Solvent impregnated resin
سالوینٹ امپریگنیٹڈ رال (ایس آئی آر) تجارتی طور پر دستیاب (میکرو) سوراخ دار رال ہوتے ہیں جنہیں سالوینٹ/ایک ایکسٹریکٹینٹ کے ساتھ امپریگنیٹ کیا جاتا ہے۔ اس نقطہ نظر میں، ایک مائع نکالنے والا (جذب) ذرات کے سوراخوں کے اندر موجود ہوتا ہے۔ عام طور پر، نکالنے والا ایک نامیاتی مائع ہوتا ہے۔ اس کا مقصد ارد گرد کے آبی ماحول سے ایک یا زیادہ تحلیل شدہ اجزاء کو نکالنا ہے۔ بنیادی اصول جذب، کرومیٹوگرافی اور مائع-مائع نکالنے کو یکجا کرتا ہے۔ سالوینٹ امپریگنٹڈ ریزنس کا اصول پہلی بار 1971 میں ابراہم وارشاوسکی نے دکھایا تھا۔ اس پہلے منصوبے کا مقصد دھاتوں کو نکالنا تھا۔ تب سے ایس آئی آر بنیادی طور پر دھات نکالنے کے لیے استعمال ہوتے رہے ہیں، چاہے وہ بھاری دھاتیں ہوں یا خاص طور پر تابکار دھاتیں۔ ایس آئی آر پر بہت زیادہ تحقیق جے ایل کورٹینا اور مثال کے طور پر کی گئی ہے۔ این کبے، کے جیرابیک یا جے سیرالولس۔ تاہم، حال ہی میں تحقیقات قدرتی مرکبات کی علیحدگی، اور یہاں تک کہ بائیوٹیکنالوجیکل مصنوعات کی علیحدگی کے لیے ایس آئی آر کے استعمال کی طرف بھی جاتی ہیں۔ بنیادی اصول شکل 1 دائیں طرف بنیادی اصول کی وضاحت کرتا ہے، جس میں نامیاتی نکالنے والا E ایک سوراخ دار ذرہ کے سوراخوں کے اندر موجود ہوتا ہے۔ سولیوٹ ایس، جو ابتدائی طور پر ایس آئی آر ذرہ کے ارد گرد آبی مرحلے میں تحلیل ہوتا ہے، نکالنے کے عمل کے دوران نامیاتی نکالنے والے مرحلے میں جسمانی طور پر تحلیل ہو جاتا ہے۔ مزید برآں، سولیوٹ S ایک پیچیدہ ES بنانے کے لیے ایکسٹریکٹینٹ کے ساتھ تعامل کر سکتا ہے۔ نکالنے والے کے ساتھ محلول کی یہ پیچیدگی مجموعی نکالنے کے توازن کو نامیاتی مرحلے کی طرف منتقل کرتی ہے۔ اس طرح، محلول کو نکالنے میں اضافہ ہوتا ہے۔ جبکہ روایتی مائع-مائع نکالنے کے دوران سالوینٹ اور نکالنے والے کو منتشر کرنا پڑتا ہے، ایس آئی آر سیٹ اپ میں منتشر ہونے والے ذرات پہلے ہی حاصل کر چکے ہوتے ہیں۔ یہ ایک اضافی مرحلے کی علیحدگی کے مرحلے کو بھی روکتا ہے، جو مائع-مائع نکالنے میں ہونے والی ایملسیفیکیشن کے بعد ضروری ہوگا۔ ایملسیفیکیشن کے اثر کو واضح کرنے کے لیے، شکل 2 (بائیں طرف) مائع-مائع توازن میں ایک ایکسٹریکٹینٹ کے دو نظاموں کا موازنہ پانی، بائیں، اور ایس آئی آر ذرات کے ساتھ پانی کے ساتھ توازن میں، دائیں طرف کرتا ہے۔ اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ ایس آئی آر نظام میں کوئی ایملسیفیکیشن نہیں ہوتا ہے، جبکہ مائع مائع نظام ایملسیفیکیشن کو ظاہر کرنے والی گندگی کو ظاہر کرتا ہے۔ نیز، امپریگنشن مرحلہ مائع-مائع نکالنے کے مقابلے میں آبی مرحلے میں سالوینٹ کے نقصان کو کم کرتا ہے۔ نکالنے والے نقصان کی یہ کمی ذرہ کی سطح پر نکالنے والے کے جسمانی جذب میں معاون ہے، جس کا مطلب ہے کہ سوراخوں کے اندر نکالنے والا مکمل طور پر بلک مائع کے طور پر برتاؤ نہیں کرتا ہے۔ استعمال شدہ ذرات کے سوراخ کے سائز پر منحصر ہے، کیپلری قوتیں بھی نکالنے والے کو برقرار رکھنے میں کردار ادا کر سکتی ہیں۔ بصورت دیگر، وین-ڈیر-والز قوتیں، پائی-پائی-تعاملات یا ہائیڈروفوبک تعاملات ذرہ سوراخوں کے اندر نکالنے والے کو مستحکم کر سکتے ہیں۔ تاہم، نکالنے والے نقصان کی ممکنہ کمی کا انحصار بڑی حد تک سوراخ کے سائز اور نکالنے والے کی پانی میں گھلنشیلتا پر ہوتا ہے۔ اس کے باوجود، ایس آئی آر کا مثال کے طور پر ایک اہم فائدہ ہے۔ کیمیائی طور پر بندھے ہوئے لگینڈوں کے ساتھ اپنی مرضی کے مطابق آئن ایکسچینج رال۔ ایس آئی آر کو الگ کرنے کے مختلف کاموں کے لیے صرف ایک پیچیدہ ایجنٹ کو دھو کر اور دوسرے زیادہ موزوں ایکسٹریکٹینٹ کے ساتھ دوبارہ ملا کر دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح، ممکنہ طور پر مہنگے ڈیزائن اور پیداوار کے اقدامات جیسے افینیٹی رال سے بچا جا سکتا ہے۔ آخر میں، ذرہ سوراخوں کے پورے حجم کو ایک ایکسٹریکٹینٹ (کمپلیکسنگ ایجنٹ) سے بھرنے سے، سولیوٹس کی زیادہ صلاحیت عام ایڈسورپشن یا آئن ایکسچینج رال کے مقابلے میں حاصل کی جا سکتی ہے، جہاں صرف سطح کا رقبہ دستیاب ہوتا ہے۔ تاہم، ایس آئی آر ٹیکنالوجی کے ممکنہ نقصانات ہیں، جیسے کہ ایکسٹریکٹینٹ کا لیچنگ یا ذرات کے اٹریشن سے فکسڈ بیڈ کا بند ہونا۔ مناسب ذرہ نکالنے والے نظام کا انتخاب کرکے ان کا ازالہ کیا جا سکتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ کم پانی کی گھلنشیلتا کے ساتھ ایک مناسب ایکسٹریکٹینٹ کا انتخاب کرنا، جو سوراخوں کے اندر کافی حد تک برقرار رہتا ہے، اور ایکسٹریکٹینٹ کے لیے ٹھوس سپورٹ کے طور پر میکانکی طور پر مستحکم ذرات کا انتخاب کرنا۔ مزید برآں، ایس آئی آر کو ان کی کوٹنگ کرکے مستحکم کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ ڈی موراویف اور دیگر نے دکھایا ہے۔ کوٹنگ میٹریل کے طور پر، اے۔ ڈبلیو۔ ٹروچمزک اور دیگر۔ پولی وینائل الکحل کا استعمال کیا۔ نکالے گئے محلول کو ہٹانے یا بازیافت کرنے کے لیے، ایس آئی آر ذرات کو کم دباؤ والی بھاپ کا استعمال کرتے ہوئے دوبارہ پیدا کیا جا سکتا ہے، جو خاص طور پر اتار چڑھاؤ والے ہائیڈرو کاربن کی بازیابی کے لیے موثر ہے۔ تاہم، اگر نکالے گئے محلول کا بخارات کا دباؤ بہت کم ہے، یا اگر محلول اور نکالنے والے کے درمیان پیچیدگی بہت زیادہ ہے، تو دیگر تکنیکوں کو لاگو کرنے کی ضرورت ہے، مثال کے طور پر۔ پی ایچ سوئنگ۔ تیاری کی تکنیکیں حمل کی اہم تکنیکیں گیلی حمل اور خشک حمل ہیں۔ گیلے امپریگنشن کے دوران، سوراخ دار ذرات کو ایکسٹریکٹینٹ میں تحلیل کیا جاتا ہے اور متعلقہ سیال کے ساتھ جذب ہونے دیا جاتا ہے۔ اس نقطہ نظر میں، ذرات کو یا تو نکالنے والے کی ایک قبل از وقت مقدار کے ساتھ رابطہ کیا جاتا ہے، جو مکمل طور پر سوراخ دار میٹرکس میں ڈوبا ہوا ہوتا ہے، یا ذرات کو نکالنے والے کی اضافی مقدار کے ساتھ رابطہ کیا جاتا ہے۔ بھگوانے کے بعد، بقیہ نکالنے والا، جو سوراخوں کے اندر نہیں ہے، بخارات بن جاتا ہے۔ اگر گیلا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے، تو نکالنے والے کو حمل سے پہلے ایک اضافی سالوینٹ میں تحلیل کر دیا جاتا ہے۔ اس کے بعد سوراخ دار ذرات کو نکالنے والے سالوینٹ کے محلول میں منتشر کیا جاتا ہے۔ ذرات کو بھونے کے بعد، اضافی سالوینٹ کو یا تو فلٹر کیا جا سکتا ہے یا بخارات میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ پہلی صورت میں، ایک ایکسٹریکٹینٹ سالوینٹ مرکب کو سوراخوں کے اندر برقرار رکھا جائے گا۔ یہ نکالنے والوں کے لیے دلچسپی کا باعث ہوگا جو خالص ہونے پر ڈیزائن کے حالات میں ٹھوس ہوں گے۔ دوسری صورت میں، سوراخوں کے اندر صرف نکالنے والا باقی رہے گا۔ شکل 3 گیلے امپریگنشن کے بعد آبی محلول میں بکھرے ہوئے سوراخ دار ذرات کو دکھاتی ہے۔ شکل 3 میں کٹ آؤٹ اس طرح کے امپریگنٹڈ ذرہ کی سطح کا ایک بڑا حصہ دکھاتا ہے۔ ایک اضافی، اگرچہ اتنی کثرت سے استعمال نہیں کی جانے والی تکنیک ترمیم کنندہ کے اضافے کا طریقہ ہے۔ یہ تکنیک ایک ایکسٹریکٹینٹ/سالوینٹ/ماڈیفایر سسٹم کے استعمال پر منحصر ہے۔ اضافی ترمیم کنندہ کو ذرہ سوراخوں میں نکالنے والے کے دخول کو بڑھانے کے لیے سمجھا جاتا ہے۔ سالوینٹ کو بعد میں بخارات میں تبدیل کر دیا جاتا ہے، جس سے ذرات کے سوراخوں میں ایکسٹریکٹینٹ اور ماڈیفایر رہ جاتے ہیں۔ مزید برآں، متحرک کالم کا طریقہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ذرات کو ایک سالوینٹ کے ساتھ اس وقت تک رابطہ کیا جاتا ہے جب تک کہ وہ مکمل طور پر بھگو نہ جائیں۔ یہ کالم میں پیک کرنے سے پہلے یا بعد میں کیا جا سکتا ہے۔ پیک شدہ بستر کو پھر مائع نکالنے والے سے دھویا جاتا ہے جب تک کہ انلیٹ اور آؤٹ لیٹ کی تعداد یکساں نہ ہو۔ یہ نقطہ نظر خاص طور پر دلچسپ ہوتا ہے جب ذرات پہلے سے ہی کالم میں پیک ہوتے ہیں اور ایس آئی آر ایپلی کیشن کے لیے دوبارہ استعمال کیے جائیں گے۔ دھاتی نکالنے میں ایس آئی آر کی ایپلی کیشنز زیادہ تر، ایس آئی آر کی تحقیقات کی گئی ہیں اور بھاری دھاتوں کی بازیابی کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ ایپلی کیشنز میں کیڈیمیم، ونیڈیم، تانبے، کروم، اریڈیم وغیرہ کو ہٹانا شامل ہے۔ نامیاتی اشیاء کا نکالنا صرف حال ہی میں نکالنے کی دیگر ایپلی کیشنز کی بھی تحقیقات کی گئی ہیں، جیسے۔ نام نہاد میکرو پورس پولیمر ایکسٹریکشن (ایم پی پی ای) ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے آف شور آئل پلیٹ فارمز پر بڑے پیمانے پر اپولر آرگینکس کی بازیابی۔ ٹیکنالوجی ڈویلپر کے مطابق، ایسی ایپلی کیشن میں، جہاں ایس آئی آر کے ذرات ایک پیکڈ بیڈ میں موجود ہوتے ہیں، زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی پابندیوں کے بغیر 0.5 ایم 3 ایچ-1 سے اوپر کی طرف بہاؤ کی شرحوں کو بظاہر ایئر اسٹرپنگ/ایکٹیویٹڈ کاربن، اسٹیم اسٹرپنگ اور بائیو ٹریٹمنٹ سسٹمز سے مسابقتی سمجھا جا سکتا ہے۔ اضافی تحقیقات، جو زیادہ تر تعلیمی ماحول میں کی جاتی ہیں، میں قطبی نامیاتی جیسے امینو الکحل، نامیاتی ایسڈ، امینو ایسڈ، فلاونائڈز، اور بنچ اسکیل یا پائلٹ اسکیل پر ایلڈیہائڈز شامل ہیں۔ اس کے علاوہ، اے بی کے گروپ میں مزید قطبی سالیوٹس، جیسے کہ ایتھر اور فینولز کی علیحدگی کے لیے ایس آئی آر کے استعمال کی تحقیقات کی گئی ہیں۔ دی ہان۔ بائیوٹیکنالوجی میں ایپلی کیشنز بائیوٹیکنالوجی میں ایپلی کیشنز حال ہی میں تیار کی گئیں۔ یہ حیاتیاتی مصنوعات جیسے پروٹین کی نامیاتی نکالنے والے مادوں کے تئیں حساسیت کی وجہ سے ہے۔ سی وین ڈین برگ اور دیگر کا ایک نقطہ نظر۔ آئنک مائعوں کا استعمال کرتے ہوئے سیوڈوموناس پوٹیڈا خمیر سے فینول کی ان سیٹو بازیابی کے لیے امپریگنٹڈ ذرات کے استعمال پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔ مزید ترقی اعلی صلاحیت والے پولی سلفون کیپسول کے استعمال کا باعث بنی۔ یہ کیپسول بنیادی طور پر کھوکھلی ذرات ہوتے ہیں جو جھلی سے گھرا ہوا ہوتا ہے۔ اندرونی حصہ مکمل طور پر ایکسٹریکٹینٹ سے بھرا ہوا ہے اور اس طرح کلاسیکی ایس آئی آر کے مقابلے میں امپریگنشن کی صلاحیت میں اضافہ ہوتا ہے۔ بائیوٹیکنالوجی مصنوعات جیسے پروٹین کو الگ کرنے یا صاف کرنے کے لیے ایس آئی آر کا استعمال کرنے کا ایک بالکل نیا نقطہ نظر بی برگھوف کے تیار کردہ آبی پولیمر حل کے ساتھ سوراخ دار ذرات کو داخل کرنے کے تصور پر مبنی ہے۔ یہ نام نہاد ٹیون ایبل آبی پولیمر فیز امپریگنیٹڈ ریزینس (ٹی اے پی پی آئی آر) ایس آئی آر ٹیکنالوجی کا اطلاق کرکے آبی دو فیز نکالنے (اے ٹی پی ای) کو بڑھاتے ہیں۔ کلاسیکی آبی دو مرحلے کے نکالنے کے دوران، بائیوٹیکنالوجیکل اجزاء جیسے پروٹین دوسرے آبی مرحلے کا استعمال کرتے ہوئے آبی حل سے نکالے جاتے ہیں۔ یہ دوسرا آبی مرحلہ مثال کے طور پر ہوتا ہے۔ پولی تھیلین گلائکول (پی ای جی)۔ ایک طرف، دو آبی مراحل کے درمیان کم کثافت کا فرق اور کم انٹرفیسیل تناؤ مراحل کے درمیان نسبتا تیز بڑے پیمانے پر منتقلی کو آسان بناتا ہے۔ دوسری طرف، پی ای جی پروٹین کے مالیکیولز کو مستحکم کرتا دکھائی دیتا ہے، جس کے نتیجے میں نکالنے کے دوران نسبتا کم پروٹین کی انحطاط ہوتی ہے۔ تاہم، اے ٹی پی ای کا ایک اہم نقصان مستقل ایملسیفیکیشن ہے، جو مرحلے کی علیحدگی کو ایک چیلنج بناتا ہے۔ ٹی اے پی پی آئی آر کے پیچھے خیال ایس آئی آر کے ذریعہ پیش کردہ فوائد کا استعمال کرنا ہے، یعنی سوراخوں میں متحرک ہونے کی وجہ سے کم نکالنے والا نقصان اور مائع مائع نکالنے کے مقابلے میں کم ایملسیفیکیشن۔ اس طرح اے ٹی پی ای کی خرابیوں کو دور کیا جا سکتا ہے۔ سیٹ اپ اضافی مرحلے کی علیحدگی کے مراحل کے ساتھ مائع-مائع نکالنے کے آلات کے بجائے ایک پیکڈ کالم یا سیال شدہ بستر پر مشتمل ہوگا۔ بہر حال، تصور کو ثابت کرنے کے لیے ابھی تک صرف ابتدائی فزیبلٹی اسٹڈیز جاری ہیں۔ اس طریقہ کار کی واپسی غیر مربوط کام کرنے کا طریقہ ہے۔ پیک شدہ کالم کو کرومیٹوگرافک کالم کی طرح چلایا جاتا ہے۔ حوالہ جات یونٹ آپریشنز لیبارٹری تکنیک علیحدگی کے عمل