กระบวนการแยก
| ส่วนหนึ่งของชุดบทความเกี่ยวกับ |
| วิศวกรรมเคมี |
|---|
 |
| หลักการพื้นฐาน |
| กระบวนการหน่วย |
| แง่มุมต่างๆ |
| คำศัพท์เฉพาะ |
|
 หมวดหมู่ |
กระบวนการแยกเป็นวิธีการที่แปลงสารผสมหรือสารละลายของสารเคมีให้เป็นสารผสมผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันสองชนิดขึ้นไป[ 1 ]เป็นกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการแยกสารสองชนิดขึ้นไปเพื่อให้ได้ความบริสุทธิ์ สารผสมผลิตภัณฑ์อย่างน้อยหนึ่งชนิดจากการแยกจะมีความเข้มข้นของส่วนประกอบอย่างน้อยหนึ่งอย่างของสารผสมต้นทาง ในบางกรณี การแยกอาจแบ่งสารผสมออกเป็นส่วนประกอบบริสุทธิ์ได้อย่างสมบูรณ์ การแยกใช้ประโยชน์จากความแตกต่างในคุณสมบัติทางเคมีหรือคุณสมบัติทางกายภาพ (เช่น ขนาด รูปร่าง ประจุ มวล ความหนาแน่น หรือความสัมพันธ์ทางเคมี) ระหว่างส่วนประกอบของสารผสม[ 2 ]
โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการต่างๆ มักถูกจำแนกตามคุณสมบัติเฉพาะที่ใช้ประโยชน์เพื่อให้เกิดการแยก หากไม่มีความแตกต่างเพียงอย่างเดียวที่สามารถใช้เพื่อให้ได้การแยกที่ต้องการมักจะสามารถรวมการดำเนินการ หลายอย่างเข้าด้วยกันเพื่อ ให้ ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ กระบวนการต่างๆ บางครั้งยังถูกจัดประเภทตามตัวแยก เช่น ตัวแยกมวลหรือตัวแยกพลังงาน [ 3 ]ตัวแยกมวลทำงานโดยการเติมวัสดุเพื่อกระตุ้นการแยก เช่น การเติมสารต้านตัวทำละลายเพื่อกระตุ้นการตกตะกอน ในทางตรงกันข้าม การแยกโดยใช้พลังงานจะทำให้เกิดการแยกโดยการให้ความร้อนหรือความเย็น เช่น ในการกลั่น
ธาตุและสารประกอบในธรรมชาติมักไม่บริสุทธิ์ในระดับหนึ่ง บ่อยครั้งที่วัตถุดิบเหล่านี้ต้องผ่านกระบวนการแยกก่อนที่จะนำไปใช้ประโยชน์ได้ ทำให้เทคนิคการแยกมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเศรษฐกิจอุตสาหกรรมสมัยใหม่
จุดประสงค์ของการแยกจากกันอาจเป็นดังนี้:
- เชิงวิเคราะห์ : เพื่อระบุขนาดของแต่ละส่วนของสารผสมว่าเป็นผลมาจากองค์ประกอบใด โดยไม่ต้องพยายามแยกส่วนเหล่านั้นออกมา
- การเตรียมการ : เพื่อ "เตรียม" เศษส่วนสำหรับการป้อนเข้าสู่กระบวนการที่ได้รับประโยชน์จากการแยกส่วนประกอบ
การแยกสารอาจทำได้ในระดับเล็ก เช่น ในห้องปฏิบัติการเพื่อการวิเคราะห์ หรือในระดับใหญ่ เช่น ในโรงงานเคมี
การแยกโดยสมบูรณ์และการแยกโดยไม่สมบูรณ์
กระบวนการแยกบางประเภทจำเป็นต้องมีการทำให้บริสุทธิ์อย่างสมบูรณ์ของส่วนประกอบใดส่วนประกอบหนึ่ง ตัวอย่างเช่น การผลิต โลหะ อะลูมิเนียมจากแร่บอกไซต์ โดย กระบวนการกลั่นด้วยไฟฟ้าในทางตรงกันข้าม กระบวนการแยกที่ไม่สมบูรณ์อาจกำหนดให้ผลผลิตประกอบด้วยสารผสมแทนที่จะเป็นส่วนประกอบบริสุทธิ์เพียงอย่างเดียว ตัวอย่างที่ดีของเทคนิคการแยกที่ไม่สมบูรณ์คือ การกลั่น น้ำมันดิบน้ำมันดิบเกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นสารผสมของไฮโดรคาร์บอนและสิ่งเจือปนต่างๆ กระบวนการกลั่นจะแยกสารผสมนี้ออกเป็นสารผสมอื่นๆ ที่มีมูลค่ามากกว่า เช่นก๊าซธรรมชาติน้ำมันเบนซินและวัตถุดิบทางเคมีซึ่งไม่มีสารใดเป็นสารบริสุทธิ์ แต่แต่ละสารจะต้องถูกแยกออกจากน้ำมันดิบ
