separaatioprosessi

Separaatioprosessi on prosessi, jolla seoksesta erotetaan sen komponentit erilaisten fysiikan tai kemian ilmiöiden perusteella. Tavoitteena on tuottaa puhtaita tuotteita, poistaa epäpuhtauksia tai jakaa seoksia useampaan virtaan. Separaatioprosessi perustuu eroihin haihtuvuudessa, liukoisuudessa, molekyylikokossa, varauksessa tai faasien läpäisevyydessä. Prosessi voi olla osittain tai kokonaisuudessaan kiinteästä aineesta nesteisiin, kaasutukseen tai näiden yhdistelmiin liittyvä.

Periaatteet ja suunnittelu: Erotus perustuu massansiirtoon ja faasitasapainoon sekä ominaisuuksiin kuten haihtuvuus, liukoisuus, karkeus ja molekyylikoko. Suunnittelussa huomioidaan termodynamiikka, massansiirto ja energian tarve. Usein käytetään useita peräkkäisiä vaiheita tai yhdistettyä järjestelmää, jossa eri menetelmät tukevat toisiaan.

Keskeiset erotusmenetelmät: Mekaaniset erotusmenetelmät kuten suodatus, filtrointi, laskeutuminen ja sentrifugointi erottavat kiinteät hiukkaset tai tiheyserot kiinteän ja nesteen välissä. Termiset erotusmenetelmät kuten distillointi perustuvat haihtuvuuseroihin ja erottavat nesteet kaasuvaiheeseen. Kemialliset erotusmenetelmät kuten kiteytys, precipitointi ja uuttaminen hyödyntävät liukoisuuksien tai reaktioiden muutoksia. Kalvoerottelu kattaa ultrafiltraation, nanofiltraation ja käänteisosmoosin. Yhdistetyt järjestelmät, joissa useita menetelmiä käytetään peräkkäin, ovat yleisiä teollisuudessa.

Sovellukset: Separaatioprosesseja käytetään kemianteollisuudessa, elintarvike- ja bioprosessiteollisuudessa, ympäristötekniikassa sekä energian ja polttoaineiden tuotannossa. Suunnittelussa painotetaan tuottavuutta, laatua, energiankulutusta ja ympäristövaikutuksia sekä laitteiston valintaa ja skaalausta. Esimerkkinä voidaan mainita distillointi öljyjen ja muiden haihduttavien komponenttien erottelussa sekä kalvoerottelu vedenpuhdistuksessa ja elintarvikkeiden jätteen vähentämisessä.