ઔષધનિર્માણ – ભૌતિક ક્રિયાઓ

January, 2006

ઔષધનિર્માણ, ભૌતિક ક્રિયાઓ

ઔષધનાં વિવિધ પ્રરૂપો તૈયાર કરવામાં તથા કુદરતમાં મળતાં ઔષધીય દ્રવ્યોમાંથી સક્રિય ઘટકો શુદ્ધ રૂપમાં અલગ કરવા માટેની ક્રિયાવિધિ. આ ક્રિયાઓને રાસાયણિક ઇજનેરીમાં એકમ પ્રચાલનો(unit-operations)ના વર્ગમાં મૂકવામાં આવે છે. આ ક્રિયાઓ મુખ્યત્વે ભૌતિક ફેરફારો કરતી ક્રિયાઓ છે.

ઘન તથા પ્રવાહીઓનું તથા ઊર્જાનું સ્થાનાન્તર, બાષ્પીભવન, સ્ફટિકીકરણ, શુષ્કન, ચાળણ, ગાળણ વગેરે આ પ્રકારની ક્રિયાઓ છે. આવી ક્રિયાઓનું વર્ગીકરણ તેમાં ઉપયોગમાં આવતા પદાર્થની અવસ્થા અનુસાર કરવાથી અભ્યાસમાં સરળતા થાય છે; જેમ કે, ઘન, પ્રવાહી કે વાયુરૂપ પદાર્થો સાથે સંકળાયેલ પ્રચાલનો. કેટલીક વખત પદાર્થો એક કરતાં વધુ સ્વરૂપમાં સંયુક્ત રીતે ક્રિયામાં ભાગ લેતા હોય છે અથવા તો ક્રિયા દરમિયાન પદાર્થનું એક સ્વરૂપમાંથી બીજામાં રૂપાંતર થતું હોય છે.

આ ક્રિયાઓ એટલે કે પ્રચાલનોનો એકમ-પ્રચાલન તરીકે અભ્યાસ કરવામાં આવે છે કારણ કે આ પ્રચાલન ઔષધનિર્માણ ઉપરાંત બીજા અનેક ઉદ્યોગોમાં પણ ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે; દા.ત., નિસ્યંદનપ્રચાલન, આલ્કોહૉલના શુદ્ધીકરણમાં વપરાવા ઉપરાંત બીજા ઉદ્યોગમાં જ્યાં જ્યાં પ્રવાહીઓનું શુદ્ધીકરણ કરવાનું હોય ત્યાં ત્યાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. આથી નિસ્યંદનનો એકમ-પ્રચાલન તરીકે ઘનિષ્ઠ અભ્યાસ કરાય છે. ઔષધનિર્માણમાં વિવિધ પ્રરૂપો તથા અંતિમ પેદાશો (end products) અનુસાર ઉપયોગમાં લેવાતાં એકમ-પ્રચાલનો નીચે મુજબ છે :

પેદાશ એકમપ્રચાલન
શુદ્ધીકરણ મિશ્રણ, ગાળણ
સ્ફટિકીકરણ બાષ્પીભવન, અપકેન્દ્રણ (centrifugation)
ભૂકાનું મિશ્રણ આમાપન્યૂનન (size-reduction), મિશ્રણ
ટીકડીઓ મિશ્રણ, આમાપન્યૂનન, આમાપ-અલગન,

સંહનન (compaction), શુષ્કન

શુષ્ક નિષ્કર્ષણ મિશ્રણ, આમાપ-અલગન, નિષ્કર્ષણ,

બાષ્પીભવન, શુષ્કન, આમાપન્યૂનન,

નિસ્યંદન

એકમ-પ્રચાલનના કાર્યક્ષમ સંચાલનમાં નીચેના મુદ્દા ધ્યાનમાં લેવા જરૂરી હોય છે :

(1) પદાર્થ-સંતુલન (material balance), (2) ઊર્જા-સંતુલન (energy balance), (3) સંતુલન અને આદર્શસંપર્ક, (4) પ્રચાલનનો દર (rate of operation).

નિર્માણ થતી પેદાશોની ગુણવત્તા તથા તેની પડતર(cost)નો આધાર ઉપરના ચાર મુદ્દાનો ઉપયોગ અલગ અલગ અથવા સંયુક્ત રીતે પ્રચાલનની પસંદગીમાં કેવી કાર્યક્ષમતાથી કર્યો છે તેના ઉપર રહેલો છે. આ ભૌતિક ક્રિયાઓ – પ્રચાલનોનો અભ્યાસ આ વિભાગો અનુસાર કરવામાં આવ્યો છે : (1) ઘન પદાર્થ માટેની ભૌતિક ક્રિયાઓ, (2) તરલ પદાર્થો માટેની ભૌતિક ક્રિયાઓ, (3) દળસ્થાનાન્તર, (4) ઊર્જા અને દ્રવ્યસ્થાનાન્તરનો દર (rate of energy and mass transfer).

વિભાગ1 : ઘન પદાર્થ માટેની ભૌતિક ક્રિયાઓ. આમાપન્યૂનન (size reduction) : પદાર્થનું નાના ટુકડા, કરકરા કણો અને છેવટે ભૂકામાં રૂપાંતર.

હેતુઓ : ઔષધિઓ તૈયાર કરવામાં નાના કણોને લીધે ઘટકોનું સંમિશ્રણ એકરૂપ (સમાંગ, homogeneous) થાય છે, અવલંબન (suspension) સારું બને છે, કણોનું કુલ ક્ષેત્રફળ વધે છે જેથી અધિશોષણ (adsorption) સારું થાય છે, તેમાંના સક્રિય ઘટકનું નિષ્કર્ષણ વધુ સરળ બને છે (વનસ્પતિજ કોષો વધુ પ્રમાણમાં ખુલ્લા થાય છે) અને કેટલીક વાર ભૂકારૂપ ઔષધ મૂળ વનસ્પતિજ દ્રવ્ય કરતાં ઓછું કદ રોકતું હોય છે.

આમાપન્યૂનનને અસર કરતાં પરિબળો : ઔષધ-ઉદ્યોગ રાસાયણિક પદાર્થો, પ્રાણીજ પેશીઓ, વનસ્પતિજ દ્રવ્યો જેવી વિવિધ પ્રકારની સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે. આ સામગ્રી સખત (દા.ત., બિયાં), તંતુમય (fibrous દા.ત., છાલ, મૂળ) અથવા પોચી (spongy દા.ત., લીંબુની છાલ) હોઈ શકે. કાચી સામગ્રીના નીચે દર્શાવેલા ગુણો આમાપન્યૂનનની યોગ્ય પદ્ધતિની પસંદગી માટે લક્ષમાં લેવામાં આવે છે :

(1) કઠિનતા (hardness), (2) ચવડપણું (toughness) : નરમ પણ ચવડ પદાર્થનો ભૂકો બનાવવામાં તકલીફ પડે છે; દા.ત., ભેજયુક્ત અને તંતુમય દ્રવ્યોનો ભૂકો કરવો મુશ્કેલ છે. (3) અપઘર્ષિતા (abrasiveness) : આ ગુણને કારણે દળવાની ઘંટીનું દ્રવ્ય પણ ઘસાઈને ઔષધમાં ભળે છે. (4) ચીકણાપણું (stickiness) : ગુંદર અને રેઝિન જેવા પદાર્થો આ ગુણ ધરાવે છે. કેટલીક વાર તેમાંનો ભેજ દૂર કરીને કે તેમાં નિષ્ક્રિય પદાર્થ ઉમેરીને દળવામાં આવે છે. (5) સરકી જવાનો ગુણ (slipperiness). દ્રવ્યના આ ગુણને કારણે દળવામાં તકલીફ થાય છે. તે સપાટી વચ્ચે ઊંજણનું કાર્ય કરીને ઘર્ષક સપાટીની ક્ષમતા ઘટાડે છે. (6) મૃદુલન (softening) તાપમાન : દળવામાં ગરમી ઉત્પન્ન થતાં નીચા મૃદુલન બિન્દુવાળા પદાર્થો (દા.ત., ચરબીજ પદાર્થો) પીગળવા માંડે છે. આથી યંત્રોને ઠંડાં રાખવાં જરૂરી બને છે. (7) દ્રવ્યનું બંધારણ : વનસ્પતિજ દ્રવ્યનું બંધારણ કોષમય હોઈ દળતી વખતે લાંબા તંતુઓ અલગ પડી જાય છે. (8) ભેજ : શુષ્ક દળણ માટે 5 %થી ઓછો અને ભીના દળણ માટે 50 %થી વધુ ભેજ જરૂરી ગણાય છે. (9) દેહધાર્મિક અસર (physiological effect) : કેટલાંક દ્રવ્યો યંત્ર ચલાવનાર ઉપર વિષાળુ અસર કરે છે, માટે બંધ ઘંટી કે ભીનું દળણ વધુ અનુકૂળ રહે છે. હવાની અવરજવર પણ સારી હોવી જરૂરી છે. (10) શુદ્ધતાની જરૂરિયાત : ઘંટીનું દ્રવ્ય ઔષધમાં ન ભળે તે માટે યોગ્ય સાધનો વપરાવાં જોઈએ. વળી બે ઘાણ (batch) વચ્ચે ઘંટીને સાફ કરવાનું અનુકૂળ ન હોય તેવા સંજોગોમાં અગાઉના દ્રવ્યની અશુદ્ધિ બીજા ઘાણમાં ભળે છે. (11) સંભરણ(feed)-આમાપ અને પેદાશ-આમાપ : ઝીણો ભૂકો કરવા માટે ઘંટીમાં ઓછો માલ ઓરવો જરૂરી છે. આ માટે આમાપન્યૂનનની ક્રિયાને પ્રાથમિક સંદલન, કરકરું સંદલન અને છેવટે ઝીણું સંદલન એમ તબક્કાવાર દળવાની ક્રિયા કરવી જોઈએ. (12) સ્થૂલ ઘનત્વ (bulk density) : ઘાણપદ્ધતિની ઘંટીની ક્ષમતા કદ ઉપર આધાર રાખે છે, જ્યારે પ્રવિધિમાં પદાર્થની માગ વજન ઉપર થાય છે. આમ યંત્રની ક્ષમતાનો આધાર સ્થૂળ ઘનત્વ ઉપર છે. જેમ દળેલો પદાર્થ વધુ ફૂલેલો હોય તેમ ક્ષમતા ઓછી થાય છે.

