Vrste i primjeri operacija jedinica
operacije jedinice su oni koji uključuju fizikalne tretmane sirovine kako bi se od nje dobili željeni proizvodi. Sve ove operacije poštuju zakone očuvanja mase i energije, kao i količinu kretanja.
Ove operacije olakšavaju transport sirovine (u tekućem, krutom ili plinovitom stanju) u reaktore, kao i za njegovo grijanje ili hlađenje. Oni također pogoduju djelotvornom odvajanju specifične komponente mješavine proizvoda.
Za razliku od jedinstvenih procesa koji transformiraju kemijsku prirodu materije, operacije nastoje modificirati svoje stanje kroz gradijent jedne od njihovih fizičko-kemijskih svojstava. To se postiže generiranjem gradijenta mase, energije ili količine kretanja.
Ne samo u kemijskoj industriji postoje bezbrojni primjeri tih operacija, nego iu kuhinji. Na primjer, kada pretučete dio tekućeg mlijeka dobivate kremu i obrano mlijeko.
Međutim, ako je to isto mlijeko se doda kiseli otopina limunske kiseline (, ocat, etc.) uzrokuje denaturaciju proteina, ovaj se postupak (zakiseljavanje), a ne operacija jedinice.
indeks
- 1 Vrste
- 1.1 Operacije prijenosa tvari
- 1.2 Operacije prijenosa topline
- 1.3. Operacije prijenosa mase i energije istovremeno
- 2 Primjeri
- 2.1 Destilacija
- 2.2 Apsorpcija
- 2.3 Centrifugiranje
- 2.4
- 2.5. Adsorpcija
- 3 Reference
vrsta
Operacije prijenosa tvari
Jedinice operacija ove vrste prijenosa mase kroz difuzijski mehanizam. Drugim riječima: sirovina je podvrgnuta sustavu koji generira varijaciju koncentracije komponente koju se želi izdvojiti ili odvojiti.
Praktičan primjer je razmatranje ekstrakcije prirodnog ulja iz nekih sjemenki.
Jer su ulja u biti nepolarno prirode, one se mogu odstraniti s nepolarnim otapalom (kao što je n-heksan), koja kupa sjemena, ali ne reagira (teoretski) s bilo kojim od komponenata matriksa (školjke i orah ).
Operacije prijenosa topline
Ovdje se toplina prenosi s tijela koje je toplije na tijelo koje je hladnije. Ako je sirovina hladno tijelo i bitno je podići njezinu temperaturu da bi se, na primjer, smanjila njegova viskoznost i olakšao postupak, onda je ona izložena kontaktu s vrućim protokom ili površinom.
Međutim, te operacije nadilaze "jednostavan" prijenos topline, budući da se energija može transformirati iu bilo kojoj od njezinih manifestacija (svjetlo, vjetar, mehanički, električni itd.).
Primjer gore navedenog može se vidjeti u hidroelektranama, gdje se vode koriste za proizvodnju električne energije.
Operacije prijenosa mase i energije istovremeno
U ovoj vrsti pogona javljaju se dvije prethodne pojave u isto vrijeme, prijenos mase (gradijent koncentracije) prije gradijenta temperature.
Na primjer, ako se šećer otopi u posudi s vodom i zatim se voda zagrije, kada se ostavi da se polako ohladi, dolazi do kristalizacije šećera..
Ovdje dolazi do prijenosa otopljenog šećera u njegove kristale. Ova operacija, poznata kao kristalizacija, omogućuje dobivanje čvrstih produkata s visokim stupnjem čistoće.
Drugi primjer je sušenje tijela. Ako je hidrirana sol podvrgnuta toplini, ona će osloboditi hidratacijsku vodu u obliku pare. To opet dovodi do promjene u masenoj koncentraciji vode u soli, jer ona povećava njezinu temperaturu.
Primjeri
destilacija
Destilacije je odvajanje tekuće komponente mješavine prema volatilnosti i vrelištima. Ako A i B mogu se miješati i nastane homogena otopina, ali svodi na 50 ° C i B na 130 ° C, a zatim se destilira iz smjese kroz destilaciju.
