Enhetsoperasjonstyper og eksempler



den enhet operasjoner er de som involverer fysiske behandlinger på råmaterialet for å skaffe de ønskede produktene fra det. Alle disse operasjonene overholder lovene for bevaring av masse og energi, samt mengden bevegelse.

Disse operasjonene letter transporten av råmaterialet (dette i flytende, fast eller gassformet tilstand) til reaktorene, samt oppvarming eller avkjøling. De favoriserer også den effektive separasjonen av en bestemt komponent i en produktmiks.

I motsetning til de enhetlige prosessene som forvandler stoffets kjemiske natur, forsøker operasjoner å endre tilstanden deres gjennom gradienten av en av deres fysisk-kjemiske egenskaper. Dette oppnås ved å generere en gradient i massen, i energien eller i mengden bevegelse.

Ikke bare i kjemisk industri er det utallige eksempler på disse operasjonene, men også på kjøkkenet. For eksempel, når du slår en del av flytende melk får du krem ​​og skummet melk.

Men hvis dette samme melk tilsettes en sur løsning (sitronsyre, eddik, etc.) bevirker denaturering av proteinene, idet dette er en prosess (surgjøring), og ikke en enhetsoperasjon.

index

  • 1 Typer
    • 1.1 Materielle overføringsoperasjoner
    • 1.2 Varmeoverføringsoperasjoner
    • 1.3 Masse- og energioverføringsoperasjoner samtidig
  • 2 Eksempler
    • 2.1 Destillasjon
    • 2.2 Absorption
    • 2.3 Sentrifugering
    • 2.4 Screening
    • 2.5 adsorpsjon
  • 3 referanser

typen

Matter overføringsoperasjoner

Enhetsoperasjoner av denne typen overføringsmasse gjennom en diffusjonsmekanisme. Med andre ord: råmaterialet blir utsatt for et system som genererer en konsentrasjonsvariasjon av komponenten som det er ønskelig å trekke ut eller skille fra.

Et praktisk eksempel er å vurdere utvinning av en naturlig olje fra noen frø.

På grunn av at oljene er i hovedsak ikke-polare natur, kan disse fjernes med et upolart løsningsmiddel (slik som n-heksan), noe som bader frøene, men reagerer ikke (teoretisk) med en hvilken som helst av komponentene i matrisen (skall og valnøtt ).

Varmeoverføringsoperasjoner

Her overføres varmen fra kroppen som er varmere til kroppen som er kaldere. Hvis råmaterialet er kaldt, og det er viktig å øke temperaturen til for eksempel å redusere viskositeten og legge til rette for en prosess, så blir den utsatt for kontakt med en varm strøm eller overflate.

Disse operasjonene går imidlertid utover en "enkel" varmeoverføring, siden energi kan også forvandles i noen av dens manifestasjoner (lys, vind, mekanisk, elektrisk, etc.).

Et eksempel på det ovennevnte kan ses i vannkraftverk, hvor vannstrømmer brukes til å generere elektrisitet.

Masse- og energioverføringsoperasjoner samtidig

I denne type operasjon forekommer de to tidligere fenomenene samtidig, overføring av masse (konsentrasjonsgradient) før en temperaturgradient.

For eksempel, hvis sukker er oppløst i en gryte med vann og deretter oppvarmes vannet, når det får lov å avkjøle sakte, oppstår krystallisering av sukkeret..

Her oppstår en overføring av oppløst sukker til krystallene. Denne operasjon, kjent som krystallisering, tillater oppnåelse av faste produkter med høy grad av renhet.

Et annet eksempel er tørking av en kropp. Hvis et hydratisert salt blir utsatt for varme, vil det frigjøre hydratiseringsvannet i form av damp. Dette gir igjen en endring i massekonsentrasjonen av vannet i saltet da det øker temperaturen.

eksempler

destillasjon

Destillasjon består i separasjon av komponentene i en flytende blanding i henhold til dens volatiliteter eller kokepunkter. Hvis A og B er blandbare og danner en homogen oppløsning, men koker ved 50 ° C og B ved 130 ° C, så er A kan destilleres fra blandingen gjennom en enkel destillasjon.

