Els principals
mètodes de separació que s’utilitzen a l’industria són:
1.La
centrifugació és el mètode pel
qual es separen sòlids de líquids de diferents densitats per mitjà
d’una força giratòria. La força centrífuga és proveïda per
una màquina anomenada centrifugadora, la qual a la barreja un
moviment de rotació origina una força que produeix la sedimentació
dels sòlids o de les partícules de major densitat.
Tipus de
centrifugació:
Centrifugació
diferencial: Es basa principalment en
la diferència en la densitat de les molècules. Aquesta diferència
ha de ser gran perquè sigui observada al centrifugar. Les partícules
que posseeixin densitats similars sedimentaran juntes. Aquest mètode
és inespecífic, per la qual cosa es fa servir com centrifugació
preparativa per separar components en la barreja però no és útil
per separar molècules.
Centrifugació
isopícnica: Partícules amb el mateix
coeficient de sedimentació es separen en usar mitjans de diferent
densitat. S'usa per a la separació d'ADN amb molta freqüència.
Centrifugació
zonal: Les partícules se separen per
la diferència en la velocitat de sedimentació a causa de la
diferència de massa de cadascuna. La mostra es col·loca sobre d'un
gradient de densitat preformat. Per la força centrífuga les
partícules sedimenten a diferent velocitat a través del gradient de
densitat segons la seva massa. S'ha de tenir en compte el temps de
centrifugació ja que si s'excedeix, totes les molècules podrien
sedimentar al fons del tub d'assaig.
Ultracentrifugació:
Permet estudiar les característiques
de sedimentació d'estructures subcel·lulars i biomolècules.
Utilitza rotors i sistemes de monitorització. Hi ha diferents
maneres de supervisar la sedimentació de les partícules en la
ultracentrifugació, el més comú d'ells mitjançant llum
ultraviolada o interferons.
2.La
cristal·lització és un procés
pel qual a partir d'un gas, un líquid o una dissolució, els ions,
àtoms o molècules s'estableixen enllaços fins a formar una xarxa
cristal·lina, la unitat bàsica d'un vidre. La cristal·lització
s'empra amb força freqüència en Química per purificar una
substància sòlida.
Permet separar
substàncies que formen un sistema material homogeni per exemple:
l'aigua potable és una solució formada per aigua i sals dissoltes
en ella. Els tres mètodes més coneguts són: Evaporació o
capitalització, cromatografia i destil·lació. L'operació de
cristal·lització és el procés per mitjà del qual es separa un
component d'una solució líquida transferint a la fase sòlida en
forma de cristalls que precipiten. És una operació necessària per
a tot producte químic que es presenta comercialment en forma de pols
o cristalls, ja sigui el sucre o sacarosa, la sal comuna o clorur de
sodi.
3.La
cromatografia és un mètode físic
de separació per a la caracterització de mescles complexes, la qual
té aplicació en totes les branques de la ciència. És un conjunt
de tècniques basades en el principi de retenció selectiva,
l'objectiu és separar els diferents components d'una mescla,
permetent identificar i determinar les quantitats d'aquests
components. Diferències subtils en el coeficient de partició dels
compostos dóna com a resultat una retenció diferencial sobre la
fase estacionària i per tant una separació efectiva en funció dels
temps de retenció de cada component de la mescla.
La cromatografia pot
complir dues funcions bàsiques que no s'exclouen mútuament:
-Separar els
components de la mescla, per obtenir més purs i que puguin ser usats
posteriorment .
-Mesurar la
proporció dels components de la mescla. En aquest cas, les
quantitats de material emprades són petites.
Alguns tipus de
cromatografies més comunes són:
•
Cromatografia
plana.
La fase estacionària se situa sobre una placa plana o sobre un
paper. Les principals tècniques són:
Cromatografia
en paper i Cromatografia en capa fina
• Cromatografia
en columna
en la qual a fase estacionària se situa dins d'una columna. Segons
el fluid emprat com a fase mòbil es distingeixen:
-Cromatografia
de líquid, Cromatografia de gasos i Cromatografia de fluids
supercrítics.
Cromatògraf de
gasos
4.En la
decantació es separa un sòlid o
líquid més dens d'un altre fluid (líquid o gas) menys dens i que
per tant ocupa la part superior de la mescla.
