Erilaiset seostyypit ja niille soveltuvat yleisimmät erotusteknologiat
Teollisissa prosesseissa joudutaan usein erottamaan toisiinsa sekoittuneita komponentteja toisistaan. Seoksen komponentit voivat olla kiinteää ainetta, nesteitä tai kaasuja. Seoksissa nämä komponentit eivät ole kemiallisesti yhdistyneet, vaan ne ovat vain sekoittuneet toisiinsa, jolloin niiden erottamiseen ei myöskään tarvita kemiallisia reaktioita. Tällaiset seokset voidaankin erottaa toisistaan käyttäen fysiikan lakien mukaisia erotustekniikoita.
Soveltuvan erotustekniikan valinnassa on tarpeellista ymmärtää erilaiset seokset ja niiden ominaisuudet. Erilaiset seokset voidaan luokitella niissä olevien komponenttien olomuodon mukaisesti kuuteen eri pääkategoriaan.
- Kiintoaine-kiintoaine-seokset
- Neste-kiintoaine-seokset
- Kaasu-kiintoaine-seokset
- Neste-Neste-seokset
- Neste-kaasu-seokset
- Kaasu-kaasu-seokset
Alle on koottu havainnollistavia esimerkkejä kustakin eri seostyypistä sekä seoskomponenttien erottamisen perusteknologioita.
1. Kiintoaine-kiintoaine-seokset
Tyypillinen kiintoaineiden seos voi olla esimerkiksi jauhojen ja sokerin seos. Vain yhtä ainetta olevia jauheita ei kutsuta seoksiksi, sillä seokseen vaaditaan vähintään kahta eri ainesosaa. Eri kiintoaineet voidaan erottaa toisistaan esimerkiksi kokoon perustuvalla sihtauksella tai magneettisuuteen perustuvalla magneettierotuksella.
2. Neste-kiintoaine-seokset
2.1 Lietemäiset suspensiot
Esimerkiksi veteen sekoitettu maa-aines, jossa on hiekkaa ja savea, muodostaa lietemäisen suspension. Tällainen veteen liukenematon eli suspendoitunut kiintoaines muodostaa veden kanssa samean seoksen, eikä siitä tyypillisesti näe kunnolla läpi. Suspendoitunut kiintoaines voidaan erottaa nesteestä esimerkiksi suodattamalla, laskeuttamalla tai pyörrepuhdistuksella.
2.2 Liuokset
Pooliset kiintoaineet liukenevat poolisiin liuottimiin. Vesi on yleisin liuotin ja se on poolinen. Sokeri ja suola ovat myös poolisia aineita ja ne liukenevat hyvin veteen. Kun suola liukenee veteen, seoksesta tulee kirkas läpinäkyvä liuos. Liuennutta suolaa ei pystytä poistamaan nesteestä suodattamalla eikä keskipakovoimaan perustuvalla separointilingolla. Suolaisesta vedestä voidaan erottaa suola haihdutuksen avulla ja makeaa vettä voidaan valmistaa merivedestä käänteisosmoosin avulla.
3. Kaasu-kiintoaine-seokset
Tyypillisiä kaasun ja kiintoaineen seoksia ovat esimerkiksi ilmassa lentävät siitepölyhiukkaset tai palokaasuissa olevat nokipartikkelit. Savukaasuista kiintoainepartikkelit voidaan erottaa suodattamalla, pyörrepuhdistuksella tai savukaasupesurin avulla.
4. Neste-Neste-seokset
4.1 Emulsiot
Emulsio on kahden luonnostaan toisiinsa sekoittumattoman nesteen, kuten veden ja ruokaöljyn seos. Esimerkiksi maito ja majoneesi ovat emulsioita. Emulsioiden perusväri on valkoinen ja esimerkiksi maidon vesi ja rasvat muodostavat valkean samean seoksen. Toisiinsa sekoittunut maidon rasva ja vesi voidaan erottaa toisistaan keskipakovoimaan perustuvalla separointilingolla. Jäteveteen sekoittunut öljy voidaan erottaa adsorptioon perustuvilla öljynerotuspatruunoilla.
4.2 Liuokset
Kahden toisiinsa liukenevan nesteen seosta kutsutaan myös liuokseksi. Pooliset nesteet liukenevat poolisiin liuottimiin. Vesi on yleisin liuotin ja se on poolinen. Alkoholi on myös poolinen ja se liukenee hyvin veteen. Liuoksessa olevat nesteet voidaan erottaa toisistaan tislaamalla ne eri haihtuvuuksiin perustuen.
5. Neste-kaasu-seokset
Pilvet, sumu ja vesihöyry ovat esimerkkejä seoksista, joissa pienet vesipisarat ovat suspendoituneet ilmaan. Esimerkiksi lamellityyppisillä pisaranerottimilla voidaan erottaa nestepisarat savukaasupesureissa tai sellutehtaiden haihduttamoissa.
6. Kaasu-kaasu-seokset
Kaasuissa aineiden atomit ja molekyylit ovat kaukana toisistaan ja tämän vuoksi eri kaasut myös sekoittuvat helposti toisiinsa. Maan ilmankehän ilma on hyvä esimerkki usean kaasun seoksesta. Ilmakehässä on sekoittuneena typpeä, happea, argonia, hiilidioksidia sekä pieniä määriä muita kaasuja, kuten heliumia ja metaania. Tällä hetkellä tutkitaan useita eri teknologioita, kuinka teollisuuden prosesseista saadaan otettua hiilidioksidi talteen ja hyötykäyttöön.
Haluaisitko ymmärtää paremmin erilaisia seoksia sekä tutustua erotusprosessien suunnitteluun ja valintaan liittyviin peukalosääntöihin? Lue tästä, kuinka valitset erilaisille seoksille parhaiten soveltuvan erotusteknologian.
Asiantuntija apunasi
Petri Grandell
Petrillä on yli viidentoista vuoden kokemus erotusratkaisuista. Hän on ollut useissa projekteissa kehittämässä mm. nesteiden ja kaasujen suodatusratkaisuja yhteistyössä asiakkaidemme, päämiestemme ja tutkimuslaitosten kanssa. Hyödynnä Petrin asiantuntijuus ja kokemus, kun etsitte ratkaisua esimerkiksi lämpöherkkien aineiden erottamiseen tai kuumien kaasujen ja erilaisten nesteiden suodatukseen.