पदार्थ वहन

विकिपीडिया, मुक्‍त ज्ञानकोशातून

पदार्थ-वहन अथवा मास ट्रांसफर हा रासायनिक अभियांत्रिकी मधील एक महत्त्वाचा विषय आहे. या मध्ये मुख्यत्वे पदार्थाचे वहन एका स्थानावरुन दुसऱ्या स्थानावर कसे होते याचा अभ्यास होतो. उदा: एका भांड्याचे दोन भाग एका सछिद्र माध्यमाच्या मदतीने केले व दोन वेगवेगळ्या प्रकारची द्र्व्ये दोन भागात ठेवली तर काही वेळाने दोन्हि द्रव्ये एकमेकात पुर्णपणे मिसळुत जातील. या प्रकाराला पदार्थ वहन असे म्हणतात. दोन्हि पदार्थ एकमेकात मिसळुन जाण्याचा वेळ हा काही सेकंदाचा असु शकतो, मिनिटाचा, तासाचा अथवा दिवस किंवा वर्षांचा देखील असू शकतो. हा वेळ दोन द्र्व्यांमधिल अंतर, त्यांचे गुणधर्म, एकमेकात मिसळण्याची क्षमता व त्यांचे concentration यावर अवलंबुन असतो.

रासायनिक अभियंता याचा वापर मुख्यत्वे खालिल गोष्टि विकसित करण्यासाठि वापरतो.

  • शोषण- याला इंग्रजीमध्ये Absorption असे म्हणतात. याचा वापर मुख्यत्वे हवेमधिल अथवा उत्पादन-वायुमधिल दुषित तत्त्वे काढण्यासाठि होतो. यामध्ये दुषित तत्वांचा शोषक-द्र्व्यामध्ये शोषुन जाण्याचा क्षमतेचा वापर होतो. उदा: हवेत अमोनिया हे दुषित तत्त्व आहे. जर अशी हवा जर पाण्याच्या संपर्कात आलि तर हवेतिल अमोनियाचे पाण्यामध्ये वहन होउन जाइल व हवा शुद्ध होइल. अश्या प्रकारे विविध वायुंचे शोषक-द्र्व्यांमध्ये शोषण करता येते. शोषक-द्र्व्य म्हणून पाण्याचा बहुतांशी वापर होतो.
  • मिसळणे- याला आपल्याला माहिति असणारी संज्ञा आहे मिक्सिंग (Mixing) यामध्ये दोन द्र्व्ये अथवा घन पदार्थ द्र्व्यामध्ये मिसळणे या सर्वांना माहिति असणाऱ्या प्रकियेचा समावेश होतो. मिसळण्यासाठि विविध प्रकारांचा अवलंब केला जातो. उदा: पाण्यात साखर नुसति ढवळली तरी मिसळुन जाते, परंतु चहा मिसळण्यासाठि चहा उकळावा लागतो. औद्योगिक स्तरावर देखील अश्या विविध प्रकारांचा वापर केला जातो.
  • डिस्टिलेशन- Distillation (उर्व्धपातन}) पदार्थ वहन या शास्त्रातिल सर्वात चर्चिला जाणारा व सर्वात अभ्यासला जाणार हा प्रकार आहे. यामध्ये मुख्यत्वे भर द्र्व्यांच्या शुद्धिकरणांवर असतो. बाजारामध्ये शुद्ध द्र्व्यांना चांगली किंमत मिळत असल्या मुळे तसेच मागणी असल्यामुळे याचा बराच वापर रासायनिक उद्योग क्षेत्रात होतो. यामध्ये मुख्यत्वे दोन द्र्व्यांच्या विविध उकळणबिंदु असल्याचा उपयोग होतो. उदा; पाण्यात मीठ मिसळले असेल व समजा आपल्याला शुद्ध पाणी पाहिजे असल्यास आपण १०० ° से ला पाणी उकळतो व त्या पाण्याची वाफ दुसऱ्या जागी नेउन थंड करतो व परत पाणी बनवतो या थंड केलेल्या पाण्यात मीठ आजिबात नसते कारण मीठ १०० ° से अजुनहि घन स्वरुपात असते. अश्या प्रकारे पाण्याला मीठापासुन वेगळे करतो. औद्योगिक वापरातहि अश्याच तत्त्वाचा वापर डिस्टिलेशन मध्ये होतो. याचा वापर करून जरी द्र्व्याची शुद्धता वाढवता येत असली तरी यापद्धतीत होणारा उर्जेचा वापर प्रचंड आहे. सध्या शास्त्रज्ञ व तंत्रज्ञ उर्जेचा वापर कमी कसा होइल यावर भर संशोधनात भर देत आहेत.
  • स्फटीकीकरण Crystallization(शब्द सुचवावा) - या मध्ये दोन द्र्व्यांचा विविध गोठण बिंदु असतो या गुणधर्माचा वापर होतो. उदा: जेव्हा साखर-रस बनवला जातो व थंड केला जातो त्यावेळेसे साखरेचा गोठणबिंदु पाण्यापेक्षा खुपच जास्ति असल्याचा फायदा होतो व साखर घन स्वरुपात मिळु शकते.
  • ऍडसोर्बशन- Adsorption (शब्द सुचवावा) काही प्रकारचे धातु तसेच घन पदार्थ आपल्या पृष्ठभागावर द्र्व्य, वायु अथवा दुषिते आकर्षित करून घेउ शकतात त्याचा उपयोग इतर पदार्थांच्या शुद्धिकरणासाठि होउ शकतो.
  • एक्स्ट्राक्शन - Extraction (शब्द सुचवावा) काही द्र्व्ये एकमेकात मिसळतात व काही द्र्व्ये नाहि या गुणधर्माचा वापर या पद्धतीत करून द्र्व्ये शुद्ध करता येतात. उदा: मातीमध्ये सोन्याचे प्रमाण अत्यल्प असते. त्यामुळे मातीमधिल सोने वेगळे करण्यासाठि साइनाइड या द्र्व्याचा उपयोग होतो. या द्र्व्यात सोने विरघळुन जाते व इतर पदार्थ वेगळे पडतात. दुसरे तंत्र अवलंबुन सोने साइनाइडपासून वेगळे करता येते.