ઊર્જાની જરૂરિયાત : દળવાનાં યંત્રોમાં વપરાતી કુલ ઊર્જાના ફક્ત 2 % દળવાના કાર્યમાં વપરાય છે. બાકીની ઊર્જા કણોને તોડ્યા વગર વિકૃત બનાવવામાં, કણો વચ્ચેના ઘર્ષણમાં, યંત્રોના ભાગો વચ્ચેના ઘર્ષણમાં ધ્રુજારી, અવાજ વગેરેમાં વેડફાય છે.

આમાપન્યૂનન અને જરૂરી ઊર્જાને સાંકળતા કેટલાક નિયમો બનાવેલા છે. રિટિંગરના નિયમ અનુસાર ઊર્જાની વપરાશ ક્ષેત્રફળના વધારાને સમપ્રમાણ હોય છે. કિકના નિયમ અનુસાર ઊર્જાની વપરાશ કણોના પ્રારંભિક અને અંતિમ વ્યાસના ગુણોત્તરને સમપ્રમાણ હોય છે.

આમાપન્યૂનનની ક્રિયાવિધિ (mechanism) : કર્તન (cutting), સંપીડન (compression), પ્રતિઘાત (impact) અને સંનિઘર્ષણ (attrition) જેવી પાયાની ક્રિયાઓ આમાપન્યૂનન માટે વપરાય છે. તેની ઘટનામાં છેલ્લી બે ક્રિયાવિધિઓ ઉપયોગી છે. તેમાં વપરાતા યંત્રને ઘંટી (mill) કહે છે. કેટલીક અગત્યની ઘંટીઓ નીચે પ્રમાણે છે :

આકૃતિ 1 : કર્તન-ઘંટી : (1) સ્થાયી છરીઓ (2) ફરતી છરીઓ (3) ચાળણી (4) ભૂકારૂપ પદાર્થ

(1) કર્તન-ઘંટી : મૂળ તથા છાલ જેવા મૃદુ પદાર્થોના નિષ્કર્ષણ પહેલાં કરકરો ભૂકો કરવા આ પ્રકારની ઘંટી વપરાય છે. સ્થિર છરીઓ અને ફરતા પરિભ્રમક(rotor)માં જડેલી છરીઓ વચ્ચે દ્રવ્ય આવતાં તે કપાય છે અને ભૂકો જાળીમાં ચળાઈને બહાર આવે છે.

(2) રોલર-ઘંટી : આમાં પથ્થરના કે ધાતુના બે રોલર (નળાકાર, cylinder) હોય છે, એમાંનો એક યાંત્રિક શક્તિથી ફરે છે જ્યારે બીજો રોલર ઘર્ષણથી વિરુદ્ધ દિશામાં ફરતો હોય છે. બે રોલર વચ્ચેની જગા ઓછીવધતી કરી શકાય છે. દ્રવ્ય બે રોલર વચ્ચે પિસાઈને ભૂકારૂપ બને છે. આનું કાર્ય ખલ-દસ્તા જેવું સંપીડનનું છે. બિયાંને તોડવા તથા મૃદુ પેશીઓને છોલવા (bruising) માટે તે વપરાય છે.

આકૃતિ 2 : રોલર-ઘંટી

મલમ બનાવવાની રોલર-ઘંટી આનાથી ભિન્ન હોય છે. તેમાં બે કે ત્રણ રોલર ભિન્ન ગતિથી ફરતા હોય છે અને તેમની વચ્ચે ઓછી પણ વધઘટ કરી શકાય તેવી જગા હોય છે. તે ઘન અવલંબન, પેસ્ટ, મલમ વગેરેમાંના ઘન પદાર્થના આમાપન્યૂનન માટે વપરાય છે. આમાં સંનિઘર્ષણનો સિદ્ધાંત કાર્ય કરે છે.

(3) હથોડા(hammer)-ઘંટી : ધરીમાં ચાર કે વધુ હથોડીઓ એવી રીતે જોડેલી હોય છે કે જ્યારે ધરી ફરે ત્યારે આ હથોડીઓ ઊછળીને અરીય (radial) દશામાં ગોઠવાઈ જાય છે. સામાન્ય રીતે ધરી સેકન્ડના 80 ચક્કર ફરે છે. દ્રવ્ય હથોડી તથા આવરણ વચ્ચે કુટાઈને ભૂકારૂપ બને છે અને નીચે પડતું દ્રવ્ય જાળીમાંથી ચળાઈને બહાર આવે છે. અક્કડ (rigid) હથોડીવાળી ઘંટીને ડિસ-ઇન્ટિગ્રેટર કહે છે. ધરીનો વ્યાસ 0.1થી 1 મીટરનો હોય છે. છાલ, પાંદડાં, મૂળ, સ્ફટિકો, ફિલ્ટર કેક વગેરેનો ભૂકો કરવા તથા ટીકડીઓની બનાવટ માટે ભેજયુક્ત દ્રવ્યને દાણાદાર બનાવવા વપરાય છે.

આકૃતિ 3 : હથોડા-ઘંટી : (1) પદાર્થ, (2) હથોડીઓ, (3) ચાળણી, (4) ભૂકારૂપ પદાર્થ

(4) બૉલ-ઘંટી : આમાં પ્રતિઘાત અને સંનિઘર્ષણ સંયુક્ત રીતે કાર્ય કરે છે. આ માટે ધાતુ, ચિનાઈ માટી કે (ઘર્ષણ ઘટાડવા) રબરનો રોલર વપરાય છે. તેમાં ધાતુ, ચિનાઈ માટી કે કુદરતી ગોળાકાર પથ્થરના ટુકડા (pebbles) કુલ કદના 30 %થી 50 % જેટલું કદ રોકે તેટલા ભરેલા હોય છે. સામાન્ય રીતે 1 મીટર વ્યાસના રોલરમાં 75 મિમી. વ્યાસના ગોળા વપરાય છે. મોટા રોલરમાં 150 મિમી. વ્યાસના ગોળા વપરાય છે. સામાન્ય રીતે વિવિધ વ્યાસના (20 મિમી.થી ઉપરના વ્યાસના) ગોળા ભેગા વપરાય છે. (જૂના ઘસાઈને નાના થયેલ ગોળા આમ ઉપયોગમાં લેવાય છે.) મોટા ગોળા કણોને તોડે છે અને નાના ગોળા તેનો ઝીણો ભૂકો કરે છે. બહુ માલ ભરવાથી પ્રશામક અસર(cushioning effect)ને કારણે બરાબર દળાતું નથી. બહુ ઓછો માલ ભરવાથી કાર્યક્ષમતા ઘટે છે અને અપઘર્ષણ થાય છે.

આકૃતિ 4 : બૉલ-ઘંટી

નળાકારની ચક્રાકાર ગતિ ઘણી અગત્યની છે. આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે ગોળા ઉપર ચડીને ધારારૂપે નીચે પડે છે જેથી પ્રતિઘાત અને સંનિઘર્ષણ બંને પ્રકારનું કાર્ય થાય છે. સામાન્ય રીતે પ્રતિ સેકન્ડ નળાકાર અડધું ચક્ર ફરે છે.

ભિન્ન ભિન્ન પ્રકારની કઠિનતાવાળા વિવિધ પ્રકારના દ્રવ્ય માટે આ રીત અનુકૂળ છે. વળી તે બંધ હોઈ પદાર્થ બહાર આવતો નથી, દ્રવ્યનો અતિસૂક્ષ્મ ભૂકો બનાવી શકાય છે, તે સતત પ્રવિધિ માટે અનુકૂળ છે, યોગ્ય માપની જાળીનો ઉપયોગ કરીને જરૂરી આમાપનો ભૂકો કાઢી લઈને બાકીના માલને ફરી દળવામાં લઈ શકાય છે ને ભીનું દળવા માટે પણ તે ઉપયોગી છે. આ બાબતોને બૉલ-ઘંટીના ફાયદા તરીકે ગણાવી શકાય.

ગોળાના ઘર્ષણથી ઉત્પન્ન થતા દ્રવ્ય વડે ઔષધીય દ્રવ્યનું સંદૂષણ (contamination) થાય છે, નરમ ચીકણાં દ્રવ્યો ગોળાને ચોંટી જાય છે તથા ઘંટી ઘણો અવાજ કરે છે વગેરે બાબતોને આ પ્રકારની ઘંટીના ગેરલાભો ગણી શકાય.

બૉલ-ઘંટીનાં કેટલાંક સંશોધિત સ્વરૂપોમાં હાર્ડિન્જ ઘંટી (શંકુ આકારનો નળાકાર અને જુદા જુદા વ્યાસના ગોળા), નળી-આકાર (tube) ઘંટી (લંબાઈ વધુ), રૉડ ઘંટી (ગોળાને બદલે રૉડ વપરાય છે.) તથા કંપન (vibration) ઘંટી(ચક્રાકાર ગતિને બદલે કંપન)ને ગણાવી શકાય. આ સંશોધિત સ્વરૂપોના ઉપયોગથી કાર્યની ઝડપ વધે છે (સમય ), એકસરખો ભૂકો મળે છે અને ઊર્જાનો વ્યય ઓછો થાય છે. નાની ઘંટીમાં કંપન-ઘંટી વધુ વપરાય છે.

