Teollinen kromatografia
Kromatografinen erotus perustuu yhdisteiden erilaiseen etenemisnopeuteen kiinteällä adsorbenttimateriaalilla täytetyssä kolonnissa. Erot yhdisteiden etenemisnopeuksissa johtuvat niiden adsorptiosta kiintoaineen pinnalle: voimakkaasti adsorboituvat yhdisteet kulkeutuvat hitaasti kolonnin läpi, kun taas heikosti adsorboituvat etenevät nopeasti.
Yksinkertaisimmillaan kromatografinen erotus toteutetaan johtamalla erotuskolonnin läpi nestevirta, johon syötetään pulssi erotettavia aineita. Jatkuvatoimiset prosessiratkaisut voivat olla monimutkaisia, sisältäen useita sarjaan kytkettyjä erotuskolonneja ja prosessin sisäisiä kierrätysvirtoja.
Kromatografia on teollisista erotusmenetelmistä selektiivisin. Sillä voidaan toteuttaa hyvinkin hankalia erotuksia, kuten lääkkeissä käytettyjen optisten isomeerien erottaminen toisistaan. Kromatografista erotusta hyödynnetään myös erittäin suuressa mittakaavassa esimerkiksi elintarviketeollisuudessa (glukoosin ja fruktoosin erotus).
Koska erotusmenetelmä perustuu yhdisteiden adsorptioon kiinteän aineen pinnalle, on adsorbenttimateriaalin ominaisuuksien muokkaus halutunlaisiksi usein onnistuneen erotusprosessin kehittämisen avain.
Adsorptio ja ioninvaihto
Adsorptio ja ioninvaihto ovat erotusmenetelminä läheistä sukua kromatografialle. Tavoitteena näissä prosesseissa on yleensä tietyn yhdisteen tai yhdisteiden poistaminen nestevirrasta, kun taas kromatografiassa tavoitteena kahden tai useamman yhdisteen erottaminen toisistaan.
Adsorptiota käytetään yleisesti haitallisten yhdisteiden poistamiseen nesteistä tai kaasuista. Esimerkiksi monet orgaaniset myrkyt, väriaineet, pinta-aktiiviset puhdistusaineet, antibiootit ja jopa raskasmetallit adsorboituvat erittäin tehokkaasti vedestä polymeeristen adsorbenttien tai aktiivihiilen pinnalle. Adsorptiota käytetään myös monien kemikaalien puhdistuksessa niiden valmistusprosessissa, sekä terveysvaikutteisten yhdisteiden eristämisessä kasveista.
Ioninvaihtomenetelmässä liuoksessa olevat ionit (kuten Na+, Cl–, jne.) voidaan selektiivisesti korvata kiinteässä materiaalissa olevilla ioneilla. Esimerkiksi veden pehmennykseen käytettävät ioninvaihtohartsit ovat polymeeripalloja, joiden sisällä olevat Na+ ionit korvaavat herkästi liuoksessa olevia Ca2+ ja Mg2+ ioneja, jolloin veden kovuus alenee. Ioninvaihtohartseja käytetään veden pehmennykseen sekä teollisuuden voimalaitoksissa että tavallisissa astianpesukoneissa. Ioninvaihtoa käytetään yleisesti myös raskasmetallien poistoon vedestä.
Yhteystiedot
Dos. TkT Tuomo Sainio
puh. 05 - 621 2269
GSM 040 - 357 8683