Solvent impregnated resin
દ્રાવક ગર્ભિત રેઝિન (એસ. આઈ. આર.) વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ (મેક્રો) છિદ્રાળુ રેઝિન છે જે દ્રાવક/અર્ક સાથે ગર્ભિત હોય છે. આ અભિગમમાં, પ્રવાહી અર્ક (શોષણ) કણોના છિદ્રોમાં સમાયેલો હોય છે. સામાન્ય રીતે, અર્ક એ કાર્બનિક પ્રવાહી હોય છે. તેનો હેતુ આસપાસના જલીય વાતાવરણમાંથી એક અથવા વધુ ઓગળેલા ઘટકો કાઢવાનો છે. મૂળભૂત સિદ્ધાંત શોષણ, ક્રોમેટોગ્રાફી અને પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણને જોડે છે. સોલ્વન્ટ ઇમ્પ્રેગ્નેટેડ રેઝિનનો સિદ્ધાંત સૌપ્રથમ 1971 માં અબ્રાહમ વાર્શૉસ્કી દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યો હતો. આ પ્રથમ સાહસનો ઉદ્દેશ ધાતુઓના નિષ્કર્ષણનો હતો. ત્યારથી, એસ. આઈ. આર. નો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ધાતુના નિષ્કર્ષણ માટે થાય છે, પછી ભલે તે ભારે ધાતુઓ હોય અથવા ખાસ કરીને કિરણોત્સર્ગી ધાતુઓ હોય. એસ. આઈ. આર. પર ઘણું સંશોધન જે. એલ. કોર્ટિના અને દા. ત. દ્વારા કરવામાં આવ્યું છે. એન. કાબે, કે. જેરાબેક અથવા જે. સેરરોલ્સ. જો કે, તાજેતરની તપાસ કુદરતી સંયોજનોને અલગ કરવા માટે અને બાયોટેકનોલોજીકલ ઉત્પાદનોને અલગ કરવા માટે પણ એસ. આઈ. આર. નો ઉપયોગ કરવા તરફ જાય છે. મૂળભૂત સિદ્ધાંત જમણી બાજુની આકૃતિ 1 મૂળભૂત સિદ્ધાંતને સમજાવે છે, જેમાં કાર્બનિક અર્ક E છિદ્રાળુ કણોના છિદ્રોની અંદર સમાયેલ છે. સોલ્યુટ એસ, જે શરૂઆતમાં એસ. આઈ. આર. કણની આસપાસના જલીય તબક્કામાં ઓગળી જાય છે, તે નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયા દરમિયાન કાર્બનિક નિષ્કર્ષણ તબક્કામાં ભૌતિક રીતે ઓગળી જાય છે. વધુમાં, દ્રાવણ S એક જટિલ ES બનાવવા માટે અર્ક સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. અર્ક સાથે દ્રાવણની આ જટિલતા એકંદર નિષ્કર્ષણ સંતુલનને કાર્બનિક તબક્કા તરફ આગળ વધે છે. આ રીતે, દ્રાવણનું નિષ્કર્ષણ વધે છે. જ્યારે પરંપરાગત પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણ દરમિયાન દ્રાવક અને અર્કને વિખેરવું પડે છે, ત્યારે એસ. આઈ. આર. સુયોજનમાં વિખેરણ પહેલેથી જ ગર્ભિત કણો દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. આ વધારાના તબક્કાના વિભાજનના પગલાને પણ અટકાવે છે, જે પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણમાં થતા પ્રવાહી મિશ્રણ પછી જરૂરી હશે. પ્રવાહી મિશ્રણની અસરને સ્પષ્ટ કરવા માટે, આકૃતિ 2 (ડાબી બાજુએ) પ્રવાહી-પ્રવાહી સંતુલનમાં અર્કની બે પ્રણાલીઓની સરખામણી પાણી, ડાબી બાજુ અને પાણી સાથે સંતુલનમાં એસ. આઈ. આર. કણો સાથે કરે છે. આ આંકડો દર્શાવે છે કે એસ. આઈ. આર. પ્રણાલીમાં કોઈ પ્રવાહી મિશ્રણ થતું નથી, જ્યારે પ્રવાહી-પ્રવાહી પ્રણાલી પ્રવાહી મિશ્રણને સૂચિત કરતી અસ્પષ્ટતા દર્શાવે છે. ઉપરાંત, ગર્ભાધાનનું પગલું પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણની તુલનામાં જલીય તબક્કામાં દ્રાવકના નુકસાનને ઘટાડે છે. અર્ક કાઢવાના નુકસાનમાં આ ઘટાડો કણની સપાટી પર અર્ક કાઢવાના ભૌતિક શોષણમાં ફાળો આપે છે, જેનો અર્થ છે કે છિદ્રોની અંદરનો અર્ક સંપૂર્ણપણે જથ્થાબંધ પ્રવાહી તરીકે વર્તે નહીં. વપરાયેલ કણોના છિદ્રોના કદના આધારે, કેશિકા બળો પણ અર્કને જાળવી રાખવામાં ભૂમિકા ભજવી શકે છે. નહિંતર, વેન-ડેર-વાલ્સ બળો, પાઇ-પાઇ-ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અથવા હાઇડ્રોફોબિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ કણોના છિદ્રોની અંદરના અર્કને સ્થિર કરી શકે છે. જો કે, અર્ક કાઢવાના નુકસાનમાં સંભવિત ઘટાડો મોટાભાગે છિદ્રના કદ અને અર્ક કાઢવાની પાણીની દ્રાવ્યતા પર આધાર રાખે છે. તેમ છતાં, એસ. આઈ. આર. નો નોંધપાત્ર ફાયદો છે, દા. ત. રાસાયણિક રીતે બંધાયેલા લિગાન્ડ્સ સાથે કસ્ટમ મેઇડ આયન-એક્સચેન્જ રેઝિન. એસ. આઈ. આર. નો વિવિધ વિભાજન કાર્યો માટે માત્ર એક જટિલ એજન્ટને ધોઈને અને અન્ય વધુ યોગ્ય અર્ક સાથે ફરીથી ગર્ભિત કરીને ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ રીતે, સંભવિત ખર્ચાળ ડિઝાઇન અને ઉત્પાદનના પગલાં દા. ત. એફિનિટી રેઝિન ટાળી શકાય છે. છેવટે, કણોના છિદ્રોના સંપૂર્ણ જથ્થાને નિષ્કર્ષણ (જટિલ એજન્ટ) સાથે ભરીને, દ્રાવકોની ઉચ્ચ ક્ષમતા સામાન્ય શોષણ અથવા આયન વિનિમય રેઝિનની તુલનામાં પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, જ્યાં માત્ર સપાટી વિસ્તાર ઉપલબ્ધ હોય છે. જો કે, એસ. આઈ. આર. તકનીકની સંભવિત ખામીઓ છે, જેમ કે અર્કનું લીચિંગ અથવા કણોના ઘર્ષણ દ્વારા નિશ્ચિત પથારીને બંધ કરવી. યોગ્ય કણ-નિષ્કર્ષણ-પ્રણાલી પસંદ કરીને આનો ઉકેલ લાવી શકાય છે. આનો અર્થ એ છે કે ઓછી પાણીની દ્રાવ્યતા સાથે યોગ્ય અર્કની પસંદગી કરવી, જે છિદ્રોની અંદર પૂરતા પ્રમાણમાં જાળવી રાખવામાં આવે છે, અને અર્ક માટે નક્કર આધાર તરીકે યાંત્રિક રીતે સ્થિર કણોની પસંદગી કરવી. વધુમાં, એસ. આઈ. આર. ને કોટિંગ દ્વારા સ્થિર કરી શકાય છે, જેમ કે ડી. મુરાવીવ એટ અલ દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે. કોટિંગ મટિરિયલ તરીકે, એ. ડબલ્યુ. ટ્રોચિમ્ઝુક એટ અલ. પોલીવિનાઇલ આલ્કોહોલનો ઉપયોગ કર્યો. કાઢેલા દ્રાવણને દૂર કરવા અથવા પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે, એસ. આઈ. આર. કણોને નીચા દબાણવાળા વરાળને કાપીને પુનર્જીવિત કરી શકાય છે, જે ખાસ કરીને અસ્થિર હાઇડ્રોકાર્બનની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે અસરકારક છે. જો કે, જો કાઢવામાં આવેલા દ્રાવણનું વરાળનું દબાણ ખૂબ ઓછું હોય, અથવા જો દ્રાવણ અને અર્ક વચ્ચેની જટિલતા ખૂબ મજબૂત હોય, તો અન્ય તકનીકો લાગુ કરવાની જરૂર છે, દા. ત. પીએચ સ્વિંગ. તૈયારીની તકનીકો મુખ્ય ગર્ભાધાનની તકનીકો ભીનું ગર્ભાધાન અને સૂકું ગર્ભાધાન છે. ભીના ગર્ભાધાન દરમિયાન, છિદ્રાળુ કણો અર્કમાં ઓગળી જાય છે અને સંબંધિત પ્રવાહી સાથે પલાળવામાં આવે છે. આ અભિગમમાં, કણોને કાં તો અર્કની પૂર્વગણતરી કરેલી માત્રા સાથે સંપર્ક કરવામાં આવે છે, જે સંપૂર્ણપણે છિદ્રાળુ મેટ્રિક્સમાં ભળી જાય છે, અથવા કણોને અર્કની વધારાની માત્રા સાથે સંપર્ક કરવામાં આવે છે. પલાળ્યા પછી, બાકીના અર્ક, જે છિદ્રોની અંદર નથી, તે બાષ્પીભવન થાય છે. જો ભીની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો ગર્ભાધાન પહેલાં અર્કને વધારાના દ્રાવકમાં ઓગાળવામાં આવે છે. છિદ્રાળુ કણો પછી અર્ક-દ્રાવક દ્રાવણમાં વિખેરાય છે. કણોને પલાળ્યા પછી, વધારાનું દ્રાવક કાં તો ફિલ્ટર કરી શકાય છે અથવા બાષ્પીભવન કરી શકાય છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, એક અર્ક-દ્રાવક મિશ્રણ છિદ્રોની અંદર જાળવી રાખવામાં આવશે. આ અર્ક કાઢનારાઓ માટે રસપ્રદ રહેશે જે શુદ્ધ હોય ત્યારે ડિઝાઇનની સ્થિતિમાં નક્કર હોય છે. બીજા કિસ્સામાં, છિદ્રોની અંદર માત્ર અર્ક જ રહેશે. આકૃતિ 3 ભીના ગર્ભાધાન પછી જલીય દ્રાવણમાં વિખેરાયેલા છિદ્રાળુ કણો દર્શાવે છે. આકૃતિ 3 માં કટ-આઉટ આવા ગર્ભિત કણની સપાટીનો મોટો ભાગ દર્શાવે છે. એક વધારાની, જોકે એટલી વારંવાર ઉપયોગમાં ન આવતી તકનીક એ મોડિફાયર એડિશન પદ્ધતિ છે. આ તકનીક અર્ક કાઢનાર/દ્રાવક/સંશોધક પ્રણાલીના ઉપયોગ પર આધારિત છે. વધારાના પરિવર્તક કણ છિદ્રોમાં અર્કના પ્રવેશને વધારવા માટે માનવામાં આવે છે. દ્રાવક પછીથી બાષ્પીભવન થાય છે, કણોના છિદ્રોમાં અર્ક અને સંશોધક છોડે છે. વધુમાં, ગતિશીલ સ્તંભ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. જ્યાં સુધી કણો સંપૂર્ણપણે પલાળી ન જાય ત્યાં સુધી તેમને દ્રાવક સાથે સંપર્ક કરવામાં આવે છે. આ કોલમમાં પેક કરતા પહેલા અથવા પછી કરી શકાય છે. જ્યાં સુધી ઇનલેટ અને આઉટલેટ સાંદ્રતા સમાન ન હોય ત્યાં સુધી પેક કરેલ બેડને પ્રવાહી અર્કથી ધોઈ નાખવામાં આવે છે. આ અભિગમ ખાસ કરીને રસપ્રદ છે જ્યારે કણો પહેલેથી જ સ્તંભમાં પેક કરવામાં આવે છે અને એસ. આઈ. આર. એપ્લિકેશન માટે ફરીથી ઉપયોગમાં લેવાશે. ધાતુના નિષ્કર્ષણમાં એસ. આઈ. આર. ની મોટાભાગે, એસ. આઈ. આર. ની તપાસ કરવામાં આવી છે અને તેનો ઉપયોગ ભારે ધાતુઓની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે કરવામાં આવે છે. ઉપયોગોમાં કેડમિયમ, વેનેડિયમ, કોપર, ક્રોમ, ઇરિડિયમ વગેરેને દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે. કાર્બનિક પદાર્થોનું નિષ્કર્ષણ તાજેતરમાં જ અન્ય નિષ્કર્ષણ ઉપયોગોની તપાસ કરવામાં આવી છે, દા. ત. કહેવાતી મેક્રો-પોરસ પોલિમર એક્સટ્રેક્શન (એમ. પી. પી. ઈ.) ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઓફશોર ઓઇલ પ્લેટફોર્મ પર અપોલર ઓર્ગેનિક્સની મોટા પાયે પુનઃપ્રાપ્તિ. આવી એપ્લિકેશનમાં, જ્યાં એસ. આઈ. આર. કણો ભરેલા પથારીમાં સમાયેલા હોય છે, ત્યાં મહત્તમ પ્રવાહ પ્રતિબંધો વિના 0.5 એમ. 3 એચ-1 થી ઉપરની તરફના પ્રવાહ દરને દેખીતી રીતે એર સ્ટ્રિપિંગ/સક્રિય કાર્બન, સ્ટીમ સ્ટ્રિપિંગ અને બાયો ટ્રીટમેન્ટ સિસ્ટમ્સ માટે સ્પર્ધાત્મક ગણવામાં આવે છે. વધારાની તપાસ, મોટે ભાગે શૈક્ષણિક વાતાવરણમાં કરવામાં આવે છે, જેમાં બેન્ચ-સ્કેલ અથવા પાયલોટ-સ્કેલ પર એમિનો-આલ્કોહોલ, કાર્બનિક એસિડ, એમિનો એસિડ, ફ્લેવોનોઈડ્સ અને એલ્ડિહાઇડ જેવા ધ્રુવીય કાર્બનિક પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે. ઉપરાંત, એ. બી. ના જૂથમાં વધુ ધ્રુવીય દ્રાવકોને અલગ કરવા માટે એસ. આઈ. આર. ના ઉપયોગની તપાસ કરવામાં આવી છે, જેમ કે ઇથર્સ અને ફિનોલ્સ. દે હાન. બાયોટેકનોલોજીમાં બાયોટેકનોલોજી એપ્લિકેશન્સમાં એપ્લિકેશન્સ તાજેતરમાં જ વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. આ કાર્બનિક અર્ક તરફ પ્રોટીન જેવા બાયોપ્રોડક્ટ્સની સંવેદનશીલતાને કારણે છે. સી. વેન ડેન બર્ગ એટ અલ દ્વારા એક અભિગમ. આયનીય પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરીને સ્યુડોમોનાસ પુટીડા આથોમાંથી ફિનોલની મૂળ સ્થાને પુનઃપ્રાપ્તિ માટે ગર્ભિત કણોના