તરલ (fluid) ઊર્જા-ઘંટી : આ પ્રકારની ઘંટીમાં 20થી 200 મિમી. વ્યાસના પાઇપનું 2 મીટર ઊંચાઈનું ગૂંચળું વપરાય છે. આ ગૂંચળાના નીચેના ભાગમાં આવેલા પ્રવેશમાર્ગ (inlets) મારફત ઊંચા દબાણે હવા દાખલ કરાય છે જેથી નળીમાં પ્રક્ષોભ (turbulence) પેદા થાય છે. આ સાધનમાં ઘન પદાર્થના 100 મેશ માપના કણો દાખલ કરાય છે. પ્રબળ પ્રક્ષોભને કારણે કણો વચ્ચે પ્રતિઘાત ને સંનિઘર્ષણ થતાં 5 mmથી પણ સૂક્ષ્મ કણોવાળો ભૂકો મળે છે.

આકૃતિ 5 : તરલ ઊર્જા-ઘંટી : (1) ઘન પદાર્થ (2) તરલ (3) સૂક્ષ્મ ભૂકારૂપ પદાર્થ + તરલ

કોઈ પણ પદ્ધતિથી મળી શકતા કણો કરતાં વધુ સૂક્ષ્મ કણો આ પદ્ધતિથી મળે છે, વાયુનું વિસ્તરણ થતું હોઈ ઠંડક ઉત્પન્ન થાય છે. તેથી તાપસંવેદી પદાર્થનો નાશ થતો નથી, સંદૂષણ થતું નથી, નિષ્ક્રિય વાયુઓ વાપરી શકાય છે અને કણોના માપ ઉપર નિયમન શક્ય બને છે. આ બધી બાબતો આ પદ્ધતિના ફાયદા તરીકે ગણાવી શકાય.

ભીનું દળણું : ઝીણા કણોનું અદ્રાવ્ય હોય તેવા પ્રવાહીમાં પેસ્ટરૂપે આમાપન્યૂનન કરી શકાય છે. પ્રવાહીની હાજરીમાં દળાતું હોઈ પદાર્થના કણો ઊડવાનો ભય હોતો નથી. આ પદ્ધતિમાં આમાપન્યૂનન તથા મિશ્રણ એમ બે ક્રિયાઓ સાથે સાથે થાય છે.

આમાપન્યૂનનની પદ્ધતિની પસંદગી : આ અંગે ઔષધ-ઉદ્યોગમાં માનકીકરણ (standardization) થયું ન હોઈ આ બાબત અનુભવનો વિષય બને છે. એક જ પદાર્થનું વિવિધ પદ્ધતિઓથી આમાપન્યૂનન કરતા કણોનો આકાર તથા તૈયાર માલમાં રહેલ અત્યંત બારીક કણો(fines)નું પ્રમાણ વગેરે બાબતમાં ભિન્નતા માલૂમ પડે છે; જેને કારણે તેના રંગ, દેખાવ અને ગુણધર્મોમાં વિવિધતા જોવા મળે છે. નીચેનું કોષ્ટક વિવિધ માપના કણો મેળવવા માટેની પદ્ધતિઓ ઉદાહરણ સહિત રજૂ કરે છે :

આમાપન્યૂનનની માત્રા પદ્ધતિ   ઉદાહરણ
મોટા ટુકડા કર્તન રુબાર્બ
સંપીડન ઘંટી
કરકરો ભૂકો પ્રતિઘાત ઘંટી જેઠીમધ, કેસ્કેરા
સૂક્ષ્મ ભૂકો પ્રતિઘાત ઘંટી રુબાર્બ, બેલાડોના
સંનિઘર્ષણ
અતિસૂક્ષ્મ ભૂકો તરલ વિટામિન
ઊર્જા-ઘંટી પ્રતિજીવીઓ

કયાં ઔષધીય દ્રવ્યો માટે કેવાં માપના કણો જોઈએ તે બાબત તેના ગુણધર્મો ઉપરથી નક્કી કરી શકાય છે; દા.ત., ઇપેકાક્યુઆન્હાના ઘટકોની દ્રાવ્યતા ઓછી છે તેથી બારીક ભૂકો જરૂરી ગણાય, જ્યારે કેસ્કેરાનું નિષ્કર્ષણ પાણીથી કરાય છે અને તેથી કણો ફૂલે છે. આથી બારીક ભૂકો વાપરવાથી તે અભેદ્ય (impenetrable) દ્રવ્ય બની જાય છે. માટે કરકરો ભૂકો ઇચ્છનીય છે.

આમાપઅલગન : કણોને તેમના માપ પ્રમાણે અલગ પાડવાની ક્રિયા. ભૂકારૂપ પદાર્થના વેચાણમાં તથા ભૂકો બનાવવાની વિવિધ યાંત્રિક ક્રિયાઓની કાર્યક્ષમતા નક્કી કરવા માટે તથા ભૂકારૂપ પદાર્થના કણોના બીજા ગુણો(પૃષ્ઠીય ક્ષેત્રફળ – surface area, અધિશોષણ, દ્રવ્ય સ્થાનાન્તરણ)ની ચકાસણી માટે કણોને માપ પ્રમાણે અલગ પાડવાનું તથા તેમની વિશિષ્ટતા નક્કી કરવાનું જરૂરી છે. આ માટે બ્રિટિશ ફાર્માકોપિયાએ કણોનું જાડાપણું (coarseness) કે બારીકપણું (fineness) દર્શાવવા માટે માનક ચાળણીઓનો ઉપયોગ કરેલો છે. કોઈ પણ પદાર્થનો ભૂકો કરતી વખતે વિવિધ માપના કણો બને છે. આ કણોના માપ વચ્ચેનો શક્ય તફાવત ધ્યાનમાં લઈને માનક નક્કી કરાય છે. (દા.ત., કોલસાના ટુકડા કરીએ ત્યારે બારીક ભૂકો પણ સાથે સાથે બને છે.) દરેક પ્રકારના ભૂકા માટે માનક તરીકે બે પ્રકારની ચાળણી નક્કી કરવામાં આવે છે. આ માનક ચાળણીની જાળીને તેમાંના તારને સમાંતર 2.54 સેમી. લંબાઈમાં આવેલાં છિદ્રો અનુસાર નંબર આપવામાં આવે છે. આમ 10 નંબરની ચાળણીને 2.54 સેમી. લંબાઈમાં 10 છિદ્રો અને 60 નંબરનીને 60 છિદ્રો હોય છે. આ માનક અનુસાર કરકરો ભૂકો 10 નંબરની ચાળણીમાંથી બધો જ ચળાઈ જાય છે અને તેમાંનો 40 %થી વધુ 44 નંબરની ચાળણીમાંથી ચળાઈ જતો નથી. આ અંગેની વધુ વિગતો નીચેના કોષ્ટકમાં આપી છે. ચાળણીના આ માનક નંબરને મેશ નંબર કહે છે.

ભૂકાનો પ્રકાર બધો ભૂકો

ચળાઈ જાય તેવી

ચાળણીનો નંબર

માત્ર 40 %

ભૂકો ચળાઈ

જાય તેવી

ચાળણીનો નંબર

કરકરો 10 44
સાધારણ કરકરો 22 60
સાધારણ બારીક 44 85
બારીક 85
ઘણો બારીક 120

અતિ બારીક ભૂકા માટે તેમાંના 90 % કણો 5 mmથી મોટા ન હોવા જોઈએ, જ્યારે 50 mm કરતાં મોટો એક પણ કણ ન હોવો જોઈએ એમ બ્રિ.ફા.એ ઠરાવેલું છે. આ સૂક્ષ્મદર્શકની મદદથી નક્કી કરાય છે. વનસ્પતિજ ઔષધો દળતી વખતે ચાળણીમાંથી પસાર ન થતો ભાગ ફેંકી ન દેતાં તેને ફરી ફરી દળીને મુખ્ય જથ્થામાં ભેળવવામાં આવે છે. કરકરા ભાગમાં રહેલ સક્રિય પદાર્થો જતા ન રહે તે માટે આ કાળજી લેવાય છે. યંત્રો સતત ચાલતાં રાખવાની સગવડ માટે અગાઉના ઘાણનો કરકરો ભાગ ઉમેરી લેવાની છૂટ બ્રિ.ફા.એ આપી છે. વળી દળતી વખતે વારંવાર ચાળીને કરકરા ભાગને દળતા રહેવાનું વધુ હિતાવહ છે. આમ કરવાથી અતિ સૂક્ષ્મ ભૂકો બનતો અટકશે અને આ ભૂકો કઠિન કણોને દળવાની ક્રિયામાં રુકાવટ નહિ કરે.

ચાળણી : ચાળણી સામાન્ય રીતે તારની બનાવાય છે. ફક્ત છિદ્રોની સંખ્યા દર્શાવાય તે પૂરતું નથી. કારણ તારની જાડાઈની ભિન્નતાથી છિદ્રોના માપમાં ભિન્નતા આવે છે. આ માટે તારનો વ્યાસ (સ્ટાન્ડર્ડ વાયર ગેજ, SWG) પણ નક્કી કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે છિદ્રોનું કુલ ક્ષેત્રફળ ચાળણીના ક્ષેત્રફળના 35 %થી 40 % જેટલું હોય તે રીતે તારનો વ્યાસ નક્કી કરાય છે. છિદ્રોના ક્ષેત્રફળમાં શક્ય તફાવત પણ માનકમાં દર્શાવવામાં આવે છે. તારની જાળીઓને બદલે છિદ્રોવાળું પતરું ચોરસ હોય છે, જ્યારે પતરામાં પાડેલાં છિદ્રો ગોળાકાર હોય છે. મોટા માપની ચાળણી સામાન્ય રીતે એ પ્રકારની હોય છે. ચાળણી માટે લોખંડ, ઢોળ ચડાવેલ લોખંડ, તાંબું, તાંબાની મિશ્ર ધાતુઓ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, વાળ, રેશમ અને સંશ્લેષિત રેસા વપરાય છે. મજબૂતાઈ તથા ક્ષારણપ્રતિરોધના ગુણોને કારણે સંશ્લેષિત રેસાની ચાળણી વધુ પસંદ કરાય છે.