U gornjoj slici je prikazan tipičan jednostavna destilacija montaže. Industrijski razmjera, destilacije stupovi su mnogo veće i imaju druge karakteristike koje omogućuju odvajanje spojeva koji imaju vrelište vrlo blizu jedna drugoj (frakcijskom destilacijom).
A i B se nalaze u balonu destilatora (2), koji se zagrijava u uljnoj kupelji (14) pomoću grijaće ploče (13). Uljna kupka osigurava više homogeno grijanje kroz tijelo kugle.
Kako mješavina povećava temperaturu oko 50 ° C, A isparavaju i generiraju očitanje na termometru (3).
Zatim, para A, vruće, ulaze u kondenzator (5), pri čemu njihova hlađenja i kondenziranja voda cirkulira oko stakla (6 ulazi i izlazi 7).
Konačno, kolektorski balon (8) prima A kondenzat. Okružena je hladnom kupkom kako bi se spriječilo moguće istjecanje A u okoliš (osim ako A nije bio vrlo nepostojan).
apsorpcija
Apsorpcija omogućuje odvajanje štetnih komponenti plinovite struje koja se kasnije oslobađa u okoliš.
To se postiže propuštanjem plinova unutar kolone napunjene tekućinom za otapanje. Stoga, tekućina selektivno otapa štetne komponente (kao što je SO)2, CO, NOx i H2S), ostavljajući "čist" plin koji izlazi iz toga.
centrifugiranje
U ovom jedinstvenom radu centrifuga (instrument gornje slike) ispoljava centripetalnu silu koja premašuje tisuće puta ubrzanje gravitacije.
Kao rezultat, suspendirane čestice se talože na dno cijevi, olakšavajući naknadno dekantiranje ili uzorkovanje supernatanta.
Ako centripetalna sila ne djeluje, gravitacija bi odvojila krutinu vrlo sporom brzinom. Također, nisu sve čestice iste težine, veličine ili površine, tako da se ne talože u jednoj krutoj masi na dnu cijevi.
prosijavanje
Probiranje se sastoji u odvajanju krute i heterogene smjese prema veličini čestica. Tako će male čestice proći kroz otvore sita (ili sita), dok velike neće.
adsorpcija
Kao apsorpcije Adsorpcija je koristan u pročišćavanju tekućih i krutih potoka. Međutim, razlika je u tome što se nečistoće ne prodiru u adsorpcijskog materijala koji je krutina (kao što je silika gel plave vrh); Umjesto toga, ona se pridržava njegovoj površini.
Također, kemijska priroda krute tvari je različita od one čestica koje adsorbira (čak i ako postoji velika afiniteta između njih). Zbog toga, adsorpcija i kristalizacija - kristal adsorbira čestice da rastu - to su dvije različite jedinične operacije.
reference
- Fernández G. (24. studenog 2014.). Jedinice rada. Preuzeto 24. svibnja 2018. iz: industriaquimica.net
- Carlos A. Bizama Fica. Operacije jedinica: Jedinica 4: Vrste operacija jedinica. [PDF]. Preuzeto 24. svibnja 2018. iz: academia.edu
- Kolegij: Kemijska tehnologija (organska). Predavanje 3: Osnovna načela procesnih jedinica i djelovanja jedinica u organskoj kemijskoj industriji. [PDF]. Preuzeto 24. svibnja 2018. iz: nptel.ac.in
- Shymaa Ali Hameed. (2014). Rad jedinice. [PDF]. Preuzeto 24. svibnja 2018., iz: ceng.tu.edu.iq
- R.L. Earle. (1983). Operacije jedinica u preradi hrane. Preuzeto 24. svibnja 2018., iz: nzifst.org.nz
- Mikulova. (1. ožujka 2008.) Slovnaft - Nova tvornica polipropilena. [Slika]. Preuzeto 24. svibnja 2018. s adrese: commons.wikimedia.org
- Rockpocket. (13. ožujka 2012.) Termo centrifuga. [Slika]. Preuzeto 24. svibnja 2018. s adrese: commons.wikimedia.org
- Mauro Cateb (22. listopada 2016.) Plavi silikagel. [Slika]. Preuzeto 24. svibnja 2018. s adrese: flickr.com