أداة تستخدم لفصل الأشياء بحسب أحجامها

أداة تستخدم لفصل الأشياء بحسب أحجامها

المرشح . 

فإن المرشح هو أداة تُستخدم في الترشيح، وهي العملية التي تهدف إلى فصل المواد الصلبة عن غيرها من المواد السائلة أو الغازات، وهذا باستعمال أحد المرشحات الوسيطة، وبالتالي يساعد كثيرًا في التأكد من عدم وجود تلوث في المختبرات.

ما هو المرشح

هو عبارة عن أداة يتم استخدامها في فصل الأشياء بحسب حجمها .

حيث يعد عمله من الأمور اللازمة في غالبية المختبرات بهدف التخلص من الملوثات، كما يساعد في فصل المكونات عن بعضها البعض، بالإضافة إلى العمل على تلبية جميع التطبيقات الأخرى الضرورية، وفقًا لأن الطريقة المستعملة من أجل تصفية مزيج محدد سوف تختلف بحسب مجموعة من العوامل، مثل: التركيب الكيميائي.

أنواع المرشح

يوجد مجموعة من الأنواع للمرشحات، والتي يتم استخدامها في المختبرات، وهي كما يلي: [1]

• مرشح قمع منفصل.
• مرشح قمع بوشنر.
• مرشحات ماصة.

مرشح قمع منفصل: إذ أن الأقماع المنفصلة هي بمثابة أنواع من الوعاءات الزجاجية الخاصة بالمختبر، والمستعملة في عمليات الاستخراج السائلة، فإنهم يعملون على ترشيح أو فصل مزيج من السوائل إلى مرحلتين مختلفتين من المذيبات بكثافات متنوعة.

وحينما يتم سكب خليط من السوائل في القمع، سوف يغوص السائل الأعلى في الكثافة إلى القاع، وبمجرد أن يستقر السائل الكثيف بأسفل القمع، يُمكن تصريفه على أن يظل السائل الأقل في الكثافة فقط.

مرشح قمع بوشنر: وهو من أكثر الأنواع انتشارًا من ناحية استخدام معدات الترشيح في المختبرات، حيث يُستعمل قمع بوشنر كأحد الوسائل من أجل تسريع عملية الترشيح بالجاذبية عن طريق فراغ متواجد في الأسفل من المرشح في القارورة، وذلك الفراغ يدفع المزيج السائل خلال المرشح بسرعة فائقة.

عند دمج هذا الفراغ مع الترشيح بواسطة المساعدة من الضغط، من الممكن أن تقلل مسارات بوشنر بشكل كبير من مقدار الوقت الذي يحتاجه ترشيح الخليط، وكذلك تُخفض من كفاءتها، إلى جانب أن قمع بوشنر أيضًا يقوم بالتخلص من السائل المتبقي بطريقة فعالة أكثر لكي تُنتج مادة صلبة ونقية أكثر، وهو ما يكون غالبًا مركب معاد التبلور.

مرشحات ماصة: إن المواد الماصة عبارة عن أنواع من وسائط الترشيح، والتي تساهم في فصل السوائل من قِبل امتصاص سائل محدد وترك الآخر، فتكون العملية التي تستعملها المواد الماصة بغرض تصفية السائل مشابهة للإسفنج، عن طريق سحب سائل معين داخل نفسه، فيتم تنقية المنتج الذي تبقى بطريقة فعالة من ذلك السائل، وبمجرد امتصاص السائل، سوف يظل الماص محتفظًا به إلى أن يتجمد أو يتبخر، ومن اليسير كثيرًا استكمال ذلك النوع من الترشيح، لأنه يحتاج بكل بساطة أن يتلامس الماص مع السائل.

استخدامات المرشح

في الآتي يتم توضيح تطبيقات الترشيح الصناعية الأكثر انتشارًا: [2]

• حماية المعدات.
• التعقيم.
• الأمان والسلامة.
• عزل الجزيئات.
• يساعد في العمليات الصناعية.

حماية المعدات: حيث إنه بالتصنيع الصناعي، من الممكن أن يساهم الترشيح في حماية الآلات المكلفة والمعقدة عند استخدامها، وحينما لا يحدث الترشيح للجسيمات بطريقة صحيحة، فقد ينتج عنه تلف المعدات، مما يتسبب في النهاية إلى حالة من الفشل في النظام بأكمله، ومن الأمثلة على ذلك، أن الجسيمات المتبقية في الأنبوب يمكن أن ينتج عنها تآكل المعدن، وبالتالي، تؤدي إلى حدوث أعطال، ومن ثم تحتاج إلى استبدال أجزائها الأساسية بشكل مكلف.

التعقيم: الترشيح ضروري كثيرًا في الحفاظ على الأشياء، مثل: المواد الكيميائية، الماء، والمستحضرات الصيدلانية في وضع نقي ونظيف، إذ تكون خالية من الملوثات، فلم يكن الأمر متعلقًا بالترشيح، فمن الممكن ألا يتواجد مياه آمنة للشرب، والتي تلعب دورًا ضروريًا في إزالة الرمل، الرواسب، الكربون، والحصى وغيرها من الجسيمات العالقة.