ચાળણની રીતો : ચાળણીને કાળજીપૂર્વક વાપરવી જરૂરી છે જેથી તેનાં છિદ્રોના માપમાં ફેરફાર ન થાય. આથી કણીકરણ (granulation) જેવી અપવાદરૂપ ક્રિયાને બાદ કરતાં ચાળણી ઉપર બળપૂર્વક પદાર્થને ઘસવો જોઈએ નહિ. ચાળણની ક્રિયા સરળતાથી કરવા માટે કેટલીક યાંત્રિક પ્રયુક્તિઓ વપરાય છે. દોલન (oscillation), કમ્પન (vibration), પરિભ્રમણ (gyration), બ્રશ ફેરવવું, અપકેન્દ્રી (centrifugal) પદ્ધતિઓ અને જલયુક્ત ચાળણ અગત્યની પ્રયુક્તિઓ છે.

ચાળણ શુષ્ક ભૂકા માટે અનુકૂળ ન હોય ત્યારે જલયુક્ત ચાળણ વાપરવામાં આવે છે. જલયુક્ત પદાર્થ જાળીમાંથી સરળતાથી પસાર થઈ શકે છે ને જાળીનાં છિદ્રો પુરાઈ જતાં નથી.

ઉદ્યોગમાં કરવામાં આવતું ચાળણ અવસાદન (ઠારણ – sedimentation) અને નિક્ષાલન (elutriation) પદ્ધતિઓ ઉપર આધારિત હોય છે. નિક્ષાલનમાં પ્રવાહી, કણોની ગતિની દિશાથી ઊલટી દિશામાં ગતિ કરે છે.

(i) અવસાદનપદ્ધતિઓ : અવસાદન ટાંકીની રીત : સામાન્ય રીતે પાણીમાં બનાવેલ ઘન પદાર્થના નિલંબન(suspension)ને એક મોટી ટાંકીમાં ભરીને ઠરવા દેવામાં આવે છે. વધુ કરકરા કણો જલદીથી તળિયે ઠરે છે જ્યારે અતિસૂક્ષ્મ કણો મોડા ઠરે છે. ઉપરનું પ્રવાહી કાઢી લેવાથી તળિયા ઉપરના કરકરા કણો અને નિલંબનમાંના અતિસૂક્ષ્મ કણો અલગ કરી શકાય છે. આ એકલ અલગન (single separation) કહેવાય છે. જુદી જુદી ઊંચાઈએથી પ્રવાહીને પંપ મારફત એકઠું કરતાં વિવિધ માપના કણો મેળવી શકાય છે. આ ઘાણ કે ખંડ પ્રવિધિ છે.

(ii) સતત અવસાદન ટાંકીની રીત : એક છીછરી ટાંકીમાં નિલંબન ઉપરના ભાગમાંથી દાખલ કરવામાં આવે છે અને સામેની બાજુથી બહાર આવે છે. સૌથી વધુ કરકરા કણો પ્રવાહી દાખલ થાય તેની પાસેના ભાગમાં અને સૌથી બારીક કણો નિલંબન બહાર આવે તેની પાસેના ભાગમાં જમા થાય છે. આ પદ્ધતિ સતત ચાલુ રાખી શકાય છે અને કણોને ઘણા વિભાગમાં અલગ કરી શકાય છે.

(iii) ચક્રવાત (cyclone) રીત : આમાં શંકુ આકારના પાયાવાળા નળાકાર વાસણમાં ઉપરથી દીવાલને અડીને ઘણા વેગથી નિલંબન દાખલ કરવામાં આવે છે. અપકેન્દ્રી બળોને કારણે ભારે કણો દીવાલ ઉપર અથડાઈને શંકુ આકારના ભાગમાં એકત્ર થાય છે, જ્યારે હલકું પ્રવાહી મધ્યભાગમાંથી ઊંચે ચડીને બહાર આવે છે. સામાન્ય રીતે આ પદ્ધતિમાં વાયુ-ઘન પ્રણાલી ધરાવતું નિલંબન (suspension) વપરાય છે.

(iv) યાંત્રિક વાયુપૃથક્કારી (air separator) : આનો સિદ્ધાંત (iii)ને મળતો આવે છે, સામાન્ય રીતે આ પદ્ધતિ દળવાનાં યંત્રો સાથે જોડેલ હોય છે અને કરકરો પદાર્થ અલગ પાડીને દળવા માટે પાછો મોકલાય છે. આ પદ્ધતિમાં વાયુની ગતિ યાંત્રિક રીતે મેળવાય છે અને સ્થિર પાંખિયાં વડે અલગનમાં સુધારો શક્ય બને છે.

નિક્ષાલનપદ્ધતિઓ : આ પદ્ધતિમાં નિલંબન નળાકારના નીચેના ભાગમાંથી દાખલ કરાય છે. નિલંબનમાંના ભારે કણો નીચેની તરફ ગતિ કરતા હોય છે તેની સામે દાખલ થતું નિલંબન વિરુદ્ધ દિશામાં ગતિ કરતું હોય છે. હલકા કણવાળું નિલંબન ઉપરથી બહાર આવે છે જ્યારે કરકરા કણો તળિયેથી બહાર કાઢી લેવામાં આવે છે. એકથી વધુ નળાકારો જોડીને વધુ વિભાગો અલગ કરી શકાય છે અને આ પદ્ધતિ સતત ચલાવી શકાય છે. આ પદ્ધતિમાં નિલંબન વધુ મંદ હોવું જરૂરી છે તે આ પદ્ધતિની એક ખામી ગણાય.

આકૃતિ 6 : નિક્ષાલન : (1) તરલ અને સૂક્ષ્મ કણો, (2) કણોનું અવલંબન, (3) મોટા કણો

આમ બંને પદ્ધતિઓનો સમાન ઉપયોગ છે. કેઓલીન અને ચૉક જેવા અદ્રાવ્ય પદાર્થો માટે પાણીની મદદથી અલગન અનુકૂળ બને છે, જ્યારે અતિબારીક કણો તથા જલદ્રાવ્ય પદાર્થો કે જ્યાં શુષ્ક સ્થિતિમાં જ પ્રવિધિ કરવાની હોય ત્યાં વાયુનો ઉપયોગ વધુ અનુકૂળ હોય છે.

તરલ પદાર્થો માટેની ભૌતિક ક્રિયાઓ : તરલ પદાર્થો સાથે સંકળાયેલ ત્રણ અગત્યની ક્રિયાઓમાં : (1) તરલોનો પ્રવાહ, (2) ગાળણ અને (3) અપકેન્દ્રણ(centrifugation)નો સમાવેશ કરી શકાય. તરલોમાં વહી શકે તેવા પદાર્થોનો સમાવેશ કરવામાં આવે છે. વાયુઓ, પ્રવાહીઓ અને ઘન પદાર્થોનો વહી શકે તેવો ઝીણો ભૂકો વગેરેને તરલો ગણવામાં આવે છે. તરલોમાં વધુ અભ્યાસ પ્રવાહીઓનો કરાયો છે અને જે નિયમો તારવવામાં આવ્યા છે તે તરલોના સમગ્ર વર્ગને લાગુ પાડી શકાય છે.

(1) તરલોનો પ્રવાહ : રાસાયણિક ઇજનેરીનાં પ્રચાલનોમાં તરલોનો પ્રવાહ ઘણો અગત્યનો છે. એકમ-પ્રચાલનોના અભ્યાસમાં તરલોની વર્તણૂકનો અભ્યાસ પાયાનો ગણાય છે પ્રક્રમ સંયંત્રતા પાઇપ, ચેનલ વગેરેમાંથી તરલના પ્રવાહ ઉપર અસર કરતાં પરિબળોનો અભ્યાસ આ ખંડમાં કરવામાં આવે છે.

વહનની ક્રિયાવિધિ : જ્યારે પાઇપમાંથી તરલની ગતિ થતી હોય છે ત્યારે પરિસ્થિતિ અનુસાર બે પ્રકારનો પ્રવાહ થાય છે. એક પ્રકારમાં તરલના વિવિધ સ્તરો એકબીજાને સમાંતર રીતે વહે છે. આને ધારા રેખા (stream line), શ્યાન (viscous) પ્રવાહ કે સ્તરીય (laminar) પ્રવાહ કહે છે. બીજા પ્રકારમાં તરલના કણો વ્યવસ્થિત રૂપે વહેવાને બદલે અનિયમિત રીતે વહે છે. આને પ્રક્ષુબ્ધ (turbulent) પ્રવાહ કહે છે, આમ થવાનું કારણ ત્રાંસા પ્રવાહ અને વમળો છે. ઑસ્બૉર્ન રેનૉલ્ડ્ઝે 1883માં તરલ પ્રવાહનો અભ્યાસ કરીને શોધી કાઢ્યું કે સ્તરીય પ્રવાહ પ્રક્ષુબ્ધ પ્રવાહમાં ફેરવાઈ જાય તે ક્રાંતિક વેગનો આધાર નળીના વ્યાસ (D), શ્યાનતા (m), તરલની ઘનતા (r) અને સરેરાશ રેખીય વેગ (v) ઉપર રહેલો છે, તે માટેનું સમીકરણ નીચે પ્રમાણે રજૂ કરી શકાય :

સુસંગત (consistent) એકમોનો ઉપયોગ કરતાં માલૂમ પડે છે કે NRe ને કોઈ પરિમાણ નથી અને તે રેનૉલ્ડ આંક તરીકે ઓળખાય છે. જો NReનું મૂલ્ય 2,000થી નીચે હોય તો આ પ્રવાહ સ્તરીય પ્રકારનો હોય છે. જો NReનું મૂલ્ય 4,000 હોય તો વહન પ્રક્ષુબ્ધ હોય છે. સ્તરીય પ્રવાહમાં તરલનો સરેરાશ વેગ મહત્તમ વેગના 0.5 જેટલો અને પ્રક્ષુબ્ધ પ્રવાહમાં 0.8 જેટલો હોય છે.

તરલના પ્રવાહના અભ્યાસમાં વિવિધ પ્રકારનાં દબાણને લક્ષમાં લેવાં જરૂરી છે.

સ્થિર-દબાણ (static pressure) : પ્રવાહની દિશાને સમાંતર વહેતા તરલમાં પેદા થતા દબાણને સ્થિર-દબાણ કહે છે.

