Ayırma işlemi

Ayırma işlemi (veya ayırma prosesi), bir kimyasal madde karışımını en az iki veya daha fazla ürüne dönüştürmek için kullanılan yönteme verilen addır. Ayırma işlemi sonucunda oluşan ürünlerden en az biri, kaynaktaki bileşenlerden en az biri ya da birden fazlası bakımından zenginleşir. Bazı durumlarda karışımlar bir ayırma işlemiyle neredeyse tamamen saf iki bileşene ayırabilir. Karışımın bileşenleri arasındaki fiziksel (örneğin boyut, şekil, kütle, yoğunluk, kimyasal ilgi) veya kimyasal farklarından yararlanılarak ayırma gerçekleştirilir.

İşlemler genellikle ayırmayı gerçekleştirmek için kullanılan belirli farklara göre sınıflandırılır. Yapılmak istenilen ayırma işlemini gerçekleştirmek için elde bulunan farkların hiçbiri kullanılamıyorsa, birden fazla operasyon gerçekleştirilerek son ürün elde edilebilir.

Birkaç istisna dışında, elementler ve bileşikler doğada hâlde bulunmazlar. Bu ham maddelerin verimli bir şekilde kullanılabilmesi için önce ayırma işlemine tabi tutulması gerekir, bu da ayırma yöntemlerini modern endüstriyel ekonomi için elzem kılar.

Ayırma işlemleri, laboratuvarlarda numune hazırlamak veya analitik amaçlar için küçük ölçeklerde ya da ürün hazırlama amaçlı olarak endüstride büyük ve orta ölçeklerde gerçekleştirilebilir.

Bazı ayırma işlemlerinde alüminyum eldesi için boksit cevherinin elektroliz ile rafinasyonunda olduğu gibi tam saflaştırma gerekir. Petrolün saflaştırılması ise kısmi ayırmaya örnektir. Ham petrol, çeşitli hidrokarbonlar ve safsızlıkların karışımından meydana gelir ve doğal yollarla oluşur. Rafine etme işlemiyle ham petrol karışımı hiçbiri tamamen saf olmayan ancak her birinin ham petrolden belirli oranlarda ayrılması gereken doğal gaz, benzin, dizel, nafta gibi diğer daha değerli karışımlara ayrılır.

Her iki durum için de istenen son ürünleri elde etmek için bir dizi ayırma işlemi gerekmektedir. Petrol saflaştırılmasında ham petrol birçok özel distilasyon aşamasından geçer ve bu aşamaların her birinden farklı bir ürün ya da ara ürün elde edilir.

Ayırıcılar (separatörler) sıvıları ayrıştırmak için kullanılır. Dikey olarak desteklenen santrifüjler asılı yataklara montelenmiştir. Ayırıcı, sürekli bir sedimantasyon santrifüjüdür. Her iki çıkış akımı da bir pompa kullanılarak basınçlı bir şekilde ya da basınca gerek olmadan sürekli olarak boşaltılır. Katı malzeme ise kesikli (hazneli tambur, disk tambur), yarı kesikli (kendi kendini temizleyen disk tambur) veya sürekli (nozül tambur) olarak boşaltılabilir. Tambur, ayırma işleminin gerçekleştiği ayırıcının merkezidir. Hazneli tambur (hazneli ayırıcı olarak bilinir) ve disk tambur (disk yığını ayırıcı olarak bilinir) olarak iki çeşit tambur bulunur. Mil ve dolayısıyla tambur üzerindeki güç aktarımı, sarmal dişliler, kayışlı sürücü, doğrudan sürücü veya özel bir motor yoluyla gerçekleşebilir. Ayırıcıların sızdırmazlığı açık, yarı kapalı, su geçirmez veya hava geçirmez olarak dört çeşide ayrılır.

Elektrostatik ayırma, iki plakanın birbirine yakın yerleştirildiği ve yüksek voltaj uygulandığı korona deşarj prensibi ile çalışır. Bu yüksek voltaj iyonlaşmış parçacıkları ayırmak için kullanılır.

Sıvı-sıvı ekstraksiyon: Bu işlemde bir sıvı çözelti içindeki çözünen bileşen, bu sıvı çözelti ile karışmayan başka bir sıvı çözücü ile temas ettirilerek uzaklaştırılır.

Köpük flotasyonunda değerli hidrofobik katı partiküller bir hava-sulu çözelti karışımının mekanik olarak çalkalanması ile oluşturulan hava kabarcıklarına bağlanarak yüzdürülür ve ayrılır.

Filtrasyon - Örgü, torba ve kağıt filtreler, sıvılarda asılı büyük partiküllerin (örn. uçucu kül) uzaklaştırılması için kullanılırken, sentetik membranlar ile gerçekleştirilen mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon, ters osmoz, diyaliz (biyokimya) gibi membran prosesleri mikrometre boyutlarında ayırma işlemi yapar.

Petrol-su ayırma işlemi, petrol rafinerilerinde, petrokimya ve kimyasal tesislerinde, doğal gaz işleme tesislerinde vb. endüstrilerde asılı petrol damlacıklarını atık sudan ayırmak için kullanılır.