ما هي طرق المعالجة الكيميائية

آلية التفاعل الحراري في الكيمياء اللاعضوية تعتمد على نقل الحرارة من مصدر حراري إلى المادة التي ترغب في تفاعلها. ويمكن أن يحدث التفاعل الحراري بين المركبات اللاعضوية عند تسخينها معًا، مما يؤدي إلى تأثير مباشر على المعالجة الحرارية واستخدام الحرارة كوسيلة لتحفيز استجابة بدائية أو لرفع المعالجة الكيميائية. ويمكن استخدام الحرارة أيضًا لتجفيف المواد وإزالة الرطوبة منها.

تشمل عمليات صناعة المنسوجات العديد من العمليات التي تتضمن الإعداد والتجهيز والتشطيب والتصنيع بالإضافة إلى العديد من العمليات الأخرى. ويمكن تلخيص هذه العمليات على النحو التالي:

1- تصميم القطعة: وهي العملية التي يتم فيها تحديد نوع القماش ومقاس وشكل القطع.

2- التحضير والتجهيز: ويتضمن هذا المرحلة الغسيل والتقطيع والتجهيز والتنظيف والتصفية للأقمشة الخام وجعلها جاهزة للتعامل معها في المعامل.

3- المعالجة الكيميائية: يتطلب صنع المنسوجات إجراء عدة عمليات كيميائية مثل النسيج، الصباغة، التفريغ والتشطيب.

4- التصنيع: وهي العملية التي يتم فيها صنع الملابس والأقمشة الجاهزة بالاعتماد على الأنماط السابقة وحجم الطلب والمواد المتاحة.

5- التشطيب: يتضمن هذا المرحلة تنظيف المنسوجات وإضفاء لمسات التصميم الأخيرة عليها وجعلها جاهزة للإرسال إلى الأسواق.

6- التعبئة والتغليف: يتم في هذه المرحلة تغليف المنسوجات والأقمشة وجعلها جاهزة للبيع والتسليم إلى العملاء.

هناك عدة طرق يتم استخدامها في صناعة الورق المتين، ومن أهمها:

1- طريقة صناعة الورق بالألياف الخشبية: وتعتبر هذه الطريقة من أشهر الطرق المستخدمة في صناعة الورق المتين، حيث تتمثل العملية في تحويل الألياف الخشبية إلى ورقة من خلال عدة مراحل، مثل المعالجة الكيميائية والتحضير والتكسير والتبييض والتصفية والتجفيف.

2- طريقة صناعة الورق بالألياف النباتية: وتستخدم هذه الطريقة في صناعة الورق المصنوع من الألياف النباتية مثل القطن والكتان والقنب، وتتميز هذه الطريقة بأنها تنتج ورقًا متينًا وذو جودة عالية.

3- طريقة صناعة الورق بالألياف الصناعية: وتستخدم هذه الطريقة في صناعة الورق المنتج من الألياف الصناعية مثل اللب الورقي والبوليمرات الصناعية، وتتميز هذه الطريقة بأنها تنتج ورقًا متينًا وذو خصائص خاصة مثل مقاومة الشد والقوة والصلابة.

يتم تحويل الخشب إلى الورق بعدة خطوات، ويتم تصنيفها عادةً إلى ثلاثة أنواع رئيسية: التحضير، والمعالجة الكيميائية، والتشكيل.

1- التحضير: يتم في هذه المرحلة ، إذابة اللب الخشبي في الماء ومن ثم تدويره، كما يتم إزالة المواد الغريبة من اللب الخشبي بواسطة الغسل والمنخل. يتم تجفيف الخليط الناتج بعد ذلك.

2- المعالجة الكيميائية: يتم استخدام المواد الكيميائية لتطهير اللب الخشبي وتحسين جودة الورق. يمكن استخدام المواد الخام المختلفة لتحويل اللب الخشبي وتطهيره، بما في ذلك الكلور وخلات السيليلوز وأملاح الكالسيوم والصوديوم وغيرها. يتم تنظيف اللب الخشبي باستخدام هذه المواد الكيميائية وإزالة كل المواد الغريبة منه.

3- التشكيل: يتم إنشاء الورق بواسطة قولبة اللب الخشبي بواسطة تحطيمه وطحنه بشكل دائري ، و يتم تسوية اللب الخشبي واسنخاده و تشكيله بعد ذلك. يتم إضافة المواد المستخدمة في الطباعة أو الصناعة إلى المزيج ؛ مثل الملحقات الألياف و الأصباغ. و بعد ذلك يتم لف الورق في بكرات كبيرة.