આઘાત-દબાણ (impact pressure) : પ્રવાહની દિશાને લંબ દિશામાં અપાતું દબાણ આઘાત-દબાણ તરીકે ઓળખાય છે.

ગતિ-દબાણ (velocity pressure) : એક જ બિંદુએ આપવામાં આવતા આઘાત-દબાણ અને સ્થિર-દબાણ વચ્ચેનો તફાવત ગતિ-દબાણ કહેવાય છે. સ્થિર તરલમાં આ તફાવતનું મૂલ્ય શૂન્ય હોય છે કારણ બધી દિશામાં દબાણ સમાન હોય છે.

તરલનું શીર્ષ (fluid head) : એક ઊભી નળીને વહેતા તરલની નળી સાથે જોડવામાં આવે તો ઊભી નળીમાં ચડેલા પ્રવાહીની ઊંચાઈને પ્રવાહીનું શીર્ષ કહે છે.

તરલના પ્રવાહના વેગ ઉપર દબાણ, શ્યાનતા, ઘનતા, નળીનો વ્યાસ, (નળીના વ્યાસની વધઘટ, વળાંકો, અંદરની સપાટી વગેરેને લીધે) ઘર્ષણ વગેરે ઉપર આધાર રાખે છે. આ બધાં પરિબળોને સમાવી લેતાં સમીકરણો પ્રયોજવામાં આવ્યાં છે.

પ્રવાહનો વેગ માપવા માટે ઓરિફિસમિટર, વેન્ચ્યુરીમિટર, પીટોટ ટ્યૂબ અને રોટામિટર જેવાં ઉપકરણો વપરાય છે. આ ઉપકરણો કુલ ઊર્જા સંતુલન(total energy balance)ના સિદ્ધાંત ઉપર કાર્ય કરે છે. એટલે કે પ્રવાહીની સ્થિતિઊર્જા, ગતિઊર્જા તથા આંતરિક ઊર્જાનો સરવાળો ઉપરાંત ઘર્ષણ, પ્રવાહી ગતિ, શ્યાનતા, ઘનતા વગેરે પરિબળોનો પણ આમાં સમાવેશ થાય છે.

શ્યાનતા : અપરૂપણ પ્રતિબળ(shear stress)ની અસર તળે તરલ પ્રણાલી વહનમાં જે પ્રતિરોધ દર્શાવે છે તેને શ્યાનતા કહે છે. તરલોના વહન પ્રત્યેના પ્રતિરોધનું માપ શ્યાનતા આપે છે. અપરૂપણ પ્રતિબળ (S) નીચેના સમીકરણ વડે મેળવી શકાય :

માટે hના પરિમાણ ML1 T1 છે.

સેમી. ગ્રામ સેકન્ડ (cgs) એકમ પ્રણાલીમાં ηનો એકમ 1 ગ્રા. સેમી.1 સેકન્ડ1 = 1 P (poise) [ફ્રેંચ વૈજ્ઞાનિક Poiseuille નામ ઉપરથી]. આના સોમા ભાગને સેન્ટીપોઇસ CP કહે છે. SI એકમ પ્રણાલીમાં શ્યાનતાનો એકમ કિગ્રા. મીટર1 સેકન્ડ1 (kg m1 S1) છે. તે P થી દસ ગણો મોટો છે. પાણીની શ્યાનતા સામાન્ય તાપમાને 1 CP છે. હવાની 0.02 CP અને તૈલી પદાર્થોની 10થી 5000 CP છે.

ન્યૂટોનિયન તરલોમાં ηના મૂલ્યમાં અપરૂપણના દરના ફેરફારોની કોઈ અસર થતી નથી અને તે અચળ રહે છે. બિનન્યૂટોનિયન તરલોમાં ηના મૂલ્યમાં અપરૂપણના દરના ફેરફારોની અસર થાય છે. ઔષધીય બનાવટોમાં તૈયાર થતા પ્રવાહીઓ તથા રક્ત આ પ્રકારનાં હોય છે.

વિરૂપણ પ્રવાહિકી(rheology)માં દ્રવ્ય ઉપર પ્રતિબળથી ઉત્પન્ન થતા વિરૂપણ(deformation)નો અભ્યાસ કરાય છે. આ શાખા મલમ, જેલ, ક્રીમ, લેપ (paste) જેવાં ઔષધીય પ્રરૂપોની બનાવટમાં ઘણી ઉપયોગી છે. આવાં પ્રરૂપો સ્થાયી બને તે ઘણું અગત્યનું છે.

પાઉડરનું વહન અને સંહનન (compaction) : ઔષધોના મિશ્રણના પાઉડરને દ્બાણ આપીને બનાવેલ ટીકડીઓ તથા કૅપ્સ્યૂલ બહુ જ જાણીતાં ઔષધ-પ્રરૂપો છે. આ પ્રરૂપોના નિર્માણમાં વપરાતા પાઉડરરૂપ પદાર્થોનું વહન અને સંહનન અગત્યની ક્રિયાઓ છે. આ માટે એક વિશિષ્ટ શાખા પાઉડર-વિરૂપણ-પ્રવાહિકી વિકસી છે.

બ્રૉકડૉને 1843માં ટીકડીઓ બનાવવા માટેની પેટન્ટ લીધી. ટીકડીઓ મોઢામાં વિઘટિત થઈને ઓગળી જાય તેવી (દા.ત., આઇસો સોર્બાઇડ નાઇટ્રાઇટની), ચાવી શકાય તેવી (દા.ત., ઍલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડની), જઠરમાં પહોંચતાં વિઘટિત થાય તેવી, બહુ જ લાંબા સમય દરમિયાન ધીમે ધીમે ઓગળે તેવી (દા.ત., શરીરમાં આરોપણ કરેલી – transplant), મોઢામાં ધીમે ધીમે ઓગળે તેવી (દા.ત., લૉઝેન્જિઝ), વગેરે ગુણધર્મો ધરાવતી હોવી જોઈએ. આ બધા ગુણો માટે તેની બનાવટમાં વિશિષ્ટ કાર્યપદ્ધતિ અપનાવવામાં આવે છે.

પાઉડરના વહનમાં રુકાવટ કરનાર પરિબળોમાં સંસંજન (cohesion) અગત્યનું છે. રેતી જેવા પદાર્થો સહેલાઈથી વહી શકે છે; પરંતુ મોટાભાગના ભૂકારૂપ પદાર્થો વિશિષ્ટ ઉપચાર વગર સરળતાથી વહેતા નથી. સપાટીનાં બળો જેવાં કે વાનડરવાલ બળો, પૃષ્ઠતાણ (surface tension) અને સ્થિરવીજ બળો(electrostatic forces)ને કારણે પાઉડરના કણો એકબીજા સાથે કે વાસણની સપાટી સાથે ચીટકી જાય છે. કણોની ખરબચડી સપાટીને કારણે કણો વચ્ચે ઘર્ષણ થાય છે, જેથી કણો ચોંટી જાય છે. કણોના અનિયમિત આકારને કારણે પણ તે એકબીજા સાથે જકડાઈ જાય છે. આથી ભૂકારૂપ પદાર્થ એક ર્દઢ જથ્થા તરીકે વર્તે છે અને આને અલગ કરવાનું ફક્ત ગુરુત્વાકર્ષણ માટે શક્ય નથી. કણોનું કદ, કણોની ઘનતા, પાઉડરના ઢગલાનો ઘર્ષણખૂણો (angle of repose), જથ્થા-ઘનતા (bulk density) જેવાં પરિબળો પણ સંસંજન ઉપર અસર કરે છે.

ભૂકારૂપ પદાર્થને દાણાદાર (granular) બનાવીને, તેમનો આકાર ગોળ કરીને શંખજીરું, મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઇડ, સિલિકોન વગેરે સહાયકો ઉમેરીને તેની વહનક્ષમતા વધારી શકાય છે.

(2) ગાળણ : આ એકમ-પ્રચાલન રાસાયણિક ઇજનેરી તેમજ ઔષધનિર્માણમાં ઘણું અગત્યનું છે. સામાન્ય પ્રયોગશાળાથી માંડીને વિશાળ કારખાનાંમાં આ પદ્ધતિ ઘણી ઉપયોગમાં આવે છે. ગાળણ એટલે પ્રવાહીમાંથી અદ્રાવ્ય ઘન પદાર્થને છિદ્રાળુ માધ્યમ દ્વારા અલગ કરવાની ક્રિયા. અદ્રાવ્ય ઘન અને પ્રવાહીના મિશ્રણને રગડો (slurry) કહે છે. ગાળણ માટે વપરાતા છિદ્રાળુ માધ્યમને ગાળણ- માધ્યમ તથા તેના ઉપર જમા થતા અદ્રાવ્ય પદાર્થને ગાળણ કેક (filter cake) કહે છે. જે ચોખ્ખું પ્રવાહી ગાળણ-માધ્યમમાંથી બહાર આવે છે તેને ગાળણ કહે છે.

પ્રયોગશાળામાં વપરાતી સાદી ગળણીથી માંડીને જટિલ યાંત્રિક રચના ધરાવતાં સાધનો ગાળણ માટે વપરાય છે; દા. ત., ગાળણપત્ર (filter leaf), ધાર ગાળણ (edge filter) વગેરે.

હવાનું ગાળણ : કેટલીક પ્રવિધિઓમાં સૂક્ષ્મજીવાણુમુક્ત અને અવલંબિત રજકણમુક્ત (suspended particle free) હવા વાપરવી જરૂરી બને છે. ખોરાકી પદાર્થોનું શુષ્કન, ફોટોગ્રાફિક ફિલ્મનું ઉત્પાદન, પ્રતિજીવીઓનું ઉત્પાદન વગેરેમાં આવી શુદ્ધ હવા જરૂરી બને છે. વળી શુષ્કન શૂન્યાવકાશમાં કરવામાં આવ્યું હોય તો શૂન્યાવકાશ તોડવા માટે વપરાતી હવા આવી શુદ્ધ હવા હોવી જોઈએ. આ માટે હવાને વિશિષ્ટ પ્રકારનાં ફિલ્ટરમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. આ ફિલ્ટર કાટ ન લાગે તેવાં, વરાળની અસર ન થાય તેવાં અને જેના ઉપર સૂક્ષ્મજીવાણુ તથા ફૂગ જેવા પદાર્થોનું સંવર્ધન ન થાય તેવાં હોવાં જોઈએ.

