분리공정
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분리 과정은 화학 물질의 혼합물이나 용액을 둘 이상의 구별되는 혼합물로 변환하는 방법이다.[1]즉 순도를 얻기 위해 둘 이상의 물질과 구별하는 과학적 과정이다.분리의 최소 한 가지 제품 혼합물이 하나 이상의 소스 혼합물 성분으로 농축된다.어떤 경우에는 분리가 혼합물을 순수한 성분으로 완전히 나눌 수 있다.분리는 혼합물 성분 간의 화학적 특성 또는 물리적 특성(크기, 형태, 질량, 밀도 또는 화학적 친화력 등)의 차이를 이용한다.
공정은 종종 분리를 달성하기 위해 사용하는 특별한 차이에 따라 분류된다.원하는 분리를 달성하기 위해 단일의 차이를 사용할 수 없는 경우, 복수의 연산을 조합하여 원하는 목적을 달성할 수 있는 경우가 많다.
몇 가지 예외를 제외하고는 원소나 화합물이 불순한 상태로 자연에 존재한다.종종 이러한 원자재는 생산적인 용도로 쓰이기 전에 분리를 거쳐야 하므로 현대 산업 경제에 필수적인 분리 기법이 된다.
분리의 목적은 분석적인 것일 수 있다. 즉, 혼합물의 각 분율의 크기를 확인하는 것은 분수를 수확하려고 시도하지 않고 각 성분에 기인한다.분리의 목적은 요소들이 분리되었을 때 도움이 되는 공정의 입력에 대한 분수를 "준비"하는 것일 수 있다.
분리는 분석 목적의 실험실에서와 같이 작은 규모로 수행될 수 있다.또한 화학 공장에서와 같이 대규모로 분리를 수행할 수 있다.
완전 분리 및 불완전 분리
어떤 종류의 분리는 특정 성분의 완전한 정화가 필요하다.보크사이트 광석에서 전기분해 정제를 통해 알루미늄 금속을 생산하는 것이 그 예다.대조적으로 불완전한 분리 과정은 단일 순수 성분 대신 혼합물로 구성되는 출력을 지정할 수 있다.불완전한 분리 기법의 좋은 예가 정유다.원유는 다양한 탄화수소와 불순물이 섞여 자연적으로 발생한다.정제 과정은 이 혼합물을 천연 가스, 가솔린, 화학 공급원료와 같은 다른 값비싼 혼합물로 나누는데, 이 혼합물들 중 어느 것도 순수한 물질은 아니지만, 각각의 혼합물은 원유를 분리해야 한다.
완전 분리와 불완전한 분리의 두 경우 모두 원하는 최종 제품을 얻기 위해 일련의 분리가 필요할 수 있다.정유의 경우 원유가 긴 계열의 개별 증류 단계를 거치게 되는데, 각 단계마다 다른 제품이나 중간을 생산한다.
분리 기법 목록
크로마토그래피
크로마토그래피는 물질과의 다른 상호작용에 의해 용해된 물질을 분리한다.
- 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)
- 박층 크로마토그래피(TLC)
- 역류 크로마토그래피(CCC)
- 드롭릿 역류 크로마토그래피(DCC)
- 종이 크로마토그래피
- 이온 크로마토그래피
- 크기 제외 크로마토그래피
- 친화 크로마토그래피
- 원심 파티션 크로마토그래피
- 기체크로마토그래피와 역기체크로마토그래피
전기영양증
전기영양증, 전위하에서의 젤과의 다른 상호작용에 기초하여 유기 분자를 분리한다(즉, 다른 여행)
추출
부양
- 플로크레이션(flocculation), 콜로이드의 액체와 고체를 분리하는 플로크컬러제(flocculant)를 사용하여 고체가 플로크로 뭉치는 것을 촉진한다.
- 여과 – 메쉬, 가방 및 종이 필터는 유체에 매달린 큰 입자(예: 플라이애쉬)를 제거하는 데 사용되며, 미세유입, 초유입, 나노유입, 역삼투, 합성막을 활용한 투석(생물화학) 등의 막 공정은 마이크로매트렐 크기 또는 작은 종을 분리한다.
- 분별 증류, 분류
- 분수 동결
- 오일-물 분리, 중력 측정으로 정유공장, 석유화학 및 화학공장, 천연가스 처리공장 및 유사산업 폐수에서 부유유 방울을 분리
- 자기 분리
- 강수량
- 재분배
- 액체를 사용하여 가스 흐름에서 미립자(용해체) 또는 기체를 문지르거나 분리.
- 침전, 성 밀도 압력 차이를 사용하여 분리
- 체빙
- 스트리핑
- 승화
- 수더스-브라운 방정식에 기초한 중력에 의해 분리되는 증기-액체 분리
- 윈노잉
- 구역정제
참고 항목
- 해석화학 – 재료의 화학적 성분의 분리, 식별 및 계량화 연구
- 고성능 액체 크로마토그래피 – 해석 화학에서 사용되는 기법
- 단위작업
- 여과 – 고형물과 유체를 분리하는 프로세스
참조
- ^ Wilson, Ian D.; Adlard, Edward R.; Cooke, Michael; et al., eds. (2000). Encyclopedia of separation science. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-226770-3.
추가 읽기
- National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (2019). A Research Agenda for Transforming Separation Science (Report). Washington, DC: The National Academies Press. doi:10.17226/25421.
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외부 링크
- 다양한 기법을 이용한 혼합물의 분리, 교실 실험 수행 지침
- 혼합물 성분의 분리, 강의실 실험 수행 지침