તરલીકરણ (fluidization) : તરલના પ્રવાહમાં અવલંબિત અને તરલ સાથે ઘનિષ્ઠ સંપર્કમાં આવેલા ઘન કણોને તેઓ પ્રવાહી અવસ્થામાં છે એમ ગણીને તેમના સ્થાનાંતર માટે ઉપયોગમાં લેવાતી ઔદ્યોગિક તકનીક. મૂળભૂત રીતે વહી શકવા સમર્થ હોવાથી પ્રવાહી અને વાયુઓને તરલ (fluid) ગણવામાં આવે છે. ઘન પદાર્થો વહી શકતા નથી પણ પ્રવાહી કે વાયુની મદદથી ઘન પદાર્થોના કણોને વહેતા કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે વાયુની મદદથી ઘન પદાર્થોના કણોને તરલની જેમ વહેતા કરવાની ક્રિયાને તરલીકરણ કહે છે. હવામાં તરતા સૂક્ષ્મકણો, રજ તથા જોશભેર ફૂંકાતા પવનમાં ઊડતાં કાગળ, પાંદડાં, કચરો, ધૂળ વગેરે તરલીકરણનાં કુદરતી ઉદાહરણો છે. ખેડૂતો દ્વારા પવનની મદદથી અનાજમાંથી ફોતરાં દૂર કરવાની ક્રિયા એ સામાન્ય વ્યવહારમાંનું તરલીકરણનું ઉદાહરણ છે. રોજબરોજના જીવનમાં તરલીકરણના ખાસ ઉપયોગો નથી. પરંતુ ઉદ્યોગોમાં તરલીકરણનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.
25 મિમી. વ્યાસ અને 100 સેમી. લંબાઈની કાચની એક નળીમાં તળિયે ઝીણી જાળી મૂકી તેના ઉપર ઘન પદાર્થના કણો (દા.ત., રેતી) અમુક ઊંચાઈ (આશરે 15થી 20 સેમી.) સુધી ભરી તેમાં નીચેથી હવા ફૂંકવામાં આવે અને ધીરે ધીરે હવાનું દબાણ વધારતા જઈએ તો છેવટે રેતીના કણો છૂટા પડી હવામાં ઊંચકાઈ આમતેમ ફરતા દેખાશે. આ સ્થિતિને (રેતીનું) તરલીકરણ કહેવાય. વધુ દબાણથી હવા ફૂંકતા ઘન કણો હવાની સાથે વહેતા થઈ બીજા છેડેથી બહાર નીકળી જશે. તરલીકરણની શરૂઆતના સમયે રેતીના થરને તરલિત થર (fluidized bed) કહે છે. આમ, જ્યારે એક તરલ (સામાન્ય રીતે વાયુ) યોગ્ય માપના ઘન કણોના થરમાંથી ઊર્ધ્વ દિશામાં પૂરતા વેગથી એવી રીતે વહે કે જેથી કણો ગુરુત્વાકર્ષણના બળની ઉપરવટ જઈ ઉપર ઊંચકાય અને ભારે પ્રક્ષોભ (turbulence) પ્રાપ્ત કરે ત્યારે તરલિત થર ઉદભવે છે. આ ક્રિયામાં જેમ જેમ હવાનું દબાણ વધારતા જવામાં આવે તેમ તેમ દબાણપાત(pressure drop)માં વૃદ્ધિ થાય છે, કારણ કે હવાને વધારે અવરોધનો સામનો કરવો પડે છે. કણોના થરનું એક વખત તરલીકરણ શરૂ થાય તે પછી સામાન્યત: હવાના દબાણમાં પડતી ઘટ અચળ રહે છે. તરલીકરણ માટે કોઈ પણ વાયુ વાપરી શકાય છે. આમાં કણોનું કદ ઘણુંખરું 30થી 125 માઇક્રોમીટર જેટલું હોય છે. જોકે તે 6 મિમી. જેટલું પણ થઈ શકે. હવાનો પૃષ્ઠીય (superficial) વેગ હવાની તથા કણની ઘનતા, કણના કદ અને આકૃતિ તથા થરઘનતા (એકમ કદમાં કણની સંખ્યા) પ્રમાણે 0.006થી 0.3 મી/સેકન્ડ જેટલો હોય છે.