تختلف أساليب التعقيم المتاحة للأخشاب المستخدمة في صناعة الأثاث والورق وفقاً للغرض من الاستخدام ومتطلبات الصناعة والتشريعات المحلية والدولية. ومن أشهر أساليب التعقيم المتاحة:

1- التعرض للحرارة الشديدة (مثل التعقيم بالبخار).
2- الأشعة فوق البنفسجية.
3- المعالجة الكيميائية مثل المبيدات الحشرية.
4- التعرض للأوزون.
5- التعرض للأيونات الموجبة والسالبة.
6- التعرض للبلازما الضوئية.
7- التعرض للجراثيم النافعة للبشر والحيوانات مثل البكتيريا اللاكتيكية.

تعتمد التكنولوجيا المستخدمة في تحلية المياه للاستخدام في الصناعات الخشبية والورقية على نوعية المياه المستخدمة ومدى التلوث الذي تعاني منه. ومن أهم التقنيات المستخدمة:

1- تحلية المياه بالتناضح العكسي: وهي تقنية شائعة وفعالة لتحلية المياه المالحة أو الملوثة. حيث يتم تمرير الماء عبر غشاء شبكي يتيح مرور الماء وعدم مرور الشوائب والأملاح.

2- تحلية المياه بالإشعاع الفوق بنفسجي: وتقنية تستخدم لتعقيم المياه والتخلص من الجراثيم والميكروبات الموجودة بها باستخدام الإشعاع الفوق بنفسجي.

3- الترشيح الفعال للمياه: وهي تقنية تعتمد على استخدام مواد ترشيح لاصطياد الشوائب والأملاح من المياه. وتتضمن هذه التقنية المرشحات الرملية والكربونية والسيراميكية.

4- المعالجة الكيميائية: وهي تقنية تعتمد على استخدام المواد الكيميائية للتخلص من الجراثيم والأملاح الموجودة في المياه وتحسين نوعية المياه قبل استخدامها في الصناعات الخشبية والورقية.

توجد العديد من طرق المعالجة الكيميائية المختلفة وتختلف حسب الصناعة ونوع المنتج المراد إنتاجه. ومن أهم تلك الطرق:

1- التحويل الكيميائي: حيث يتم تحويل المواد الخام إلى منتج نهائي بواسطة تفاعلات كيميائية، ويمكن استخدام هذه الطريقة في صناعات مختلفة مثل البتروكيماويات والأدوية والألياف الاصطناعية والدهانات والأسمدة والأغذية.

2- التنقية الكيميائية: حيث يتم تحويل المواد الخام إلى منتج نهائي بواسطة تنقيتها من الشوائب والملوثات، ويمكن استخدام هذه الطريقة في صناعة الأدوية والمواد الالكترونية والمواد الغذائية.

3- الترشيح الكيميائي: حيث يتم فصل الجسيمات الصلبة عن السائل باستخدام عوامل كيميائية مثل المذيبات المناسبة، ويمكن استخدام هذه الطريقة في صناعة الأدوية والألياف الاصطناعية والمواد الغذائية.

4- التبخير: حيث يتم تحويل السائل إلى بخار بواسطة تسخينه، ويمكن استخدام هذه الطريقة في صناعة الصبغات والأسمدة والأغذية.

5- التحليل الكيميائي: حيث يتم تحليل المركبات الكيميائية إلى مكوناتها المختلفة باستخدام عوامل كيميائية مثل الأحماض والقواعد، ويمكن استخدام هذه الطريقة في صناعة الأدوية والألياف الاصطناعية والمواد الغذائية.

أما إستخدام تلك الطرق في الصناعات، فتختلف حسب نوع الصناعة والمنتج المراد إنتاجه، فعلى سبيل المثال فإن الصناعات البتروكيماوية تستخدم الكثير من تلك الطرق لإنتاج مواد كيميائية مثل الإيثيلين والبولي بروبيلين والبلاستيك، بينما الصناعة الدوائية تستخدم تلك الطرق لإنتاج الأدوية والمستحضرات الصيدلانية.

عملية صناعة النفط والغاز تشمل عمليات كيميائية عديدة ومعقدة. وتتمثل هذه العمليات في مجموعة من الأنشطة كالتالي:

1- الاستكشاف: يتم استخدام تقنيات مثل التصوير الجيولوجي والزلزالي لتحديد مكان الموارد النفطية والمحتملة لتوفير النفط والغاز.