આ માટે સ્ટીલ વુલ કે ગ્લાસ વુલ જેવા રેસામય પદાર્થનાં ફિલ્ટર વપરાય છે. તેમને ભારે તેલથી ભીંજવેલ હોય છે. આમાંથી પસાર થવા માટે હવાને વાંકોચૂંકો માર્ગ લેવો પડતો હોય છે. તેથી તે તૈલયુક્ત રેસામય પદાર્થના ઘનિષ્ઠ સંપર્કમાં આવે છે અને તેના કણો, સૂક્ષ્મજીવાણુઓ વગેરે ફિલ્ટરમાં ચીટકી જાય છે. ચિનાઈ માટીનાં છિદ્રાળુ ફિલ્ટર પણ વપરાય છે. અવારનવાર આ ફિલ્ટરો બદલવામાં આવે છે.

(3) અપકેન્દ્રણ (centrifugation) : દબાણનો તફાવત ઉત્પન્ન કરવા માટે અપકેન્દ્રી બળનો ઉપયોગ કરાય છે. સામાન્ય ગુરુત્વાકર્ષણબળના મુકાબલે આ બળ વધુ મોટું હોઈ ગાળણ ઝડપી બને છે. કલીલ દ્રાવણમાંના ઘટકોનું અવસાદન કરવા માટે આ બળ ઉપયોગમાં લેવાય છે. અપકેન્દ્રણ બળ નીચેના સમીકરણ મારફત મેળવી શકાય છે :

વર્તુળાકાર ગતિની ત્રિજ્યા, m = કણનું દળ,  = કણનો વેગ. આ જ કણ ઉપર ગુરુત્વાકર્ષણનું બળ G = mg, g = ગુરુત્વાકર્ષણ અચળ.

અપકેન્દ્રી અસર = F/G F અને Gનાં મૂલ્યો આ સમીકરણમાં મૂકતાં, અપકેન્દ્રી અસર = 2.013 n2d.

d = વ્યાસ મીટરમાં, n = ભ્રમણવેગ.

ઉદ્યોગમાં છિદ્રાળુ છાબડાં(perforated baskets), સેન્ટ્રિફ્યુજ, સેન્ટ્રિફ્યુગલ અવસાદક (sedimenters) અને આડા સેન્ટ્રિફ્યુજ બહોળા પ્રમાણમાં વપરાય છે.

ગાળણ અને અપકેન્દ્રણ-પદ્ધતિઓ વગર બલ્ક ડ્રગ્ઝ, ઍન્ટિબાયૉટિક અને વિટામિનોનું મોટા પ્રમાણમાં નિર્માણ અશક્ય છે.

ઘન પદાર્થનું વહન (conveying of solids) : પ્રવાહીના સ્થાનાન્તર જેવું જ ઘન પદાર્થોનું સ્થાનાન્તર એક અગત્યનું પ્રચાલન છે. બને ત્યાં સુધી ઉદ્યોગમાં દ્રવ્યના સ્થાનાન્તરમાં તરલ રૂપ પસંદ કરાય છે. આમ છતાં ઘણા કિસ્સામાં ઘન સ્વરૂપનું સ્થાનાન્તર જરૂરી બને છે. સ્થાનાન્તર માટેનાં સાધનોની પસંદગી પદાર્થના આકાર, કદ અને જથ્થા ઉપર તથા સ્થાનાન્તર સમસ્તર (horizontal), ઊંચે કે ઢાળ ઉપર કરવાનું છે તેના ઉપર આધાર રાખે છે. સામાન્ય રીતે નીચે દર્શાવેલ યાંત્રિક સાધનો સ્થાનાન્તર માટે વપરાય છે :

(1) પટ્ટા(belt)વાહકો, (2) શૃંખલા(chain)વાહકો, (3) સ્ક્રૂવાહકો અને (4) વાયવી(pneumatic)વાહકો. આ પદ્ધતિ હલકાં અને ફૂલેલાં (bulky) દ્રવ્ય માટે ખાસ ઉપયોગી છે.

દળસ્થાનાન્તર : મિશ્રણોના ઘટકોને અલગ કરવામાં વપરાતાં પ્રચાલનોનો સમૂહ એક સમરૂપ (homogeneous) કલામાંથી બીજીમાં થતા દ્રવ્યના સ્થાનાન્તર ઉપર આધાર રાખે છે. આ પદ્ધતિઓ બાષ્પ દબાણ અને દ્રાવ્યતાના તફાવતનો (નહિ કે ઘનતા અથવા કણોના કદનો) ઉપયોગ કરે છે. જેમ તાપમાનનો તફાવત ઉષ્માના વહન માટે જવાબદાર છે તેમ આ સ્થાનાન્તર માટે સાંદ્રતાનો તફાવત જવાબદાર ગણાય. નિષ્કર્ષણ, નિસ્યંદન, શોષણ-અધિશોષણ જેવી પ્રવિધિઓનો આમાં સમાવેશ થાય છે. આ પ્રવિધિઓનો સૈદ્ધાંતિક પાયો કલા-નિયમ (phase rule) છે.

નિષ્કર્ષણ : વનસ્પતિજ દ્રવ્યોમાંથી મેળવાતાં ઔષધોના સ્થાને ઘણા સંશ્લેષિત પદાર્થો વપરાશમાં આવ્યા હોઈ આ ઔષધોની માંગ ઓછી થઈ છે. આમ છતાં આ ઔષધોની બનાવટનો બ્રિટિશ ફાર્માકોપિયા અને બ્રિટિશ ફાર્માસ્યૂટિકલ કોડેક્સમાં ઉલ્લેખ કરવામાં આવે છે. કેટલાંક સ્ટીરૉઇડ ઔષધોની બનાવટમાં પ્રારંભ-પદાર્થો હજુ પણ કુદરતી સ્રોતોમાંથી મેળવવામાં આવે છે. આથી નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ અગત્યનો ગણાય છે.

નિષ્કર્ષણ એટલે અદ્રાવ્ય પદાર્થમાંથી (ઘન અથવા પ્રવાહી) દ્રાવ્ય ઘટકને દ્રાવકની મદદથી અલગ પાડવાની ક્રિયા. આ ક્રિયામાં નિષ્કર્ષણની ઝડપનો આધાર કોષોની દીવાલમાંથી થતા સક્રિય ઘટકના પ્રસરણ ઉપર છે.

પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણ : એક દ્રાવકમાં ઓગળેલ પદાર્થનું બીજા અદ્રાવ્ય દ્રાવકમાં સ્થાનાન્તર થાય તે ઘણી અગત્યની ક્રિયા છે. બે અદ્રાવ્ય દ્રાવકોને ભેગાં કરતાં તેમની વચ્ચે પદાર્થની સાંદ્રતાપ્રવણતા (gradient) રચાય છે અને બન્ને દ્રાવકો વચ્ચે સંતુલન ન સ્થપાય ત્યાં સુધી સ્થાનાન્તર ચાલુ રહે છે. આ ક્રિયા ઝડપી બનાવવા માટે બને તેટલો વધુ સપાટી-વિસ્તાર સંપર્કમાં આવવો જોઈએ અને પૂરતો સમય આપવો જોઈએ. પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણ માટે પ્રયોગશાળામાં પૃથક્કારી ગળણી (separating funnel) વપરાય છે, જ્યારે મોટા જથ્થામાં નિષ્કર્ષણ કરવા માટે અપકેન્દ્રી નિષ્કર્ષકો (centrifugal extractors) વપરાય છે. આમાં પૉડબીલ નિયાક નિષ્કર્ષક ખાસ કરીને પ્રતિજીવીઓના નિષ્કર્ષણમાં વપરાય છે. આ સાધનમાં આડી ધરી ઉપર ફરતો એક નળાકાર હોય છે. ધરી ઉપર સમકેન્દ્રી કાણાવાળા નળાકારો જોડેલા હોય છે. નળાકારને ગોળ ફેરવતાં ભારે પ્રવાહી દૂર ફેંકાય છે અને હલકું પ્રવાહી ધરી તરફ ધકેલાય છે. પ્રવાહીઓ એકબીજાથી વિરુદ્ધ દિશામાં (counter current) ગતિ કરતાં હોઈ કાણાવાળા નળાકારને કારણે તેમની વચ્ચે ઘનિષ્ઠ સંપર્ક શક્ય બને છે.

ઘન-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણ : આ ઉત્કર્ષણ (leaching) તરીકે ઓળખાય છે. જોકે ઔષધરસાયણમાં તેના માટે નિષ્કર્ષણ શબ્દ પ્રયોજાય છે.

વનસ્પતિજ દ્રવ્યોમાંનાં કેટલાંક પોચાં હોય છે જ્યારે કેટલાંક કઠિન હોય છે. નિષ્કર્ષણમાં આ બાબત ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે. પદાર્થના રાસાયણિક ગુણધર્મો અને સેલ્યુલોઝ, પ્રોટીન, કાર્બોહાઇડ્રેટ જેવા પદાર્થોની હાજરી પણ નિષ્કર્ષણ ઉપર અસર કરે છે. નિષ્કર્ષણ માટેનું દ્રાવક વરણાત્મક (selective) હોય તે જરૂરી છે, જેથી બિનજરૂરી પદાર્થો તેમાં ઓગળે નહિ. તેનામાં પરિરક્ષક (preservative) ગુણો હોવા જોઈએ, જેથી ભીના વનસ્પતિદ્રવ્યમાં સૂક્ષ્મ જીવાણુઓ પેદા ન થાય.

