Enhetsoperationstyper och exempel



den enhetens verksamhet är de som involverar fysiska behandlingar på råmaterialet för att erhålla de önskade produkterna från det. Alla dessa operationer följer lyden av bevarande av massa och energi, liksom hur mycket rörelse.

Dessa operationer underlättar transporten av råmaterialet (detta i flytande, fast eller gasformigt tillstånd) till reaktorerna, såväl som dess uppvärmning eller kylning. De gynnar också den effektiva avskiljningen av en viss komponent i en produktmix.

Till skillnad från de enhetliga processerna som omvandlar materialets kemiska natur försöker verksamheten ändra sitt tillstånd genom gradienten av en av deras fysikalisk-kemiska egenskaper. Detta uppnås genom att generera en gradient i massan, i energin eller i mängden rörelse.

Inte bara i kemisk industri finns det otaliga exempel på dessa operationer, men också i köket. Till exempel, när du slår en del flytande mjölk får du grädde och skummjölk.

Men om denna samma mjölk sättes en sur lösning (citronsyra, vinäger, etc.) orsakar denaturering av proteinerna, varvid detta är en process (surgörning) och inte en enhetsoperation.

index

  • 1 typer
    • 1.1 Materiella överföringsoperationer
    • 1.2 Värmeöverföringsoperationer
    • 1.3 Mass- och energiöverföringsoperationer samtidigt
  • 2 exempel
    • 2.1 Destillation
    • 2.2 Absorption
    • 2.3 Centrifugering
    • 2.4 Screening
    • 2,5 adsorption
  • 3 referenser

Typ

Matteröverföringsoperationer

Enhetsoperationer av denna typ av överföringsmassa genom en diffusionsmekanism. Med andra ord: råmaterialet utsätts för ett system som genererar en koncentrationsvariation av komponenten som det är önskvärt att extrahera eller separera.

Ett praktiskt exempel är att överväga utvinning av en naturlig olja från vissa frön.

Eftersom oljorna är i huvudsak icke-polära natur, kan dessa avlägsnas med ett opolärt lösningsmedel (såsom n-hexan), vilket badar fröna men reagerar inte (teoretiskt) med någon av komponenterna i matrisen (skal och valnöt ).

Värmeöverföringsoperationer

Här överförs värme från kroppen som är varmare mot kroppen som är kallare. Om råmaterialet är den kalla kroppen och det är viktigt att höja temperaturen till till exempel minska viskositeten och underlätta en process, utsätts den för kontakt med ett hett flöde eller en yta.

Dessa operationer går emellertid utöver en "enkel" värmeöverföring, eftersom energi kan också omvandlas i någon av dess manifestationer (ljus, vind, mekanisk, elektrisk etc.).

Ett exempel på ovanstående kan ses i vattenkraftverk, där vattenströmmen används för att generera el.

Mass- och energiöverföringsoperationer samtidigt

Vid denna typ av operation uppträder de två föregående fenomenen samtidigt, överföring av massa (koncentrationsgradient) före en temperaturgradient.

Till exempel, om socker är upplöst i en kruka med vatten och sedan värms vattnet, när det får svalna långsamt, uppstår kristallisering av sockret..

Här sker en överföring av upplöst socker till dess kristaller. Denna operation, känd som kristallisering, möjliggör erhållande av fasta produkter med hög renhetsgrad.

Ett annat exempel är torkning av en kropp. Om ett hydratiserat salt utsätts för värme, kommer det att frigöra hydratiseringsvattnet i form av ånga. Detta ger igen en förändring i vattenkoncentrationen av vattnet i saltet, eftersom det ökar dess temperatur.

exempel

destillation

Destillation består i separation av komponenterna i en vätskeblandning i enlighet med dess volatiliteter eller kokpunkter. Om A och B är biandbara och bilda en homogen lösning, men kokar vid 50 ° C och B vid 130 ° C, sedan A kan destilleras från blandningen genom en enkel destillation.

Den övre bilden visar en typisk montering av en enkel destillation. Vid industriella vågar är destillationskolonnerna mycket större och har andra egenskaper som möjliggör separation av föreningar med kokpunkter mycket nära varandra (fraktionerad destillation).

A och B befinner sig i destillatorns ballong (2), vilken upphettas i ett oljebad (14) av värmeplattan (13). Oljebadet säkerställer en mer homogen uppvärmning genom hela kroppen av bollen.

Eftersom blandningen ökar sin temperatur runt 50 ° C, flyter en ånga och genererar en läsning på termometern (3).

Då, ångor av A, het, anger kondensorn (5), där de svalna och kondensera genom vatten som cirkulerar runt glaset (6 går in och ut 7).

Slutligen mottar kollektorballongen (8) ett kondensat. Det är omgivet av ett kallt bad för att förhindra eventuell läckage av A i miljön (såvida inte A inte var väldigt flyktigt).

absorption

Absorptionen möjliggör separation av skadliga komponenter i en gasström som senare släpps ut till miljön.

Detta uppnås genom att gaserna passerar inuti en kolonn fylld med lösningsmedelsvätska. Således solubiliserar vätskan de skadliga komponenterna (såsom SO) selektivt2, CO, NOx och H2S) och lämnar "ren" den gas som härrör från detta.

centrifugering

I denna enhetliga operation utövar centrifugen (instrumentet i den övre bilden) en centripetalkraft som överstiger tusentals gånger gravitationens acceleration.

Som ett resultat sedimenterar de suspenderade partiklarna till botten av röret, underlättar den efterföljande dekanteringen eller provtagningen av supernatanten.

Om centripetalkraften inte fungerade skulle tyngdkraften separera fastämnet i mycket långsam hastighet. Inte alla partiklar har samma vikt, storlek eller ytarea, så att de inte bosätter sig i en enda fast massa i botten av röret.

siktning

Screening består i separation av en fast och heterogen blandning i enlighet med storleken av dess partiklar. Sålunda passerar små partiklar genom siglets öppningar (eller sikten), medan de stora inte kommer att.

adsorption

Som absorption är adsorption användbar vid rening av flytande och fasta strömmar. Skillnaden är emellertid att föroreningarna inte tränger in i adsorbentmaterialets sinus, vilket är en fast substans (som den blåaktiga kiselgelen i bilden ovan); i stället håller den sig vid dess yta.

Även den fasta kemiska naturen skiljer sig från den hos de partiklar som den adsorberar (även om det finns stor affinitet mellan de två). Av denna anledning absorberar adsorption och kristallisering - kristall partiklar som växer - två olika enheter.

referenser

  1. Fernández G. (24 november 2014). Enhetsoperationer. Hämtad den 24 maj 2018, från: industriaquimica.net
  2. Carlos A. Bizama Fica. Enhetsoperationer: Enhet 4: Typ av Enhetsoperationer. [PDF]. Hämtad den 24 maj 2018, från: academia.edu
  3. Kurs: Kemiteknik (organisk). Föreläsning 3: Grundprinciper för enhetsprocesser och enhetsoperationer i organisk kemisk industri. [PDF]. Hämtat den 24 maj 2018, från: nptel.ac.in
  4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Enhetsoperation. [PDF]. Hämtad den 24 maj 2018, från: ceng.tu.edu.iq
  5. R.L. Earle. (1983). Enhetsoperationer i livsmedelsförädling. Hämtad den 24 maj 2018, från: nzifst.org.nz
  6. Mikulova. (1 mars 2008) Slovnaft - Ny polypropenväxt. [Bild]. Hämtad den 24 maj 2018, från: commons.wikimedia.org
  7. Rockpocket. (13 mars 2012). Termoscentrifug. [Bild]. Hämtad den 24 maj 2018, från: commons.wikimedia.org
  8. Mauro Cateb (22 oktober 2016). Blå kiselgel. [Bild]. Hämtad den 24 maj 2018, från: flickr.com