אנו מסבירים מהו סינון והסוגים הקיימים. כמו כן, כמה דוגמאות ושיטות להפרדת תערובות.
מהו סינון?
סינון ידוע כטכניקה להפרדה מוצק ב הַשׁעָיָה בתוך נוזלנוזל אוֹ גַז), באמצעות מדיום סינון המורכב מחומר נקבובי הנקרא מסננת, מסנן או מסך. מסנן זה שומר על המוצקים הגדולים יותר ומאפשר לנוזל לעבור יחד עם חלקיקים גוּץ.
תהליך הסינון דומה מאוד לזה של ה- מנופה, אלא שהאחרון משמש להפרדת חומרים מוצקים בעובי או בגודל שונה. סינון היא אחת השיטות הנפוצות ביותר להפרדת תערובות בחיי היומיום של ה- בן אדם. זוהי גם שיטה בשימוש נרחב בסוגים שונים של תעשיותלכן, ישנם מכשירים מכאניים שונים המסוגלים לבצע זאת במגוון רחב של דיוק.
בדרך כלל, אנו מדברים על דליפות בחיי היומיום כאשר אנו מתייחסים לעודפים של לחות שמרככים מלט וחומרי בניין אחרים, ומאפשרים למים להציף לתוך הנקבוביות של קירות, תקרות ו קרקעות, פורצים ומדרדרים אותם. במקרה כזה, זה ה מים זה שמסנן דרך המלט, ובדיבור נאמר לעתים קרובות "יש נזילות בקירות או בתקרה".
סוגי סינון
בתהליך הסינון, מה שנשאר בפילטר נקרא "שאריות", ומה שעובר דרכו נקרא "פילטר". חומר המסנן המרכיב את המסנן חיוני כדי להבטיח שהסינון יפעל כראוי למטרות ספציפיות. ישנם סוגים שונים של חומרים נקבוביים המשמשים כאמצעי סינון, כגון בד, מוצקים נקבוביים או מחוררים, סיבים פולימריים. מצד שני, בהתאם לגודל הנקבוביות של חומר המסנן בו נעשה שימוש, ניתן לסווג את תהליך הסינון לסוגים שונים:
- סינון רגיל. זהו התהליך שמתבצע עם ממברנות או נפות שהנקבוביות שלהן שוות או גדולות ממילימטר אחד (מ"מ).
- מיקרו סינון. זהו סוג הסינון שמתבצע במסננות שהנקבוביות שלהן נעות בין 0.1 ל-10 מיקרון (1 מ"מ = 1000 מיקרון).
- סינון אולטרה. תהליך הסינון הוא ששומר מולקולות שמשקלו עולה על 103 דלתון/גמול, מה שמאפשר להפריד חֶלְבּוֹן או לחטא מים עם בַּקטֶרִיָה. לפיכך, סינון מסוג זה מאפשר סינון חלקיקים בקוטר של עד 0.01 מיקרון.
- ננו סינון. תהליך זה מאפשר שמירה של מולקולות ללא מטען חשמלי בעלות משקל גבוה מ-200 דלטון/גמול בממברנת הסינון, והוא מיושם ב תעשייה כימית בעיקר לריכוז תרכובות אורגניות.
דוגמאות לסינון
כשסיימנו להרתיח פסטה אנחנו מפרידים אותה דרך מסננת.
כמה דוגמאות יומיומיות של סינון יכולות להיות:
- תכין קפה. להכנת קפה או חליטות אחרות מכניסים את החומר (תה, קפה וכו') במגע עם מים רותחים או חמים מאוד, כדי לאלץ אותו לשחרר את תוכנו למים. אז יש להפריד ביניהם, ולשם כך ה תַעֲרוֹבֶת בפילטר, עשוי בד או נייר, ששומר על החלקיקים הגסים יותר של העירוי (מה שנקרא "מחיקה" של הקפה) ונותן לנוזל לעבור דרכו.