2- الحفر: عملية الحفر هي عملية الحفر في الأرض باستخدام المطارق الهيدروليكية أو الحفارات للعثور على قطع الصخور والبحث عن علامات على وجود النفط والغاز.

3- الانتاج: بعد اكتشاف الموارد، يبدأ العمل في إزالة الصخور والأتربة وتركيز عمليات الإنتاج على استخراج النفط والغاز.

4- الحقول النفطية: عندما يتم استخراج النفط والغاز، يتم نقلها من حقل النفط إلى محطة تخزين ومعالجة الذي يتواجد بجواره.

5- التكرير : حيث تتم عملية التفتيت لتحويل النفط الخام المستخرج إلى منتجات أخرى مثل البنزين والوقود الأول والبلاستيك والمواد الكيميائية الخام.

6- المعالجة الكيميائية: وتشمل معالجات الزيت الخام وضخ العوامل الكيميائية لإزالة المواد الحمضية والإزالة الكيميائية للشوائب مثل الكبريت والكربون والنتروجين.

7- الشحن والتخزين: بعد التكرير يتم شحن المنتجات إلى المستهلكين، يتم تخزين النفط والغاز في الخزانات المعلقة المصنوعة من الحديد أو الأسمنت لحمايته من الأضرار أو التلوث.

بشكل عام، يتم استخدام الكثير من العمليات الكيميائية في جميع مراحل صناعة النفط والغاز لتحسين وزيادة عائد الإنتاج وتحسين جودة المنتج النهائي.

يمكن تحقيق عدة فوائد من استخدام الكيمياء الضوئية في الهندسة الكيميائية، ومن أهم هذه الفوائد:

1. تحسين الإنتاجية: يمكن استخدام الكيمياء الضوئية لزيادة الإنتاجية في الصناعة الكيميائية، حيث يمكن استخدام الطاقة الضوئية لتفعيل عمليات التفاعل الكيميائي وبالتالي تحسين الكفاءة العامة للعمليات.

2. تحسين الأداء البيئي: يمكن استخدام الكيمياء الضوئية لتحسين الأداء البيئي للصناعات الكيميائية، حيث يمكن استبدال المواد الكيميائية الضارة بمواد آمنة وغير ضارة باستخدام الإضاءة الضوئية.

3. التحكم الدقيق في المعالجة الكيميائية: يمكن استخدام الكيمياء الضوئية لتحسين عمليات المعالجة الكيميائية المختلفة، عن طريق التحكم الدقيق بالإضاءة الضوئية، وتحسين جودة المنتج النهائي.

4. توفير الطاقة: يمكن استخدام الكيمياء الضوئية كوسيلة لتوفير الطاقة، حيث يمكن استخدام الإضاءة الضوئية لتفعيل التفاعلات الكيميائية بشكل أكثر كفاءة، مما يقلل من الحاجة إلى استخدام الطاقة الحرارية العالية.

5. تحسين جودة المنتج: يمكن استخدام الكيمياء الضوئية لتحسين جودة المنتج النهائي، حيث يمكن تحسين خصائص المواد الكيميائية المنتجة من خلال التحكم الدقيق بعمليات التفاعل الكيميائي باستخدام الإضاءة الضوئية.

لا يمكن إصلاح الكيمياء الإشعاعية للمواد العضوية وغير العضوية بالطرق العادية، ولكن يمكن إجراء بعض العمليات لإزالة الجزيئات المتحللة بسبب التعرض للإشعاع. ومن بين الطرق التي يمكن استخدامها:

1- التعرض للحرارة العالية: يمكن تسخين المادة المتضررة بحرارة عالية، وهذا يساعد على تفتيت بعض المركبات المتحللة وتكوين مركبات جديدة.

2- التحلل الكيميائي: يُستخدَم في هذه الطريقة المواد الكيميائية الخاصة لتفكيك جزيئات المادة المتضررة المتحللة إلى جزيئات أقل خطورة صحية.

3- التعرض للأشعة فوق البنفسجية: يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية لتقليل التشابك الجزيئي الناتج عن الإشعاع.

4- المعالجة الكيميائية: يمكن استخدام المواد الكيميائية الخاصة لتعويض فقدان الأجزاء الأساسية في المواد المتضررة. يمكن استخدام هذا النوع من المعالجة في الأسمنت والزجاج والبلاستيك.