ઔષધનિષ્કર્ષણને અસર કરતાં કેટલાંક પરિબળો નીચે પ્રમાણે છે :

(i) વનસ્પતિજ (કે પ્રાણીજ) દ્રવ્યનું યોગ્ય આમાપન્યૂનન

(ii) દ્રાવકનો દ્રવ્યમાં પ્રવેશ (penetration)

(iii) દ્રાવ્ય પદાર્થોનું કોષોની અંદર દ્રાવકમાં દ્રાવણ

(iv) દ્રાવણનું કોષોની દીવાલમાંથી તથા કોષોની આજુબાજુ રહેલ દ્રાવકના પરિસીમા-સ્તર(boundary layer)માંથી પ્રસરણ

(v) દ્રાવણ તથા નિષ્કાસિત દ્રવ્યનું અલગન – આ દરેક બાબતનો ઝીણવટભર્યો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે.

આદર્શ દ્રાવક સસ્તું, બિનઝેરી, ઓછું બાષ્પશીલ, ઓછું દહનશીલ ઉપરાંત રાસાયણિક તથા ભૌતિક રીતે નિષ્ક્રિય હોવું જોઈએ. તે બને તેટલું વધુ વરણાત્મક હોવું જોઈએ. આ ગુણધર્મોના સંદર્ભમાં ઘણાંખરાં કાર્બનિક દ્રાવકો અસ્વીકાર્ય બને છે, પરંતુ વિશિષ્ટ સંજોગોમાં ઔષધના નિષ્કર્ષણ અગાઉ તૈલી પદાર્થો દૂર કરવા તે વપરાય છે.

પ્રોટીન, રંગદ્રવ્યો અને ગુંદર જેવા પદાર્થો, એન્થ્રાક્વિનોન વ્યુત્પન્નો, આલ્કેલૉઇડ ક્ષારો, ગ્લાયકોસાઇડ, શર્કરા, ટેનિન, ઉત્સેચકો, કાર્બનિક ઍસિડ તથા તેના ક્ષારો, કેટલાક બાષ્પશીલ તેલો વગેરે માટે પાણી યોગ્ય દ્રાવક છે. પરંતુ મીણ, તૈલી પદાર્થો (ચરબી તથા સ્થિર-fixed-તેલો) તથા આલ્કેલૉઇડ બેઝ તેમાં અદ્રાવ્ય હોય છે. વળી તે ઓછું વરણાત્મક છે; કેટલાક પદાર્થોનું તે જલવિઘટન કરે છે અને તેની હાજરીમાં સૂક્ષ્મજીવાણુઓની વૃદ્ધિ થાય છે. પાણીની ગુપ્ત બાષ્પ ગરમી(latent heat of evaporation)નું મૂલ્ય વધુ હોઈ તેના બાષ્પીભવનમાં વધુ ઉષ્મા-ઊર્જા જરૂરી બને છે. વળી ઉત્સેચક વડે થતું પદાર્થનું વિઘટન તે રોકી શકતું નથી.

આલ્કોહૉલ : આલ્કેલૉઇડ તથા તેના ક્ષારો, ગ્લાયકોસાઇડ, બાષ્પશીલ તેલો, રેઝિનો, રંગદ્રવ્યો, ટેનિન, ઍન્થ્રાક્વિનોન વ્યુત્પન્નો, ઘણા કાર્બનિક ઍસિડ તથા તેના ક્ષારો તેમાં દ્રાવ્ય છે જ્યારે આલ્બ્યુમિન, ગુંદર જેવા પદાર્થો, સ્થિર તેલો, શર્કરા વગેરે તેમાં અદ્રાવ્ય છે.

નિષ્કર્ષણની રીતો : (i) દ્રવસંમર્દન (maceration) : ઔષધિદ્રવ્યના ભૂકાને દ્રાવકમાં ડુબાડીને રાખવામાં આવે છે. (ii) પરિસ્રવણ (percolation) : ભૂકારૂપ પદાર્થમાંથી દ્રાવકનો ધીમો પ્રવાહ પસાર કરાય છે. આ બંને રીતોમાં મળતા દ્રાવણને અલગ કરીને તેમાંના દ્રાવકનું બાષ્પીભવન કરીને ઘનરૂપ ઔષધ મેળવાય છે. દ્રાવકની બાષ્પને ઠારીને દ્રાવકની પુન:પ્રાપ્તિ કરીને તેને ઉપયોગમાં લેવાય છે.

મોટા પાયા ઉપર નિષ્કર્ષણ કરવા માટે ઉપરની રીતોનું રૂપાંતર કરીને વપરાશમાં લેવાય છે. પરિસંચરણ (circulatory) પદ્ધતિ દ્રવ-સંમર્દન રીતનું યાંત્રિક રૂપાંતર કરે છે, જેમાં પાત્રમાંથી બહાર આવતા ઔષધયુક્ત દ્રાવકને પંપ મારફત ઔષધીય દ્રવ્ય ઉપર ફરી ફરીને રેડવામાં આવે છે. આમ વધુ સાંદ્રતાવાળું દ્રાવણ મેળવાય છે. બહુસ્તરીય નિષ્કર્ષણમાં નિષ્કર્ષક સાથે ત્રણ કે વધુ ટાંકીઓ જોડેલી હોય છે. નિષ્કર્ષણમાં ઔષધીય દ્રવ્યનો તાજો જથ્થો લઈને સૌથી વધુ સાંદ્રતાવાળા દ્રાવકનો ઉપયોગ કરીને ક્રમિક રીતે ઘટતી સાંદ્રતાવાળા દ્રાવણનો અને છેલ્લે શુદ્ધ દ્રાવકનો ઉપયોગ કરાય છે. ત્રણ ટાંકીના ઉપયોગથી ત્રણ વખત નિષ્કર્ષણ કરી શકાય છે. આ રીતે ઓછા સમયમાં વધુ સાંદ્રતાવાળું દ્રાવણ મેળવી શકાય છે. સતત નિષ્કર્ષણમાં દ્રાવક ઔષધીય દ્રવ્યમાં ઉમેરાય છે. આમાંથી મળતા દ્રાવણનું બાષ્પીભવન કરીને મળતા દ્રાવકને ફરી ઔષધીય દ્રવ્યમાં ઉમેરવામાં આવે છે. ફરી ફરીને આ ક્રિયા કરવામાં આવતાં સીમિત દ્રાવકના જથ્થાનો અનેકવાર ઉપયોગ કરીને ઔષધીય દ્રવ્યમાંનું ઔષધ સંપૂર્ણપણે નિષ્કર્ષિત કરાય છે. આ માટેનું પ્રયોગશાળામાં વપરાતું સાધન સૉક્સલેટ ઉપકરણ તરીકે ઓળખાય છે. ઉદ્યોગમાં વાપરવા માટે આ પદ્ધતિનાં રૂપાંતરો ઉપલબ્ધ છે.

આકૃતિ 7 : સૉક્સલેટ ઉપકરણ

નિષ્કર્ષણ માટે વાપરવાની પદ્ધતિની પસંદગી નક્કી કરતાં પરિબળો : (i) ઔષધીય દ્રવ્યની વિશિષ્ટતા : નીચેનું કોષ્ટક વિવિધ પ્રકારનાં ઔષધીય દ્રવ્યો માટેની યોગ્ય પદ્ધતિ ઉદાહરણ સહિત દર્શાવે છે :

ઔષધીય દ્રવ્ય પદ્ધતિ ઉદાહરણ
કઠિન અને ચવડ પરિસ્રવણ ઝેરકોચલું
નરમ અને પોચી પેશીઓવાળું દ્રવ-સંમર્દન જેન્શિયન
ભૂકો ન થઈ શકે તેવું દ્રવ-સંમર્દન સ્ક્વિલ
અસંગઠિત (unorganised) દ્રવ-સંમર્દન બેન્ઝોઇન ગમ
ભૂકો કરવાનું અનિચ્છનીય દ્રવ-સંમર્દન મીંઢીઆવળનાં બીજ

(ii) ચિકિત્સીય મૂલ્ય (therapeutic value) : જે ઔષધનું ચિકિત્સીય મૂલ્ય ઊંચું હોય તેનું મહત્તમ નિષ્કર્ષણ થવું જરૂરી છે. આ માટે પરિસ્રવણ રીત અગત્યની છે; દા. ત., બેલાડોના. નીચા ચિકિત્સીય મૂલ્યવાળા ઔષધના નિષ્કર્ષણની કાર્યક્ષમતા બહુ અગત્યની હોતી નથી તેથી દ્રવ-સંમર્દન રીત યોગ્ય છે; દા.ત., લીંબુનું તેલ, જેન્શિયન.

(iii) ઔષધની સ્થાયિતા (stability) : સૉક્સલેટ જેવી સતત પ્રક્રિયા, જેમાં ગરમ દ્રાવક વપરાય છે તે તાપ-અસ્થાયી ઔષધો માટે યોગ્ય નથી.

(iv) ઔષધીય દ્રવ્યનું મૂલ્ય : કીમતી ઔષધીય દ્રવ્યનું નિષ્કર્ષણ સંપૂર્ણ થાય તે આર્થિક ર્દષ્ટિએ અગત્યનું ગણાય; દા.ત., આદું/સૂંઠ. ઓછા કીમતી દ્રવ્ય માટે દ્રવ-સંમર્દન યોગ્ય ગણાય.

(v) દ્રાવક : શુદ્ધ દ્રાવક કે સ્થિરક્વાથી મિશ્રણ (azeotrope) સિવાયના દ્રાવક મિશ્રણની જરૂર હોય તો સતત પ્રક્રિયાપદ્ધતિના બદલે પરિસ્રવણ વધુ યોગ્ય ગણાય. દ્રાવકની કિંમત પણ ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી ગણાય.

(vi) ઔષધનું સાંદ્રણ : ટિંક્ચર જેવા મંદ દ્રાવણરૂપ પ્રરૂપો માટે દ્રવ-સંમર્દન અને પરિસ્રવણ યોગ્ય છે. અર્ધસાંદ્રણ પ્રરૂપો માટે પરિસ્રવણ યોગ્ય છે, પણ ઔષધીય દ્રવ્યનો ભૂકો બનાવવાનું અશક્ય કે અનિચ્છનીય હોય ત્યારે બે કે ત્રણવાર દ્રવ-સંમર્દન રીત વાપરવી વધુ અનુકૂળ છે. સાંદ્ર પ્રરૂપો (પ્રવાહી નિષ્કર્ષક – extract – કે શુષ્ક નિષ્કર્ષક) માટે પરિસ્રવણ વધુ યોગ્ય છે. જો ઔષધીય ઘટક તાપસ્થાયી હોય તો સતત નિષ્કર્ષણ વધુ સારું ગણાય.

અનિષ્કર્ષમાંથી દ્રાવકની પુન:પ્રાપ્તિ : નિષ્કર્ષણ પછીના અવશેષરૂપ દ્રવ્યને દબાવીને તેમાં રહી ગયેલ દ્રાવણ કાઢી લેવાય છે અને જરૂર હોય તો નિષ્કર્ષમાં ઉમેરાય છે. અનિષ્કર્ષને ગરમ કરીને કે તેમાંથી વરાળ પસાર કરીને દ્રાવકને પાછું મેળવાય છે.

નિસ્યંદન : પ્રવાહી સહિતનાં મિશ્રણોના ઘટકોને આંશિક બાષ્પીભવનથી અલગ કરીને તેમની બાષ્પનો જુદો જુદો સંગ્રહ કરવાની ક્રિયાને નિસ્યંદન કહે છે. આ ક્રિયા દ્વારા પ્રવાહીમાંથી અબાષ્પીય અશુદ્ધિઓ દૂર કરી શકાય છે અને એકબીજા સાથે મિશ્રણીય, આંશિક મિશ્રણીય અને અમિશ્રણીય પ્રવાહીઓને અલગ કરી શકાય છે.

વાસ્તવમાં બાષ્પીભવન, નિસ્યંદન અને શુષ્કનને એકબીજાથી ભિન્ન પાડવાં મુશ્કેલ છે. આમ છતાં એમ કહી શકાય કે બાષ્પીભવનમાં સાંદ્ર પ્રવાહી, શુષ્કનમાં શુષ્ક ઘન પદાર્થ અને નિસ્યંદનમાં બાષ્પને ઠંડી પાડી પ્રવાહી મેળવવામાં આવે છે.

સાદા નિસ્યંદનમાં પ્રવાહી ગરમ કરવા માટેનું બૉઇલર, બાષ્પને ઠારવા માટેનું શીતક (condenser) અને શુદ્ધ પ્રવાહી એકઠું કરવા માટેનું સંગ્રાહક (receiver) – એમ ત્રણ મુખ્ય ભાગો હોય છે. શુદ્ધ પાણી આ રીતે મેળવાય છે. 1 કિગ્રા. પાણીની વરાળને ઠારવા માટે 7.25 કિગ્રા. પાણીની જરૂર પડે છે.

હવામાનના નીચા દબાણે નિસ્યંદન કરવાથી ગ.બિં.માં ઘટાડો થતો હોઈ નીચા તાપમાને નિસ્યંદન શક્ય બને છે. આંશિક (fractional) નિસ્યંદનમાં મિશ્રણને ગરમ કરતાં મળતી બાષ્પને અમુક પ્રમાણમાં ઠારીને પશ્ચવાહી (reflux) પ્રવાહી તરીકે બૉઇલરમાં પાછું પડવા દેવામાં આવે છે. આથી પ્રવાહી અને બાષ્પ વચ્ચે સંતુલન સ્થપાય છે, જેથી વધુ બાષ્પીય ઘટક બાષ્પ તરીકે શીતકમાં જાય છે. સંતુલન કાર્યક્ષમ રીતે થઈ શકે તે માટે વિવિધ પ્રકારના વિભાગીય સ્તંભો (fractional columns) વપરાય છે. જેમના ઉ. બિં. વચ્ચેનો તફાવત ઓછો હોય તેવા ઘટકો આ પદ્ધતિથી અલગ કરી શકાય છે.

મોટા અણુભારવાળા અણુઓનું નિસ્યંદન કરતાં તેમની વચ્ચે સંઘાત થતાં તેમનું વિઘટન થાય છે. આ માટે અણુઓ વચ્ચેનો સરેરાશ મુક્ત માર્ગ (mean free path) મોટો હોવો જોઈએ જેથી સંઘાતનું પ્રમાણ ઓછું રહે. અણુઓનો સરેરાશ મુક્ત માર્ગ l નીચે પ્રમાણેના સમીકરણથી મેળવી શકાય :

1 ×  106 બારના દબાણે ડાયબ્યુટાઇલથેહેટ અને ઑલિવ તેલના અણુઓના λનું મૂલ્ય 30 મિમી. અને 20 મિમી. હોય છે. બાષ્પીભવન પામતી સપાટી અને ઠારક સપાટી વચ્ચેનું અંતર λથી ઓછું રાખવાથી મોટા અણુભારવાળા પદાર્થોનું નિસ્યંદન વિઘટન વગર શક્ય બને છે. આ અણુનિસ્યંદન (molecular distillation) તરીકે ઓળખાય છે. માછલીના તેલમાંથી સાંદ્ર વિટામિન A આ રીતે મેળવી શકાય છે.

બે પ્રવાહીઓનું મિશ્રણ સ્થિરક્વાથી મિશ્રણ (constant boiling mixture azeotrope) બતાવતું હોય તેવા સંજોગોમાં તેમનું અલગન આંશિક નિસ્યંદનથી શક્ય બનતું નથી; દા.ત., આલ્કોહૉલ 95.6 % અને 4.4 % પાણી આવું મિશ્રણ બનાવે છે. આના અલગન માટે તેમાં બેન્ઝિન જેવો ત્રીજો પદાર્થ ઉમેરાય છે. પાણી (7.4 %), આલ્કોહૉલ (18.5 %) અને બેન્ઝિન (74.1 %)નું સ્થિરક્વાથી મિશ્રણ 64.85o સે. વરાળ રૂપે બહાર આવે છે અને અંતે 100 % આલ્કોહૉલ અવશેષ રૂપે રહે છે.

દળ-સ્થાનાન્તરમાં અધિશોષણ (adsorption) અગત્યની ક્રિયા છે. આનો ઉપયોગ વર્ણલેખન (chromatography) પદ્ધતિમાં કરવામાં આવે છે. પદાર્થોના અલગન, શુદ્ધીકરણ અને પૃથક્કરણમાં તે ઘણી ઉપયોગી આધુનિક પદ્ધતિ છે.

ઊર્જા અને દળસ્થાનાન્તરનો દર : ઉષ્મા-ઊર્જાનું સ્થાનાન્તર ત્રણ પ્રકારે થાય છે : ઉષ્માવહન, ઉષ્માનયન અને ઉષ્માગમન. પદાર્થના મૂળ સ્વરૂપ તથા તેના ગુણધર્મો મુજબ આમાંથી કોઈ એક અથવા વધુ પ્રકારે ઉષ્ણતા-સ્થાનાંતર થઈ શકે છે. સપાટીવિસ્તાર, તાપમાનની પ્રવણતા, પદાર્થની વાહકતા, પદાર્થની સપાટીની પરિસ્થિતિ (ખરબચડી, ચકચકિત, રંગીન વગેરે), હવાની હાજરી વગેરે ઉપર ઉષ્મા-સ્થાનાંતરનો આધાર છે. રાસાયણિક ઇજનેર પ્રચાલનોનો ઉપયોગ કરે છે તેમાં ઉષ્મા ઉત્પન્ન થતી હોય છે કે શોષાતી હોય છે. આથી ઉષ્મા-સ્થાનાંતર અંગેના નિયમો તથા ઉષ્મા-સ્થાનાંતર ઉપર નિયમન કરી શકે તેવાં સાધનો ઘણાં અગત્યનાં ગણાય.

ગરમી તથા ઠંડક ઉત્પન્ન કરવાનાં ઉપકરણોની ડિઝાઇન નક્કી કરવામાં ઉષ્મા-સ્થાનાંતર અંગેના નિયમો ઉપયોગમાં લેવાય છે. પદાર્થને ગરમ કરવા માટે ઉષ્મા-ઊર્જાના સ્થાનાન્તરમાં તથા નિર્જીવીકરણ(sterilization)માં પાણીની વરાળ ઘણી અગત્યની છે. વરાળના કાર્યક્ષમ ઉપયોગ માટે આ સ્થાનાંતર પ્રક્રિયાનો અભ્યાસ ઘણો જરૂરી છે. આ અંગેનાં ગણિતીય સમીકરણો ઉપજાવવામાં આવેલાં છે જેથી ઉષ્મા-સ્થાનાંતરનું ભારાત્મક (quantitative) પૃથક્કરણ શક્ય બન્યું છે.

દળ-સ્થાનાન્તરનો દર, દ્રાવણ બનાવવાની ક્રિયા, નિષ્કર્ષણ, શુષ્કન, નિસ્યંદન વગેરેમાં દળનું સ્થાનાંતર થાય છે. આ સ્થાનાન્તરનો દર જેમ વધુ હોય તેમ અનુરૂપ પ્રચાલનને ક્રિયા પૂર્ણ કરવામાં ઓછો સમય લાગે. આ બાબત આર્થિક ર્દષ્ટિએ પણ અગત્યની ગણાય. આથી દળ-સ્થાનાન્તરનો પણ ભારાત્મક અભ્યાસ થયો છે. આ અભ્યાસને કારણે દળ-સ્થાનાન્તરમાં ઉપયોગમાં લેવાતાં પ્રચાલનોને ભારાત્મક ર્દષ્ટિએ સમજવાનું શક્ય બન્યું છે. હલાવવું, ગરમ કરવું, આમાપન્યૂનન વગેરે ક્રિયાઓથી દળ-સ્થાનાન્તરના દરને ઝડપી બનાવી શકાય છે. દળ-સ્થાનાન્તરમાં પણ પદાર્થનાં એક કે વધુ સ્વરૂપો ઉપયોગમાં લેવાય છે.

રાજેશ પરીખ