الأمان والسلامة: من الممكن أن يساهم الترشيح في الحد من التلوث المتقاطع وغيره من المخاطر الصحية، فضلًا عن قضايا السلامة في محل العمل، والقضايا البيئية الأخرى، إضافةً إلى كونه يساعد الشركات في الامتثال لمعايير الجودة والسلامة التي أقرتها الوكالات، مثل: وكالة حماية البيئة و (OSHA).

عزل الجزيئات: لقد صُممت الأنابيب المثقوبة بفتحات بهدف فصل الجزيئات عن بعضها البعض، فالوضع يُشبه تصفية المعكرونة، تحتاج الكثير من العمليات الصناعية والتصنيعية إلى عزل الغازات، المواد الصلبة، الماء، الزيوت، وغيرها من السوائل الأخرى الخاصة بها للحفاظ على الأنظمة تعمل بطريقة صحيحة.

يساعد في العمليات الصناعية: حيث يساهم الترشيح في تدفق الكثير من العمليات الصناعية بأسلوب وكفاءة أكبر، ومن الأمثلة على هذا منصات النفط، فإنه عند استخراج الزيت من الأرض، يمتزج الحطام والرمل مع الزيت، وبالتالي قد يساهم وضع الأنابيب المثقوبة بالمصدر في إزالة بعض من هذه الجسيمات في الطريق، مما يساعد على توفير الجهد والوقت على السطح.

ما هي عملية الترشيح

إن الترشيح بمثابة عملية تستعمل بغرض فصل المواد الصلبة عن السوائل أو الغازات باستخدام مرشح وسيط يمنح فرصة للسائل فقط بالمرور، وليس المادة الصلبة، حيث إن مصطلح (الترشيح) سواء كانت الأداة بيولوجية، ميكانيكية، أو فيزيائية، فإن السائل الذي يمر خلال الفلتر يُعرف باسم (المرشح)، بجانب أن وسيط المرشح قد يكون بمثابة مرشح سطحي، وهو عبارة عن مادة صلبة تقوم بحبس الجسيمات الصلبة، أو مرشح عمق، والذي يكوّن طبقة من المواد التي تعمل أيضًا على حبس المادة الصلبة.

غالبًا ما تكون عملية الترشيح ليست كاملة، فتظل بعض السوائل على جانب التغذية الخاص بالمرشح، أو أن يكون مضمنًا في وسطه، علاوةً على مجموعة من الجسيمات الصلبة الصغيرة، بحيث تسلك طريقها عبر المرشح، مثل طرق الهندسة والكيمياء، وتتواجد بشكل دائم بعض المنتجات المفقودة، سواء كانت صلبة أو سائلة يتم جمعها. [3]

طرق الترشيح

يوجد أنواع مختلفة من طرق الترشيح، والتي تتوقف الطريقة المستعملة منها بشكل كبير على كون المادة الصلبة بمثابة جسيم (معلق)، أو تمت إذابته في السائل، وفي التالي عرض طرق الترشيح:

• الترشيح العام.
• الترشيح بالفراغ.
• الترشيح البارد.
• الترشيح الساخن.

الترشيح العام: يعتبر من أبسط طرق الترشيح، حيث تُستخدم الجاذبية من أجل تصفية المزيج، ويتم سكب الخليط من فوق على وسيط مرشح، مثلًا: ورق الترشيح، ومن ثم تقوم الجاذبية بسحب السائل نحو الأسفل، إذ تبقى المادة الصلبة على المرشح، في حين يتدفق السائل إلى أسفله.

الترشيح بالفراغ: يُستعمل خرطوم وقارورة بوشنر بهدف إنشاء فراغ لامتصاص السائل عن طريق الفلتر، وذلك يعمل على تسريع الفصل بطريقة كبيرة، ومن الممكن استعماله لتجفيف المادة الصلبة، حيث تستخدم التقنية ذات الصلة مضخة من أجل تكوين فرق الضغط على الجانبين من الفلتر.

الترشيح البارد: يتم استخدام الترشيح البارد بغرض تبريد المحلول سريعًا، مما يتسبب في تشكيل بلورات صغيرة، وتلك الطريقة تُستعمل عند إذابة المادة الصلبة في بداية الأمر، ومن الأساليب المنتشرة وضع الحاوية مع المحلول داخل حمام جليدي قبل البدء في الترشيح.

الترشيح الساخن: بالنسبة للترشيح الساخن، يتم فيه تسخين المحلول، القمع، والمرشح لتخفيف تكوّن الكريستال طوال الترشيح، وتعد مسارات التحويل الغير جذعية مفيدة، نتيجة أن مساحة السطح قليلة أكثر لنمو البلورات.