست آوردن فرآورده هاي مشخص تر، تكامل دهند. اين صنعت هنوز نمي توانست مواد خالص يا تقريباً خالصي، مانند مواد امروزي تهيه كند اما توانست به مصرف كنندگان موادي را عرضه بدارد كه خواص شيميايي يا فيزيكي آنها تقريباً ثابت بود و تقاضاهاي مصرف كنندگان مختلف را برآورده مي ساخت.
توليد مواد مركب خالص براي آزمايشگاه ها و داروخانه ها در دست كارگاههاي كوچكي بود كه معمولاً شيميدانان آنها را تأسيس و يا اداره مي كردند، شيميداناني كه نام آنها در تاريخ علم شيمي مانده است. اينان پزشك و يا داروساز بودند زيرا شيمي در خارج از دانشكده هاي فوق تدريس نمي شد. آنان به تقاضاي همكاران خود( كه معمولاً مراجعه
كننده هاي مهمي محسوب مي شدند) تركيبات معدني يا آلي مورد نياز براي تهيه داروها و يا آزمايشهاي لازم براي اثبات حكمي و يا براي پژوهشها را توليد مي كردند. كشف نمكهاي جديد مانند تارترات دوگانه سديم و پتاسيم توسط زينت و سولفات سديم بوسيله گلوبر دستاورد همين دوره است. از آنجا كه در دوران مورد بحث ما يافتن رمز و راز اين تركيبات بسيار دشوار بود، طرز تهيه آنها تا پايان سده هجدهم محرمانه ماند.
فرآورده هاي ديگر به علل گوناگون كمتر تحت تأثير داد و ستدهاي بين المللي آن دوران قرار گرفتند. مثلاً توليد باروت طي سده هاي چهاردهم و پانزدهم امري دولتي بود و با اينكه شوره از هند وارد مي شد ولي هر دولت در صدد بود كه براي توليد آن در داخل كشور كارخانه هايي برپا دارد. در آغاز سده شانزدهم استخراج و تصفيه شوره به طور صنعتي در همه كشورها به جريان افتاد. تكنيك توليد مخلوط باروت همه جا يكسان بود و در
سده شانزدهم به مقياس صنعتي رسيد. اين تكنيك از راه تجربه به دست آمده بود و به علت خطرناك بودن محصول بدقت رعايت مي شد، بنابراين در سده هاي بعد هم تقريباً تغييرناپذير ماند.
تهيه خمير كاغذ، به دست آوردن مواد روغني، مومي، مواد رنگي داراي منشا گياهي و چندين فرآورده ديگر و نيز شيشه سازي در كارخانه هايي دور از يكديگر انجام مي گرفت. اين كارخانه ها از مواد خام در محل استفاده مي كردند و در مناطقي تأسيس مي شدند كه يا از لحاظ جريان آب كه براي كاركردن چكشهاي مكانيكي لازم بود، يا نزديكي با جنگل- براي سوخت كوره - يا از نظر كشت محل يا شرايط اقليمي مناسب باشند. علل بازرگاني نيز چنانچه دشواريهاي فني در كار بود بايد در نظر گرفته مي شد. اين تأسيسات با وجود پراكندگي، بسيار متعدد بودند و اين حالت سبب مي شد كه روشهاي توليد از محلي به محل ديگر نفوذ يابد و طي چند سده تبديل به روشهاي استاندارد شود. اين روشها تا پيدايش صنايع تركيبي و تجهيزات مكانيكي ادامه يافت.

اصلاح تجهيزات
با اين همه ديده مي شود كه در سده هجدهم ساختمانهاي كلي اين تأسيسات متحول شده اند. كوره هاي حجيم تر و مقاوم تري ساخته شد، گنجايش وسايل تقطير، ديگهاي ظرف به ظرف كردن (دكانتاسيون) و سطوح تبخير افزايش يافت. براي تأمين جريان و ظرف به ظرف شدن مايعات (كه در گذشته غالباً با ملاقه هاي بزرگ دسته دار انجام مي گرفت) و نيز امتزاج مايعات و مخلوط كردن، وسايل مكانيكي بسيار ساده اي به كار گرفته شد. آسياها محكمتر و قويتر شد. آنها توانستند با استفاده از ميله هاي »بادامك داري« كه از طريق دنده هاي ماردون معكوس مي شدند چندين دستگاه چكش مكانيكي را به طور مؤثري به كار اندازند. در سده شانزدهم هنوز اين چكشها با دست كارگران عمل مي كردند. وسايل بالابرنده و جابجا كننده بارها سبب سبك شدن كار كارگران در مانو فاكتورهاي شيشه سازي شد و توليد سطوح بسيار بزرگ از اين ماده بسيار زيبا را ممكن ساخت. ديگهاي بخار كاملتر شد و براي بعضي صنايع داشتن اطاقهاي خشك كننده با دماي ثابت و قابل تنظيم عملي شد.
اين پيشرفت مداوم در روشهاي كارخانه هاي شيميايي كه احتمالاً از نيمه دوم سده هفدهم آغاز شد و بدون هيچ وقفه اي تا زمان ما ادامه يافته است، يكي از خصوصيات برجسته تحول تكنيكهاي شيميايي تا آغاز سده نوزدهم بود. چنين مي نمايد كه تاريخ نگاراني كه غالباً به شرح اصول كار مي پردازند تا به چگونگي اجرا، پيوسته به خطا مي روند. پيدايش كاملاً مصنوعي نوعي انقلاب در صنعت شيمي مربوط به كارهاي لاووازيه و شيميدانان معاصر او، براساس همين ديدِ اشتباه آميز مورخان صورت گرفت. در واقع صنعت شيمي تا پنجاه سال بعد از آن تاريخ هم تحت تأثير هيچ نظريه اي قرار نگرفت. مانوفاكتورداران كه در نظريات متوالي ابراز شده طي سده هاي گذشته، هيچ چيز تازه اي نيافته بودند، نيازي احساس نمي كردند كه به اصول نوين شيمي مراجعه كنند مگر اينكه نسل تازه اي در مكتب آنها پرورش
مي يافت. در واقع مي بايست تا سالهاي بين1840-1850 منتظر بود تا نوعي آموزش حقيقي تكنولوژي شيمي شكل بگيرد و به بار نشيند. ولي اين بدان معني نيست كه پيش از اين تاريخ، صنعت از اكتشافات دانش شيمي سودي نبرده بود. در پرتو پيشرفتهايي كه از يك سده پيش در ساختن تجهيزات و وسايل صنعت ايجاد شده بود، صنعت شيمي مواد و تركيباتي را كه كشف مي شد در كوتاهترين مدت در مقياس بازرگاني توليد مي كرد. براي اثبات اين ادعا مي توانيم از تهيه كلر نام ببريم.
مأخذ: تاريخ صنعت و اختراع، تأليف موريس دوما و گروهي از كارشناسان
 
بالا