- נזילות מצינורות שבורים. מים מצינור שבור יכולים להצטבר ולחלחל מבעד לבטון ממנו עשויים מבנים, לרכך את עקביותו ולפקוד את דרכם כלפי מטה באמצעות עבודת כוח משיכה, או כלפי מעלה עקב לַחַץ. בשני המקרים, המים מחלחלים דרך המלט, ומשאירים חלקיקים בצד השני של הקיר.
- מטהרי מים. מסנני מים פעלו במשך מאות שנים על ידי ניפוי מי שתייה, אם באמצעות אבנים נקבוביות במיוחד (כמו בצנצנות או צנצנות) או באמצעות ניירות, פקקים ומוצקים אחרים המשמשים לשמירת החלקיקים שהמים מביאים איתם. בצורה זו, המים נקיים ככל האפשר.
- מסננים את הפסטה. כשאנחנו מכינים פסטה או ספגטי, אנחנו מרתיחים את מזון במים ואז אנחנו מפרידים אותו דרך מסננת, שהיא לא יותר ממסנן גס. כך, אפשר לשמור את הפסטה המבושלת ולהשליך את המים החמים.
סינון מים
סינון מים הוא א תהליך הכרחי כדי להבטיח את יכולת השתייה המינימלית שלו, כלומר, הוא אינו מכיל אבנים, אדמה, מתכות או חומרי פסולת אחרים שאולי גררו את דרכו לבתינו.
לשם כך, נעשה שימוש במכשירי סינון או מנגנונים המותקנים בצינור עצמו, אשר שומרים על לכלוך וחומרים מוצקים, ומאפשרים למים לעבור דרך גופם הנקבובי. מנגנון זה אינו מונע נגד מיקרואורגניזמים, כך שזה רק מבטיח אמצעי סניטרי ראשון לצריכת מים.
שיטות הפרדת תערובת
סינון הוא רק אחת מהשיטות להפרדת תערובות, כלומר אחת ההליכים שיש לנו בהפרדה בין שני חומרים מעורבים או יותר. שיטות אחרות להפרדת תערובות הן:
- ניקיון. זוהי שיטת הפרדה פיזיקלית המורכבת מהמתנה לכוח הכבידה שיפעל על המוצקים הנמצאים בנוזל, מה שמאפשר להם לשקוע ולהסרה מכנית. זה יכול לשמש גם כדי להפריד בין תערובת של שני נוזלים שיש להם שונים צפיפות, כלומר, הם אינם ניתנים לערבב זה עם זה. במקרה זה, התערובת הכלולה במערכת הפרדה (למשל משפך הפרדה) מותרת לשקוע, כאשר הנוזל הצפוף ביותר עובר לתחתית, והפחות צפוף נשאר בחלק העליון, מה שמאפשר להפריד את שניהם.
- הפרדה מגנטית. להפריד מתכות או חלקיקים מגנטיים של נוזל או מוצק אחר, א מַגנֵט מכיוון שהוא ימשוך רק חלקיקים מתכתיים, וישאיר חלקיקים דיאמגנטיים שלמים (חלקיקים דוחים שדה מגנטיכלומר, הם אינם נמשכים על ידי השדה המגנטי שנוצר על ידי מגנט).
- זִקוּק. זהו הליך המורכב מהפרדת מרכיבי תערובת נוזלית באמצעות ההבדל ביניהם נקודות רתיחה ועיבוי. כך, חום מסופק לתערובת, עד שהרכיב הרותח נמוך יותר עובר לשלב האדים. ואז זה קִיטוֹר הוא מתעבה במיכל אחר, והנוזל בעל נקודת הרתיחה הגבוהה ביותר נשאר במיכל המקורי. בדרך זו, שני הנוזלים מופרדים.
- אידוי. זהו תהליך הדומה לזיקוק. הוא מאפשר להפריד בין תערובות מוצקים בנוזלים. במקרה זה, הנוזל בו מומס המוצק מתאדה, וכך ניתן לשחזר את המוצק בתחתית המיכל. תהליך זה משמש במשטחי המלח כדי להפריד את המלח שאנו משתמשים בו מאוחר יותר בארוחות שלנו (NaCl), ממי הים.