તરલીકરણના પ્રકારો : કણીય તરલીકરણ (particulate fluidization) : રેતી કે અન્ય ઘન પદાર્થોના કણોના થરમાંથી વાયુ પસાર કરતા કણોનો થર વિસ્તાર પામે છે. ત્યારબાદ વધારે દબાણથી હવા ફૂંકતાં છેવટે કણો તેમની જગ્યાએથી ઊંચકાઈને તરવા તથા આમતેમ ફરવા લાગે છે. આ સમયે આખા થરમાં જુદી જુદી જગ્યાએ થરના આડછેદ(cross section)માં થરની ઘનતા સરખી હોય છે. આ પ્રકારના તરલીકરણને કણીય તરલીકરણ કહે છે.
બુદબુદિત તરલીકરણ (bubbling fluidization) : તરલીકરણના શરૂ થવાના પ્રારંભમાં, વાયુની ગતિને લઘુતમ તરલીકરણવેગ કહે છે. જ્યારે વાયુની ગતિ લઘુતમ તરલીકરણ-વેગથી વધારવામાં આવે ત્યારે વાયુઓ મહદ્અંશે પરપોટા રૂપે કણોથી મુક્ત થઈને વહે છે. ફક્ત થોડો વાયુ જ કણો વચ્ચેની નીકોમાં વહે છે. આ વખતે પરપોટાઓની વચ્ચેની જગ્યામાં કણો આમ-તેમ મુક્ત રીતે ફરે છે. આવા તરલીકરણને કારણે બિનસાતત્યના લીધે કણો ભેગા થાય છે. આથી તેને સામુદાયિક તરલીકરણ (aggregative fluidization) કહે છે. અહીં ઊકળતા પાણીમાં જેવી પરપોટાની ગતિ હોય છે તેવી વાયુની ગતિ હોવાથી આને ઊકળતા થર (boiling bed) તરલીકરણ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
મંથર તરલીકરણ (slugging fluidization) : નળીનો વ્યાસ સાંકડો હોય તથા થરની ઊંચાઈ (કે ઊંડાઈ) વધારે હોય તેવા કિસ્સામાં વાયુના પરપોટા જેમ ઉપર જાય તેમ દબાણના ઘટાડાને લીધે ભેગા તથા મોટા થતા જાય છે અને તે કણોને બળપૂર્વક બાજુમાં ધકેલી દે છે. આ પ્રક્રિયા જ્યાં સુધી આખો આડો છેદ પરપોટાથી ભરાઈ ન જાય ત્યાં સુધી ચાલે છે. ત્યારબાદ નવા ઉત્પન્ન થતા પરપોટા કણો વિમુખ રીતે સ્તરમાંથી પસાર થાય છે. આ પ્રકારના તરલીકરણને મંથર તરલીકરણ કહે છે.
તરલીકરણ પદાર્થની ઘનતા, આકાર, કદ, પ્રકાર, કુલ જથ્થો, વાયુના પરપોટાનાં કદ, થરની ઊંડાઈ, તરલની ગતિ, કદવિતરણ (size distribution), વિતરક પ્લેટ(distributor plate)ના પ્રકાર વગેરે અનેક પરિબળો ઉપર આધાર રાખે છે, અને તેની સંયુક્ત અસર રૂપે વિવિધતા જોવા મળે છે.