Cal deixar reposar
la barreja perquè el sòlid es sedimenti, és a dir, descendeixi i
sigui possible la seva extracció per acció de la gravetat. A aquest
procés se li crida desintegració bàsica dels compostos o
impureses; les quals són components que es troben dins d'una
barreja, en una quantitat majoritària.
Recipient per la decantació
5.La
destil·lació
és l'operació de separar, mitjançant vaporització i condensació
en els diferents components líquids, sòlids dissolts en líquids o
gasos liquats d'una barreja, aprofitant els diferents punts
d'ebullició de cadascuna de les substàncies ja que el punt
d'ebullició és una propietat intensiva de cada substància, és a
dir, no varia en funció de la massa o el volum, encara que sí en
funció de la pressió. Els dos tipus de destil·lació més comuns
són:
-La
destil·lació simple
és una operació on els vapors produïts són immediatament
canalitzats cap a un condensador, el qual els refreda (condensació)
de manera que el destil·lat no resulta pur. La seva composició serà
diferent a la composició dels vapors a la pressió i temperatura del
separador i poden ser calculada per la llei de Raoult. En aquesta
operació es poden separar substàncies amb una diferència entre 100
i 200 graus Celsius, ja que si aquesta diferència és menor, es
corre el risc de crear azeotrops.
-
La
destil·lació fraccionada és
una variant de la destil·lació simple que s'empra principalment
quan cal separar líquids amb punts d'ebullició propers. La
principal diferència que té amb la destil·lació simple és l'ús
d'una columna de fraccionament. Aquesta permet un major contacte
entre els vapors que ascendeixen, juntament amb el líquid condensat
que descendeix, per la utilització de diferents "plats".
Això facilita l'intercanvi de calor entre els vapors i els líquids
.
5.
La
filtració
és un procés unitari de separació de sòlids en suspensió en un
líquid mitjançant un mitjà porós, que reté els sòlids i permet
el passatge del líquid.
La
filtració s'ha desenvolupat tradicionalment des d'un estudi d'art
pràctic, rebent una major atenció teòrica des del segle XX. La
classificació dels processos de filtració i els equips és divers i
en general, les categories de classificació no s'exclouen unes de
les altres.
La
varietat de dispositius de filtració o filtres és tan extensa com
les varietats de materials porosos disponibles com a mitjans
filtrants i les condicions particulars de cada aplicació: des de
senzills dispositius, com els filtres domèstics de cafè o els
embuts de filtració per a separacions de laboratori, fins grans
sistemes complexos d'elevada automatització com els empleats en les
indústries petroquímiques i de refinament per a la recuperació de
catalitzadors d'alt valor, o els sistemes de tractament d'aigua
potable destinada al subministrament urbà.
Principalment
podem realitzat la següent classificació dels processos:
El mecanisme de
filtració., la naturalesa de la mescla, la meta del procés, el
cicle operacional, i la força impulsora.
7.
El tamisatge
és un mètode físic per separar mescles en el qual se separen dos
sòlids formats per partícules de mida diferent.
Consisteix
a fer passar una barreja de partícules de diferents mides per un
tamís o qualsevol cosa amb la qual es pugui colar. Les partícules
de menor grandària passen pels porus del tamís o colador travessant
i les grans queden atrapades pel mateix. Un exemple podria ser: si es
treu terra del sòl i s'empolvora sobre el tamís, les partícules
fines de terra cauran i les pedres i partícules grans de terra
quedaran retingudes en el tamís.
És
un mètode molt senzill utilitzat generalment en mescles de sòlids
heterogenis. Els orificis del tamís solen ser de diferents mides i
s'utilitzen d'acord a la grandària de les partícules d'una solució
homogènia, que en general té un color groc el qual el diferencia
del que contingui la barreja.
Per
aplicar el mètode del tamisatge cal que les fases es presentin a
l'estat sòlid. S'utilitzen tamisos de metall o plàstic, que retenen
les partícules de major grandària i deixen passar les de menor
diàmetre. Per exemple, trossos de barrejats amb sorra; farina i
suro; sal fina i trossos de roca, còdols, etc.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada