طرق الفصل الكيميائي
الهندسة الكيميائيّة
الهندسة الكيميائيّة علم من علوم الهندسة المتطورّة، والذي يختص بشكل خاص في العمليّات الصناعيّة الكيميائيّة، والعمليات التحويليّة، وتطويرها؛ وقد تمّ إنشاء الكثير من المصانع المتخصّصة في هذا المجال، لإنشاء تفاعلات كيميائيّة خاصّة وبالتالي العمل على تطوير الكثير من الصناعات والمجالات الحياتيّة المختلفة؛ كعملية الفصل، وعمليات انتقال المادّة، وانتقال الحرارة والكتلة، وغيرها من العمليّات، ومن أهمّ المنتجات التي يمكن الاستفادة من الهندسة الكيميائيّة فيه الصناعات النفطيّة، والصناعات البتروكيميائيّة، وتعتبر المملكة العربيّة السعوديّة من أهمّ دول العالم التي تعتمد على هذا النوع من الهندسة. في مقالنا هذا سنتعرّف على إحدى أهمّ العمليات التي تتم في مصانع الهندسة الكيميائيّة، ألا وهي "عملية الفصل الكيميائيّة"، وطرقها الخاصّة.
الفصل الكيميائيّ
عملية الفصل الكيميائيّ هي عملية من أهمّ عمليات الهندسة الكيميائيّة، والتي تقوم أساساً على تحويل مزيج من المواد إلى منتجات مفيدة ومميّزة، وهذا الخليط تكون المواد المكوّنة له مختلفة في خواصها الكيميائيّة والفيزيائيّة، وفي تشكيله البلوريّ، حيث إنّه في العادة توجد المواد في صورتها غير النقيّة، ونحتاج لعمليّة الفصل للحصول على المادّة الخام الأولّية، لتسهيل العمل عليها فيما بعد واستخدامها في التصنيع.
طرق الفصل الكيميائيّ
هناك أنواع عدّة من طرق وعمليات الفصل الكيميائيّ، منها:
- التقطير (Distillation): وهي عملية كيميائيّة تعتمد على فصل السوائل والتي تختلف كلّ منها في درجات غليانها، ومن الأمثلة على ذلك طريق فصل الكحول عن الماء، وكذلك فإنّ استخراج النفط وتحويله إلى صناعات نفطيّة تعتمد على هذا المبدأ أيضاً.
- الترشيح (Filtration): وهي عمليّة كيميائيّة مهمّة أيضاً تعتمد على مبدأ فصل المواد والتي تختلف في جزيئاتها وأحجامها، سواء أكانت حبيبات صغيرة، أو مواد صلبة، وغيرها.
- الكروماتوغرافيا (Chromatography): أو ما يسمّى أيضاً بالتفريق اللوني، وهم يعتمد في طريقة فصله على فصل سوائل تختلف في خصائصها الفيزيائيّة القطبيّة مثلاً، وعلى اختلاف حجم المكوّنات، وعلى التآلف بين المركّبات ذات نفسها، ولها طرق مختلفة منها كروماتوغرافيا الـ TLC، وكروماتوغرافيا الغاز، وغيرها.
- الاستخلاص (Extraction): وهذه العمليّة تعتمد أساساً على فصل موادّ مختلفة في طريقة انحلالها وحلّها في محاليل عضويّة يصعب أن تمتزج، كما تعتمد أيضاً على درجات الحموضة، والتي تؤثّر بشكل كبير في تشرّد المواد، ممّا يؤثّر في انحلالها وانتقالها.
- التثفيل (Centrifugation): وهي عملية كيميائيّة تعتمد على مبدأ "القوّة النابذة" والتي تنشأ نتيجة الدوران المتسارع، وذلك بهدف فصل مزيج مواد إمّا سائلة، وإمّا غازيّة، والتي تختلف في كثافتها، وفي طريقة فصلها للجزيئات، أو القطيرات، أو عناصرها الصلبة العالقة في السائل.
كانت هذه أهمّ طرق الفصل الكيميائيّ، ولكن هناك الكثير من الطرق الأخرى؛ كالطرد المركزيّ والدواميّ، والبلورة، والترويق، والتجفيف، والاستشراد الكهربائيّ، والتبخير، والطفو، والترسيب، والتنخيل، والتسامي.