Enhedsoperationstyper og eksempler



den enhedsoperationer er dem, der involverer fysiske behandlinger på råmaterialet for at opnå de ønskede produkter fra det. Alle disse operationer overholder lovene om bevarelse af masse og energi, samt mængden af ​​bevægelse.

Disse operationer letter transporten af ​​råmaterialet (dette i flydende, fast eller gasformig tilstand) til reaktorerne, såvel som opvarmning eller afkøling. De favoriserer også den effektive adskillelse af en specifik komponent i en produktmiks.

I modsætning til de enhedsprocesser, der omdanner stoffets kemiske natur, søger operationer at ændre deres tilstand gennem gradienten af ​​en af ​​deres fysisk-kemiske egenskaber. Dette opnås ved at generere en gradient i massen, i energien eller i mængden af ​​bevægelse.

Ikke kun i den kemiske industri er der utallige eksempler på disse operationer, men også i køkkenet. For eksempel, når du slår en del af flydende mælk, får du fløde og skummetmælk.

Men hvis disse samme mælk tilsættes en sur opløsning (citronsyre, eddike, etc.) forårsager denaturering af proteinerne,, hvilket er en fremgangsmåde (forsuring) og ikke en enhedsoperation.

indeks

  • 1 typer
    • 1.1 Materielle overførselsoperationer
    • 1.2 Varmeoverførselsoperationer
    • 1.3 Masse- og energioverførselsoperationer samtidig
  • 2 Eksempler
    • 2.1 Destillation
    • 2.2 Absorption
    • 2.3 centrifugering
    • 2.4 Screening
    • 2,5 adsorption
  • 3 referencer

typen

Matter overførsel operationer

Enhedsoperationer af denne type overføringsmasse gennem en diffusionsmekanisme. Med andre ord: råmaterialet udsættes for et system, der genererer en koncentrationsvariation af komponenten, som det ønskes at ekstrahere eller adskille.

Et praktisk eksempel er at overveje udvinding af en naturlig olie fra nogle frø.

Fordi olierne i det væsentlige upolære natur, kan disse fjernes med et apolært opløsningsmiddel (såsom n-hexan), hvilket bader frøene men reagerer ikke (teoretisk) med nogen af ​​komponenterne i matrix (skaller og valnød ).

Varmeoverførselsoperationer

Her overføres varme fra kroppen, der er varmere til kroppen, der er koldere. Hvis råmaterialet er det kolde legeme, og det er vigtigt at hæve temperaturen til for eksempel at reducere viskositeten og lette en proces, så bliver den udsat for kontakt med et varmt flow eller overflade.

Disse operationer går dog ud over en "simpel" varmeoverførsel, da energi også kan omdannes i nogen af ​​dets manifestationer (lys, vind, mekanisk, elektrisk osv.).

Et eksempel på ovenstående kan ses i vandkraftværker, hvor vandstrømme bruges til at generere elektricitet.

Masse- og energioverførselsoperationer samtidig

I denne type operation forekommer de to tidligere fænomener samtidigt, overførsel af masse (koncentrationsgradient) før en temperaturgradient.

For eksempel, hvis sukker opløses i en gryde med vand og derefter opvarmes vandet, når det får lov til at afkøle langsomt, forekommer krystallisering af sukkeret..

Her sker en overførsel af opløst sukker til dets krystaller. Denne operation, kendt som krystallisering, muliggør opnåelse af faste produkter med en høj grad af renhed.

Et andet eksempel er tørring af en krop. Hvis et hydratiseret salt udsættes for varme, vil det frigive vandet med hydratisering i form af damp. Dette giver igen en ændring i vandkoncentrationen af ​​vandet i saltet, da det øger dets temperatur.

eksempler

destillation

Destillation består i adskillelse af komponenterne i en flydende blanding i overensstemmelse med dets flygtighed eller kogepunkt. Hvis A og B er blandbare og danner en homogen opløsning, men A koger ved 50 ° C og B ved 130 ° C, kan A destilleres fra blandingen gennem en simpel destillation.

Det øverste billede viser en typisk samling af en simpel destillation. En industriel målestok, destillationskolonner er meget større og har andre egenskaber, som tillader adskillelse af forbindelser med kogepunkter meget tæt på hinanden (fraktioneret destillation).

A og B er i destilleringsballonen (2), som opvarmes i et oliebad (14) af opvarmningspladen (13). Oliebadet sikrer en mere homogen opvarmning i hele kuglens krop.

Da blandingen øger temperaturen omkring 50 ° C, undgår der en damp og genererer en aflæsning på termometeret (3).

Derefter kommer dampene af A, hot, ind i kondensatoren (5), hvor de afkøles og kondenseres af vandet, som cirkulerer rundt om glasset (indtaster med 6 og forlader med 7).

Endelig modtager kollektorballonen (8) et kondensat. Det er omgivet af et koldt bad for at forhindre eventuel lækage af A i miljøet (medmindre A ikke var meget volatil).

absorption

Absorptionen muliggør adskillelse af de skadelige komponenter i en gasstrøm, der senere frigives til miljøet.

Dette opnås ved at lede gaserne inde i en kolonne fyldt med opløsningsmiddelvæske. Således opløses væsken selektivt de skadelige komponenter (såsom SO)2, CO, NOx og H2S), der efterlader "rens" den gas der kommer ud af dette.

centrifugering

I denne enhedsoperation udøver centrifugen (instrumentet i det øvre billede) en centripetalkraft, der overstiger tusindvis af tyngdeaccelerationen.

Som et resultat sætter de suspenderede partikler sig til bunden af ​​røret, hvilket letter den efterfølgende dekantering eller prøveudtagning af supernatanten.

Hvis centripetalkraften ikke virkede, ville tyngdekraften adskille det faste stof i meget langsom hastighed. Også ikke alle partikler har samme vægt, størrelse eller overfladeareal, så de ikke sætter sig i en enkelt fast masse i bunden af ​​røret.

sigtning

Screening består i adskillelsen af ​​en fast og heterogen blanding i overensstemmelse med partiklernes størrelse. Således passerer små partikler gennem sigtenes åbninger (eller sigten), mens de store ikke vil.

adsorption

Som absorption er adsorption nyttig ved rensningen af ​​flydende og faste vandløb. Forskellen er imidlertid, at urenhederne ikke trænger ind i adsorbensmaterialets sinus, hvilket er et faststof (som den blåagtige silicagel i billedet ovenfor); i stedet holder den sig til overfladen.

Det kemiske natur af det faste stof er også forskelligt fra det for de partikler, det adsorberer (selvom der er stor affinitet mellem de to). Af denne grund absorberer adsorption og krystallisation - krystal partikler til at vokse - er to forskellige enhedsoperationer.

referencer

  1. Fernández G. (24. november 2014). Enhedsoperationer. Hentet den 24. maj 2018, fra: industriaquimica.net
  2. Carlos A. Bizama Fica. Enhedsoperationer: Enhed 4: Typer af enhedsoperationer. [PDF]. Hentet den 24. maj 2018, fra: academia.edu
  3. Kursus: Kemiteknologi (organisk). Forelæsning 3: Grundlæggende principper for enhedsprocesser og enhedsoperationer i organiske kemiske industrier. [PDF]. Hentet den 24. maj 2018, fra: nptel.ac.in
  4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Enhedsdrift. [PDF]. Hentet den 24. maj 2018, fra: ceng.tu.edu.iq
  5. R. L. Earle. (1983). Enhedsoperationer i fødevareforarbejdning. Hentet den 24. maj 2018, fra: nzifst.org.nz
  6. Mikulova. (1. marts 2008) Slovnaft - Ny polypropylen plante. [Figur]. Hentet den 24. maj 2018, fra: commons.wikimedia.org
  7. Rockpocket. (13. marts 2012). Termoscentrifuge. [Figur]. Hentet den 24. maj 2018, fra: commons.wikimedia.org
  8. Mauro Cateb (22. oktober 2016). Blå silicagel. [Figur]. Hentet den 24. maj 2018, fra: flickr.com