તરલીકરણના ઉપયોગો : રોજિંદા વ્યવહારમાં ઉદ્યોગોમાં કરતા તરલીકરણનો વપરાશ વ્યાપક છે. પેટ્રોલિયમ-ઉદ્યોગમાં તરલથર-ભંજન(fluid bed cracking)ની પ્રક્રિયા માટે તરલીકરણનો પહેલવહેલો ઉપયોગ શરૂ થયો. જોકે આનો વપરાશ હવે ઓછો થયો છે. ઉદ્દીપકો(catalysts)ના પુનરુદભવ (regeneration) માટે પણ તરલથર તરલીકરણનો ઉપયોગ થાય છે. બૉઇલરમાં કોલસાના દહન માટે પણ આ પદ્ધતિનો વપરાશ વધતો જાય છે. આના લીધે બૉઇલરની કિંમત તથા પ્રદૂષણમાં ઘટાડો થાય છે. વાયુઓના અધિશોષણ (adsorption), વિશોષણ (desorption), ઘનપદાર્થોના તથા વાયુઓના મિશ્રણ માટે, કણોના કદમાં વધારા કે ઘટાડા માટે તથા ઉષ્મા-માવજત (heat treatment) માટે પણ આ પદ્ધતિ વપરાય છે. વિવિધ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ, કોલસાનું કોકિંગ, કચરાના દહન (incineration), ખનિજના ભૂંજન (roasting), વગેરે માટે આ પદ્ધતિ ઉપયોગી છે. ઉષ્માક્ષેપક (exothermic) કે ઉષ્માશોષક (endothermic) પ્રકારની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં આ પદ્ધતિ વિશેષ રૂપથી ઉપયોગી થઈ પડે છે; કેમ કે, તરલ વચ્ચે ઝડપથી ફરતા કણોમાં તાપમાન-પ્રવણતા (temperature gradient) જોવા મળતી નથી. (જોકે અમુક સંજોગોમાં આ ગેરફાયદો પણ છે.) કણોની તોફાની ગતિના કારણે ગરમીનું પરિચાલન (transfer) ઘણા ઊંચા દરે થાય છે અને સ્થાનિક તાપન (spot heating) થતું નથી. ધાતુ ઉપર, ખાસ તો થરમૉપ્લાસ્ટિકના આવરણ માટે પણ આ પદ્ધતિ ઉપયોગી છે. કણોમાં પ્રેરિત થયેલ વહેવાની શક્તિના લીધે તેમને એક પાત્રમાંથી બીજા પાત્રમાં સહેલાઈથી ફેરવી શકાય છે. પદાર્થના આ પ્રકારના પરિવહનને ન્યૂમેટિક પરિવહન (pneumatic transport) કહે છે. કણોના વર્ગીકરણ માટે પણ આ પદ્ધતિ ઉપયોગમાં લેવાય છે.
તરલીકરણના કેટલાક ગેરફાયદા પણ છે. વાયુ તથા ઘન પદાર્થ(કણો)ના અસમાન સંપર્કના કારણે પ્રક્રિયાદર(rate of reaction)માં ઘટાડો થાય છે. વળી આવાં જ કારણોસર તરલીકરણ વાપરતાં સાધનોનું અંકન (scale up) અચોક્કસ રહે છે. કણોની સતત ગતિ તથા ઘર્ષણ અને અથડામણના કારણે પાત્રની અંદરની સપાટી ઘસાતી/ખવાતી જાય છે. જોકે યોગ્ય રચના દ્વારા તેને સહેલાઈથી ટાળી શકાય છે. વળી તરલીકરણ માટે વપરાશમાં લેવાતાં હોય તેવાં સાધનોમાં કણોની પુન:પ્રાપ્તિ (recovery) માટેના તથા પ્રદૂષણ-નિયંત્રણ અર્થે અંદરના કે બહારના ચક્રવાત (cyclones), ગળણી (filter) અથવા માર્જક(scrubber)ની પણ ઘણી વાર જરૂર પડે છે.
રશ્મિકાન્ત ન. શુકલ