Trennverfahren

Ein Trennverfahren ist ein Prozess, mit dessen Hilfe gezielt Stoffe, unter Ausnutzung ihrer Eigenschaften, aus einem Stoffstrom entfernt werden. Je nach Einsatz kann der abgetrennte Stoff eine Verunreinigung oder das gewünschte Produkt darstellen.

Trennverfahren werden nach den Eigenschaften des Stoffgemischs und dem Ziel des Trennvorgangs ausgesucht. Nahezu alle Eigenschaften, die einen Stoff in einem Stoffgemisch von anderen unterscheiden, lassen sich nutzen, um diesen Stoff aus einem Stoffgemisch abzutrennen. Dies umfasst sowohl mechanische und physikalische als auch chemische und biologische Eigenschaften des Stoffs, beispielsweise Dichte, Magnetismus oder Siedepunkt.

Mechanische Merkmale, anhand derer ein Stoff aus einem Stoffstrom abgetrennt werden kann, sind Dichte, Größe und Form von Stoffen. Wenn sich einzelne Stoffe aufgrund dieser Merkmale vom restlichen Stoffstrom unterscheiden, können sie unter anderem mit einem Sieb, einem Filter oder einem Zyklonabscheider abgetrennt werden. Auch die Magnetisierbarkeit und die Leitfähigkeit werden teilweise den mechanischen Eigenschaften zugerechnet. Für eine Trennung können dann Magnetabscheider oder Wirbelstromscheider genutzt werden.

Einen großen Bereich nehmen auch thermische Trennverfahren wie die Destillation und die Rektifikation ein, die auf der Trennung anhand unterschiedlicher Siedepunkte beruhen. Analog lassen sich unterschiedliche Erstarrungstemperaturen nutzen, um Stoffe aus einem Gemisch abzuscheiden. Dabei werden flüssige Gemische auf eine definierte Temperatur abgekühlt.

Liegen die Siedepunkte zu nah beieinander oder soll ein gelöster Stoff aus einer Flüssigkeit abgetrennt werden, ist es möglich, chemische Trennverfahren wie die Fällung oder Extraktion zu nutzen. Dort werden chemische Reaktionen und die Löslichkeit von Stoffen genutzt, um sie aus der Flüssigkeit abzutrennen. Chemische Merkmale können auch herangezogen werden, wenn es sich um ein Stoffgemisch handelt, das anhand mechanischer Eigenschaften nicht trennbar ist. Schonende effiziente Verfahren werden im Bereich der biologischen Trennverfahren entwickelt. Hier werden unter anderem Enzyme genutzt, um einen Stoff aus einem Gemisch zu entfernen.

Der Erfolg von Trennverfahren lässt sich messen, indem die Konzentration des abzutrennenden Stoffs vor und nach dem Trennprozess festgestellt wird. Zudem kann bestimmt werden, welcher Anteil eines erwünschten Stoffs tatsächlich durch das Trennverfahren abgetrennt wurde. Diese Größe wird Ausbringung genannt.

Trennverfahren kommen in vielen Bereichen zum Einsatz. Je nach angewendetem Trennverfahren unterscheiden sie sich in ihrer Energieintensität. Besonders energieintensiv sind thermische Trennverfahren. Dies kann beispielsweise die Primärdestillation von Rohöl sein oder die kryogene Zerlegung von Luft, um Sauerstoff zu gewinnen. Dabei ist es notwendig, große Mengen Energie für das Erwärmen oder Abkühlen der Ausgangsstoffe bereitzustellen. In mechanischen Trennverfahren ist meist nur ein geringerer Energiebedarf für Antriebe sicherzustellen. Anwendungsbeispiele für mechanische Trennverfahren können in der Aufbereitung von Rohstoffen wie Erzen, Kohle oder Gesteinen gefunden werden.

Synonym(e):

Separationsverfahren

Englische Übersetzung(en):

separation process