ทั้งในกระบวนการแยกอย่างสมบูรณ์และการแยกที่ไม่สมบูรณ์ อาจจำเป็นต้องมีการแยกหลายขั้นตอนหรือต่อเนื่องกันเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ต้องการ ในกรณีของการกลั่นน้ำมันดิบ น้ำมันดิบจะถูกนำไปผ่านกระบวนการกลั่น หลาย ขั้นตอน ซึ่งแต่ละขั้นตอนจะให้ผลิตภัณฑ์หรือสารตัวกลาง ที่แตกต่างกัน
รายการเทคนิคการแยก
- การแยก โดยการเหวี่ยงและการแยกแบบไซโคลนจะแยกสารโดยอาศัยความแตกต่างของความหนาแน่น
- คีเลชั่น
- โครมาโทกราฟีเป็นกระบวนการแยกสารละลายโดยอาศัยปฏิกิริยาที่แตกต่างกันกับวัสดุ (เช่น การเคลื่อนที่ผ่าน)
- การตกผลึก
- การเท
- อุปกรณ์ดักจับละอองน้ำ (ไอระเหย)ช่วยกำจัดละอองของเหลวออกจากกระแสแก๊ส
- การกลั่นใช้สำหรับแยกสารผสมของของเหลวที่มีจุดเดือดต่างกัน
- การทำให้แห้งคือการกำจัดของเหลวออกจากของแข็งโดยการระเหยหรือการกลายเป็นไอ
- อิเล็กโทรโฟเรซิสคือกระบวนการแยกโมเลกุลอินทรีย์โดยอาศัยปฏิกิริยาที่แตกต่างกันกับเจลภายใต้ศักย์ไฟฟ้า (เช่น ระยะการเคลื่อนที่ที่แตกต่างกัน)
- การแยกด้วยไฟฟ้าสถิตทำงานบนหลักการของการปล่อยประจุโคโรนา โดยวางแผ่นโลหะสองแผ่นไว้ใกล้กันและใช้แรงดันไฟฟ้าสูง แรงดันไฟฟ้าสูงนี้ใช้ในการแยกอนุภาคที่แตกตัวเป็นไอออน
- การแยกสาร
- การระเหย
- การสกัด
- การแยกส่วนการไหลในสนาม
- การกรอง – ตัวกรอง แบบตาข่ายถุง และกระดาษ ใช้ในการกำจัดอนุภาคขนาดใหญ่ที่แขวนลอยอยู่ในของเหลว (เช่นเถ้าลอย ) ในขณะที่กระบวนการเมมเบรนซึ่งรวมถึงไมโครฟิลtrationอัลตราฟิลtration นาโน ฟิลtration รีเวิร์สออสโมซิส ไดอะไลซิส (ชีวเคมี)โดยใช้เมมเบรนสังเคราะห์จะแยก สารที่มีขนาด ไมโครเมตรหรือเล็กกว่านั้น
- การตกตะกอนคือการแยกของแข็งออกจากของเหลวในคอลลอยด์ โดยใช้สารช่วยตกตะกอน ซึ่งจะช่วยส่งเสริมให้ของแข็งจับตัวกันเป็นก้อน
- การกลั่นแยกส่วน
- การแช่แข็งแบบเศษส่วน
- การแยกด้วยแม่เหล็ก
- การแยกน้ำมันออกจากน้ำคือการแยกหยดน้ำมันที่แขวนลอยอยู่ในน้ำเสียโดยใช้วิธีการชั่งน้ำหนัก ในโรงกลั่นน้ำมันโรงงานปิโตรเคมีและเคมี โรงงาน แปรรูปก๊าซธรรมชาติและอุตสาหกรรมที่คล้ายคลึงกัน
- ปริมาณน้ำฝน
- การตกผลึกใหม่
- การขจัดสิ่งเจือปน (Scrubbing ) คือการแยกอนุภาค (ของแข็ง) หรือก๊าซออกจากกระแสแก๊สโดยใช้ของเหลว
- การตกตะกอนคือการแยกโดยใช้ความแตกต่างของแรงดันและความหนาแน่นของเสียง
- การร่อน
- ฟองน้ำคือการยึดเกาะของอะตอม ไอออน หรือโมเลกุลของก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งที่ละลายอยู่กับพื้นผิว
- การลอกออก
- การระเหิด
- การแยกไอ-ของเหลวโดยอาศัยแรงโน้มถ่วง ตามสมการของซูเดอร์ส-บราวน์
- การร่อน
- การกลั่นแบบโซน
ดูเพิ่มเติม
- เคมีวิเคราะห์– การศึกษาเกี่ยวกับการแยก การระบุ และการหาปริมาณของสสาร
- กระบวนการทางเคมี – วิธีการหรือหนทางในการ เปลี่ยนแปลงสารเคมีหรือสารประกอบทางเคมีอย่างน้อยหนึ่งชนิด
- โครมาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง– เทคนิคในเคมีวิเคราะห์
- หน่วยปฏิบัติการ– ขั้นตอนพื้นฐานในกระบวนการ
- การกรอง– กระบวนการที่แยกของแข็งออกจากของเหลว
อ่านเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- การแยกสารผสมโดยใช้เทคนิคต่างๆเก็บถาวรเมื่อวันที่ 5 มิถุนายน 2013 ที่Wayback Machineคำแนะนำสำหรับการทำการทดลองในห้องเรียน
- การแยกส่วนประกอบของสารผสม(เก็บถาวรเมื่อ 2013-06-05 ที่Wayback Machine)คำแนะนำสำหรับการทำการทดลองในห้องเรียน