Det øvre bildet viser en typisk montering av en enkel destillasjon. Ved industrielle skalaer er destillasjonskolonnene mye større og har andre egenskaper som tillater separasjon av forbindelser med kokepunkter svært nær hverandre (fraksjonert destillasjon).

A og B er i destillasjonsballongen (2), som oppvarmes i et oljebad (14) ved hjelp av varmeplaten (13). Oljebadet sikrer en mer homogen oppvarming gjennom hele kroppen av ballen.

Da blandingen øker temperaturen rundt 50 ° C, unnslipper en damper og genererer en lesning på termometeret (3).

Deretter damper av A, varme, går inn i kondensatoren (5), hvor de avkjøles og kondenserer ved vannsirkulasjon rundt glasset (6 går inn og ut 7).

Til slutt mottar samlerballongen (8) et kondensat. Den er omgitt av et kaldt bad for å hindre mulig lekkasje av A i miljøet (med mindre A ikke var veldig flyktig).

absorpsjon

Absorpsjonen tillater separasjon av de skadelige komponentene av en gassstrøm som senere slippes ut i miljøet.

Dette oppnås ved å føre gassene inn i en kolonne fylt med løsningsmiddelvæske. Dermed løsner væsken de skadelige komponentene (slik som SO) selektivt2, CO, NOx og H2S), etterlater "ren" gassen som kommer fra dette.

sentrifuge

I denne enhetlige operasjonen utøver sentrifugen (instrumentet i det øvre bildet) en sentripetalkraft som overstiger tusenvis av tyngdepunktets akselerasjon.

Som et resultat avgjør de suspenderte partikler seg til bunnen av røret, forenkling av den etterfølgende dekantering eller prøvetaking av supernatanten.

Hvis centripetalkraften ikke fungerte, ville tyngdekraften skille faststoffet med svært lav hastighet. Dessuten har ikke alle partiklene samme vekt, størrelse eller overflate, slik at de ikke bosetter seg i en enkelt solid masse på bunnen av røret.

sikting

Screening består i separasjon av en fast og heterogen blanding i henhold til størrelsen på partiklene. Dermed kommer små partikler å passere gjennom siktens åpninger (eller sik), mens de store ikke vil.

adsorpsjon

Som absorpsjon er adsorpsjon nyttig ved rensing av flytende og faste strømmer. Imidlertid er forskjellen at urenheter ikke trenger inn i sinusen av adsorbentmaterialet, som er et fast stoff (som den blåaktige silikagelen i bildet ovenfor); i stedet holder den seg til overflaten.

Dessuten er den kjemiske naturen av det faste stoffet forskjellig fra det av partiklene det adsorberer (selv om det er stor affinitet mellom de to). Av denne grunn absorberer adsorpsjon og krystallisering - krystallpartikler partikler som vokser - to forskjellige enheter.

referanser

  1. Fernández G. (24. november 2014). Enhetsoperasjoner. Hentet 24. mai 2018, fra: industriaquimica.net
  2. Carlos A. Bizama Fica. Enhetsoperasjoner: Enhet 4: Typer Enhetsoperasjoner. [PDF]. Hentet 24. mai 2018, fra: academia.edu
  3. Kurs: Kjemisk teknologi (organisk). Forelesning 3: Grunnleggende prinsipper for enhetsprosesser og enhedsoperasjoner i organiske kjemiske industrier. [PDF]. Hentet 24. mai 2018, fra: nptel.ac.in
  4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Enhetsoperasjon. [PDF]. Hentet 24. mai 2018, fra: ceng.tu.edu.iq
  5. R.L. Earle. (1983). Enhetsoperasjoner i matvarebehandling. Hentet 24. mai 2018, fra: nzifst.org.nz
  6. Mikulova. (1. mars 2008) Slovnaft - Ny polypropylenfabrikk. [Figur]. Hentet 24. mai 2018, fra: commons.wikimedia.org
  7. Rockpocket. (13. mars 2012). Termosentrifuge. [Figur]. Hentet 24. mai 2018, fra: commons.wikimedia.org
  8. Mauro Cateb (22. oktober 2016). Blå silikagel. [Figur]. Hentet 24. mai 2018, fra: flickr.com