ઉપયોગ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. વધુ વિકાસ ઉચ્ચ ક્ષમતાવાળા પોલિસલ્ફોન કેપ્સ્યુલ્સના ઉપયોગ તરફ દોરી ગયો. આ કેપ્સ્યુલ્સ મૂળભૂત રીતે પટલથી ઘેરાયેલા ખોખલા કણો છે. આંતરિક ભાગ સંપૂર્ણપણે અર્કથી ભરેલો છે અને આમ શાસ્ત્રીય એસ. આઈ. આર. ની સરખામણીમાં ગર્ભાધાન ક્ષમતામાં વધારો કરે છે. પ્રોટીન જેવા બાયોટેકનોલોજીકલ ઉત્પાદનોને અલગ કરવા અથવા શુદ્ધ કરવા માટે એસ. આઈ. આર. નો ઉપયોગ કરવાનો સંપૂર્ણપણે નવો અભિગમ બી. બર્ગહોફ દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલા જલીય પોલિમર દ્રાવણ સાથે છિદ્રાળુ કણોને ગર્ભિત કરવાની વિભાવના પર આધારિત છે. આ કહેવાતા ટ્યુનેબલ એક્વિઅસ પોલિમર-ફેઝ ઇમ્પ્રેગ્નેટેડ રેઝિન (ટી. એ. પી. પી. આઈ. આર.) એસ. આઈ. આર. તકનીકનો ઉપયોગ કરીને જલીય બે તબક્કાના નિષ્કર્ષણ (એ. ટી. પી. ઈ.) માં વધારો કરે છે. શાસ્ત્રીય જલીય બે તબક્કાના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન, પ્રોટીન જેવા જૈવ તકનીકી ઘટકો બીજા જલીય તબક્કાનો ઉપયોગ કરીને જલીય દ્રાવણમાંથી કાઢવામાં આવે છે. આ બીજા જલીય તબક્કામાં દા. ત. પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ (PEG). એક તરફ, બે જલીય તબક્કાઓ વચ્ચે ઓછો ઘનતા તફાવત અને ઓછો આંતરપૃષ્ઠીય તણાવ તબક્કાઓ વચ્ચે તુલનાત્મક રીતે ઝડપી દળ સ્થાનાંતરણને સરળ બનાવે છે. બીજી બાજુ, પી. ઈ. જી. પ્રોટીનના અણુઓને સ્થિર કરે છે, જે નિષ્કર્ષણ દરમિયાન તુલનાત્મક રીતે ઓછા પ્રોટીન વિકૃતિકરણમાં પરિણમે છે. જો કે, ATPE ની નોંધપાત્ર ખામી એ સતત પ્રવાહી મિશ્રણ છે, જે તબક્કાના વિભાજનને એક પડકાર બનાવે છે. ટી. એ. પી. પી. આઈ. આર. પાછળનો વિચાર એસ. આઈ. આર. દ્વારા ઊભા થયેલા લાભોનો ઉપયોગ કરવાનો છે, એટલે કે છિદ્રોમાં સ્થિરતાને કારણે ઓછી અર્કની ખોટ અને પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણની તુલનામાં ઓછું પ્રવાહી મિશ્રણ. આ રીતે, ATPE ની ખામીઓને દૂર કરી શકાય છે. આ સુયોજનમાં વધારાના તબક્કા અલગ કરવાના પગલાં સાથે પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણ ઉપકરણોને બદલે ભરેલા સ્તંભ અથવા પ્રવાહીકૃત પથારીનો સમાવેશ થાય છે. તેમ છતાં, હજુ સુધી આ ખ્યાલને સાબિત કરવા માટે માત્ર પ્રથમ શક્યતા અભ્યાસો જ ચાલી રહ્યા છે. આ પદ્ધતિની પીછેહઠ એ બિન-સુસંગત કાર્યકારી સ્થિતિ છે. પેક્ડ કોલમ ક્રોમેટોગ્રાફિક કોલમ જેવી જ ચાલે છે. સંદર્ભો એકમ કામગીરી પ્રયોગશાળા તકનીકો વિભાજન પ્રક્રિયાઓ