Ayırma süreci - Separation process
Bir kısmı bir dizi üzerinde |
Kimya Mühendisliği |
---|
temel bilgiler |
Birim süreçleri |
Bakış açıları |
sözlükler |
Kategori |
Bir ayırma işlemi olup , iki veya daha fazla farklı ürün karışımlarının bir karışımını ya da kimyasal maddelerin çözeltisi dönüştüren bir yöntemdir. Ayrılmanın en az bir ürün karışımı, bir veya daha fazla kaynak karışımın bileşenlerinden zenginleştirilmiştir. Bazı durumlarda, bir ayırma, karışımı tamamen saf bileşenlere ayırabilir. Ayırmalar, bir karışımın bileşenleri arasındaki kimyasal özelliklerdeki veya fiziksel özelliklerdeki (boyut, şekil, kütle, yoğunluk veya kimyasal afinite gibi) farklılıklardan yararlanır.
İşlemler genellikle ayırmayı sağlamak için kullandıkları belirli farklılıklara göre sınıflandırılır. İstenen ayrımı gerçekleştirmek için tek bir fark kullanılamıyorsa , istenen sonuca ulaşmak için çoğu zaman birden fazla işlem birleştirilebilir.
Birkaç istisna dışında elementler veya bileşikler doğada saf olmayan bir halde bulunur. Çoğu zaman bu hammaddeler, modern endüstriyel ekonomi için ayırma tekniklerini gerekli kılan, üretken kullanıma konulabilmeleri için bir ayırma işleminden geçmek zorundadır.
Ayırmanın amacı analitik olabilir , yani bir karışımın her bir fraksiyonunun boyutunun, fraksiyonları toplamaya çalışmadan her bir bileşene atfedilebileceğini belirlemek. Bir ayırmanın amacı hazırlayıcı olabilir , yani bileşenler ayrıldığında fayda sağlayan işlemlere girdi için fraksiyonları "hazırlamak" olabilir.
Ayırma, analitik amaçlar için bir laboratuvarda olduğu gibi küçük ölçekte gerçekleştirilebilir . Ayırma işlemleri, örneğin bir kimya tesisinde olduğu gibi, büyük ölçekte de gerçekleştirilebilir .
Tam ve eksik ayırma
Bazı ayırma türleri, belirli bir bileşenin tamamen saflaştırılmasını gerektirir. Bir örnek, boksit cevherinden elektroliz arıtma yoluyla alüminyum metal üretimidir . Buna karşılık, tamamlanmamış bir ayırma işlemi, tek bir saf bileşen yerine bir karışımdan oluşan bir çıktı belirtebilir. Eksik bir ayırma tekniğine iyi bir örnek, petrol arıtmadır. Ham petrol, doğal olarak çeşitli hidrokarbonların ve safsızlıkların bir karışımı olarak oluşur . Rafinasyon işlemi bu karışımı , hiçbiri saf madde olmayan, ancak her birinin ham ham petrolden ayrılması gereken doğal gaz , benzin ve kimyasal hammaddeler gibi diğer daha değerli karışımlara böler .
Hem tam hem de eksik ayırma durumunda, istenen son ürünleri elde etmek için bir dizi ayırma gerekli olabilir. Petrolün rafine edilmesi durumunda, ham petrol , her biri farklı bir ürün veya ara ürün üreten uzun bir dizi ayrı damıtma aşamasına tabi tutulur .
ayırma teknikleri listesi
- Sünger , atomların, iyonların veya gaz, sıvı veya çözünmüş katı moleküllerin bir yüzeye yapışması
- Santrifüjleme ve siklonik ayırma , yoğunluk farklılıklarına göre ayırma
- şelasyon
- filtreleme
kromatografi
Kromatografi, çözünmüş maddeleri bir malzeme ile farklı etkileşimlerle (yani içinden geçerek) ayırır.
- Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC)
- İnce tabaka kromatografisi (TLC)
- Ters akım kromatografisi (CCC)
- Damlacık karşı akım kromatografisi (DCC)
- Kağıt kromatografisi
- iyon kromatografisi
- Boyut dışlama kromatografisi
- Afinite kromatografisi
- Santrifüj bölme kromatografisi
- Gaz kromatografisi ve Ters gaz kromatografisi
- kristalizasyon
- Dekantasyon
- Demister (buhar) , gaz akışlarından sıvı damlacıklarını giderir
- Kaynama noktaları farklı olan sıvıların karışımlarında kullanılan damıtma
- Kurutma , buharlaştırma veya buharlaştırma yoluyla bir katıdan sıvıyı uzaklaştırır
elektroforez
Elektroforez , organik molekülleri bir elektrik potansiyeli (yani farklı hareket) altında bir jel ile farklı etkileşimlerine göre ayırır.
- Elektrostatik ayırma , iki plakanın birbirine yakın yerleştirildiği ve yüksek voltajın uygulandığı korona deşarjı prensibi ile çalışır. Bu yüksek voltaj iyonize parçacıkları ayırmak için kullanılır.
- yıkama
- buharlaşma
çıkarma
Flotasyon
-
Flotasyon
- Çözünmüş hava flotasyonu , çözeltiden çıkan havanın oluşturduğu kabarcıklar ile süspansiyondaki katıları bulamaçtan seçici olmayan bir şekilde uzaklaştırır.
- Köpüklü yüzdürme , yüzen ve geri kazanılan bir hava-bulamaç karışımının mekanik çalkalanmasıyla oluşturulan hava kabarcıklarına bağlanarak değerli, hidrofobik katıları geri kazanır.
- Kağıt geri dönüşümünde hidrofilik kağıt hamurundan hidrofobik mürekkep parçacıklarının ayrılması, mürekkep giderme
- Flokülasyon , katının topaklar halinde topaklanmasını sağlayan bir topaklaştırıcı kullanarak, bir kolloid içindeki bir katıyı sıvıdan ayırır.
- Filtrasyon – Sentetik membranlar kullanan mikrofiltrasyon , ultrafiltrasyon , nanofiltrasyon , ters ozmoz , diyaliz (biyokimya) gibi membran prosesleri , mikrometre boyutunda veya daha küçük olanları ayırırken , sıvılarda asılı kalan büyük partikülleri (örneğin uçucu kül ) uzaklaştırmak için ağ , torba ve kağıt filtreler kullanılır. Türler
- Kademeli damıtma
- fraksiyonel dondurma
- Petrol-su ayrıştırma , petrol rafinerilerinde , petrokimya ve kimya tesislerinde , doğal gaz işleme tesislerinde ve benzeri endüstrilerde , asılı yağ damlacıklarını atık sudan gravimetrik olarak ayırır.
- Manyetik ayırma
- Yağış
- yeniden kristalleşme
- Ovma , sıvı kullanarak bir gaz akımından partiküllerin (katıların) veya gazların ayrılması.
- Sedimantasyon , vokal yoğunluk basınç farklarını kullanarak ayırır
- eleme
- sıyırma
- süblimasyon
- Buhar-sıvı ayrımı , Souders-Brown denklemine göre yerçekimi ile ayrılır
- Kazanmak
- Bölge arıtma
Ayrıca bakınız
- Analitik kimya – Malzemelerin kimyasal bileşenlerinin ayrılması, tanımlanması ve nicelleştirilmesi çalışması
- Yüksek performanslı sıvı kromatografisi – Analitik kimyada kullanılan teknik
- Birim yönetimi
- Filtrasyon – Katıları sıvılardan ayıran işlem
Referanslar
daha fazla okuma
- Ulusal Bilimler, Mühendislik ve Tıp Akademileri (2019). Ayrılık Bilimini Dönüştürmek İçin Bir Araştırma Gündemi (Rapor). Washington, DC: Ulusal Akademiler Basını. doi : 10.17226/25421 .CS1 bakımı: birden çok ad: yazar listesi ( bağlantı )
Dış bağlantılar
- Karışımların Farklı Tekniklerle Ayrılması , sınıf deneyleri yapma yönergeleri .
- Bir Karışımın Bileşenlerinin Ayrılması , sınıf deneyleri yapmak için talimatlar