Типове и примери за операции с единици



на операции на единица са тези, които включват физическа обработка на суровината, за да се получат желаните продукти от нея. Всички тези операции се подчиняват на законите за запазване на масата и енергията, както и на количеството на движението.

Тези операции улесняват транспортирането на суровината (в течно, твърдо или газообразно състояние) към реакторите, както и до нагряването или охлаждането им. Те също така благоприятстват ефективното отделяне на специфичен компонент от продуктовия микс.

За разлика от единните процеси, които преобразуват химическата природа на материята, операциите се стремят да променят състоянието си чрез градиента на едно от техните физикохимични свойства. Това се постига чрез генериране на градиент в масата, в енергията или в количеството на движението.

Не само в химическата промишленост има безброй примери за тези операции, но и в кухнята. Например, когато биете част от течното мляко, получавате сметана и обезмаслено мляко.

От друга страна, ако към млякото се добави киселинен разтвор (лимонена киселина, оцет и др.), Той причинява денатурация на протеините, което е процес (подкисляване), а не единна операция..

индекс

  • 1 Видове
    • 1.1 Операции по прехвърляне на материята
    • 1.2 Операции по пренос на топлина
    • 1.3. Операции по пренос на маса и енергия едновременно
  • 2 Примери
    • 2.1 Дестилация
    • 2.2 Абсорбция
    • 2.3 Центрофугиране
    • 2.4 Скрининг
    • 2.5 Адсорбция
  • 3 Препратки

тип

Операции по прехвърляне на материята

Единични операции на този тип трансферна маса чрез дифузен механизъм. С други думи: суровината се подлага на система, която генерира вариация на концентрацията на компонента, който е желателно да се извлече или раздели.

Практически пример е да се обмисли извличането на естествено масло от някои семена.

Тъй като маслата са по същество аполарни по природа, те могат да бъдат екстрахирани с аполарен разтворител (като n-хексан), който къпе семената, но не реагира (теоретично) с някой от компонентите на матрицата (черупки и ядки) ).

Операции по пренос на топлина

Тук топлината се пренася от тялото, което е по-топло към тялото, което е по-студено. Ако суровината е студено тяло и е от съществено значение да се повиши нейната температура, например да се намали неговия вискозитет и да се улесни процесът, то тогава то се подлага на контакт с горещ поток или повърхност..

Въпреки това, тези операции надхвърлят един "прост" топлообмен, тъй като енергията може да се трансформира и във всяка от неговите проявления (светлина, вятър, механични, електрически и др.).

Пример за това може да се види в хидроелектрическите централи, където водните течения се използват за производство на електроенергия.

Операции по пренос на маса и енергия едновременно

При този тип операции двете предишни явления се случват едновременно, като се прехвърля масата (градиент на концентрация) преди температурен градиент.

Например, ако захарта се разтваря в съд с вода и след това водата се нагрява, когато се оставя да се охлади бавно, настъпва кристализация на захарта..

Тук се получава трансфер на разтворена захар към кристалите му. Тази операция, известна като кристализация, позволява получаването на твърди продукти с висока степен на чистота.

Друг пример е изсушаването на тялото. Ако хидратираната сол е подложена на топлина, тя ще освободи хидратиращата вода под формата на пара. Това отново води до промяна в масовата концентрация на водата в солта, тъй като тя повишава нейната температура.

Примери

дестилация

Дестилацията се състои в отделянето на компонентите на течната смес в зависимост от летливостта или точката на кипене. Ако А и В се смесват и образуват хомогенен разтвор, но А кипи при 50 ° С и В при 130 ° С, тогава А може да се дестилира от сместа чрез проста дестилация..

Горното изображение показва типично сглобяване на проста дестилация. В промишлени везни дестилационните колони са много по-големи и имат други характеристики, които позволяват отделянето на съединения с точки на кипене, много близки една до друга (фракционна дестилация)..

А и В се намират в балон с дестилатор (2), който се нагрява в маслена баня (14) от нагревателната плоча (13). Маслената баня осигурява по-хомогенно отопление в тялото на топката.

Тъй като сместа повишава температурата си около 50 ° C, парите на A излизат и генерират показания върху термометъра (3).

След това изпаренията на А, горещи, влизат в кондензатора (5), където се охлаждат и кондензират от водата, която циркулира около стъклото (влиза с 6 и излиза със 7)..

Накрая колекторният балон (8) получава А кондензат. Той е заобиколен от студена баня, за да се предотврати евентуално изтичане на А в околната среда (освен ако А не е много летлив).

абсорбция

Абсорбцията позволява отделянето на вредните компоненти на газовия поток, който по-късно се освобождава в околната среда.

Това се постига чрез преминаване на газовете вътре в колона, пълна с разтворител. По този начин, течността избирателно разтваря вредните компоненти (като SO)2, CO, NOх и Н2S), оставяйки "чист" газ, който се появява от това.

центрофугиране

В тази единна операция центрофугата (инструмент на горното изображение) упражнява центростремителна сила, която надвишава хиляди пъти ускорението на гравитацията.

В резултат на това суспендираните частици се утаяват на дъното на тръбата, улеснявайки последващото декантиране или вземане на проби от супернатанта.

Ако центростремителната сила не работеше, гравитацията би разделила твърдото вещество на много бавна скорост. Също така, не всички частици имат еднакво тегло, размер или повърхност, така че не се утаяват в една твърда маса на дъното на тръбата.

пресяване

Скринингът се състои в отделянето на твърда и хетерогенна смес според размера на частиците му. По този начин малките частици ще преминат през отворите на ситото (или сито), докато големите не ще.

адсорбция

Подобно на абсорбцията, адсорбцията е полезна при пречистването на течни и твърди потоци. Разликата обаче е, че примесите не проникват в синуса на адсорбиращия материал, който е твърдо вещество (като синкавия силикагел на изображението по-горе); вместо това се придържа към повърхността му.

Също така, химичната природа на твърдото вещество е различна от тази на частиците, които адсорбира (дори ако има голям афинитет между двете). Поради тази причина, адсорбцията и кристализацията - кристалите адсорбират частиците да растат - са две различни единични операции.

препратки

  1. Fernández G. (24 ноември 2014 г.). Единични операции. Възстановен на 24 май, 2018 г. от: industriaquimica.net
  2. Карлос А. Бизама Фика. Единични операции: Раздел 4: Видове операции с единици. [PDF]. Възстановен на 24 май 2018 г. от: academia.edu
  3. Курс: Химични технологии (органични). Лекция 3: Основни принципи на производствените процеси и операции в органичните химически индустрии. [PDF]. Възстановен на 24 май 2018 г. от: nptel.ac.in
  4. Шимаа Али Хамид. (2014). Експлоатация на уреда. [PDF]. Възстановен на 24 май 2018 г. от: ceng.tu.edu.iq
  5. Р. Л. Ърл. (1983). Операции на единици в хранителната промишленост. Възстановен на 24 май 2018 г. от: nzifst.org.nz
  6. Mikulova. (1 март 2008 г.) Slovnaft - Нов завод за полипропилен. [Фигура]. Възстановен на 24 май 2018 г. от: commons.wikimedia.org
  7. Rockpocket. (13 март 2012 г.). Термоцентрифуга. [Фигура]. Възстановен на 24 май 2018 г. от: commons.wikimedia.org
  8. Мауро Катеб (22 октомври 2016 г.). Син силикагел. [Фигура]. Възстановен на 24 май 2018 г. от: flickr.com