Vieneto operacijų tipai ir pavyzdžiai

The vieneto operacijas yra tos, kurios apima fizinį apdorojimą žaliavai, norint gauti norimus produktus iš jo. Visos šios operacijos laikosi masės ir energijos išsaugojimo įstatymų, taip pat judėjimo dydžio.

Šios operacijos palengvina žaliavos (tai skystos, kietos arba dujinės būsenos) transportavimą į reaktorius, taip pat šildymą ar aušinimą. Jie taip pat padeda veiksmingai atskirti tam tikrą produkto mišinio komponentą.

Skirtingai nuo vieningų procesų, kurie transformuoja cheminę medžiagos savybę, operacijos siekia pakeisti jų būklę per vienos iš jų fizikinių ir cheminių savybių gradientą. Tai pasiekiama generuojant masės, energijos arba judėjimo kiekio gradientą.

Ne tik chemijos pramonėje yra daugybė šių operacijų pavyzdžių, bet ir virtuvėje. Pvz., Kai sumušiate dalį skysto pieno, gausite kremą ir nugriebtą pieną.

Kita vertus, jei prie šio pieno pridedamas rūgšties tirpalas (citrinų rūgštis, actas ir kt.), Jis sukelia jo baltymų denatūraciją, o tai yra procesas (rūgštėjimas), o ne vienodas veikimas..

Indeksas

• 1 tipai
  • 1.1 Medžiagų perdavimo operacijos
  • 1.2 Šilumos perdavimo operacijos
  • 1.3 Masės ir energijos perdavimo operacijos vienu metu
• 2 Pavyzdžiai
  • 2.1 Distiliavimas
  • 2.2 Absorbcija
  • 2.3 Centrifugavimas
  • 2.4 Atranka
  • 2.5 Adsorbcija
• 3 Nuorodos

Tipai

Medžiagų perdavimo operacijos

Šio tipo perkėlimo masės vieneto operacijos per difuzijos mechanizmą. Kitaip tariant, žaliava yra paveikta sistema, kuri generuoja komponento, kurį norima išskirti arba atskirti, koncentracijos kitimą..

Praktinis pavyzdys yra apsvarstyti natūralaus aliejaus išgavimą iš kai kurių sėklų.

Kadangi aliejai iš esmės yra apoliniai, jie gali būti ekstrahuojami apoliniu tirpikliu (pvz., N-heksanu), kurie maudžia sėklas, bet (teoriškai) nereaguoja su jokia jo matricos dalimi (kriauklės ir riešutai) ).

Šilumos perdavimo operacijos

Čia šiluma perkeliama iš šilčiau į kūną, kuris yra šaltesnis. Jei žaliava yra šaltas kūnas ir labai svarbu pakelti jo temperatūrą, pavyzdžiui, sumažinti jos klampumą ir palengvinti procesą, tada jis patenka į karštą srautą arba paviršių..

Tačiau šios operacijos viršija „paprastą“ šilumos perdavimą, nes energija taip pat gali būti transformuojama bet kurioje iš jos apraiškų (šviesos, vėjo, mechaninių, elektrinių ir kt.)..

Minėto pavyzdys gali būti matomas hidroelektrinėse, kuriose elektros energijos gamybai naudojamos vandens srovės.

Masės ir energijos perdavimo operacijos vienu metu

Šio tipo operacijose du ankstesni reiškiniai atsiranda tuo pačiu metu, perduodant masę (koncentracijos gradientą) prieš temperatūros gradientą.

Pavyzdžiui, jei cukrus ištirpinamas puode su vandeniu ir tada vanduo kaitinamas, kai jam leidžiama atvėsti lėtai, atsiranda cukraus kristalizacija..

Čia išsiskiria ištirpusio cukraus perdavimas į jo kristalus. Ši operacija, žinoma kaip kristalizacija, leidžia gauti kietų produktų, turinčių didelį grynumo laipsnį.

Kitas pavyzdys yra kūno džiovinimas. Jei hidratuota druska yra karšta, ji išleidžia hidratacijos vandenį garų pavidalu. Tai vėl sukelia druskos vandens masės koncentracijos pokyčius, nes padidina jo temperatūrą.

Pavyzdžiai

Distiliavimas

Distiliavimas susideda iš skysto mišinio komponentų atskyrimo pagal jo kintamumą arba virimo taškus. Jei A ir B yra sumaišomi ir sudaro homogeninį tirpalą, bet A verda 50 ° C ir B 130 ° C temperatūroje, tada A gali būti distiliuotas iš mišinio per paprastą distiliavimą.

Viršutiniame paveikslėlyje matyti tipiškas paprasto distiliacijos surinkimas. Pramoninėse svarstyklėse distiliavimo kolonos yra daug didesnės ir turi kitų savybių, kurios leidžia atskirti junginius, kurių virimo taškai yra labai arti vienas kito (frakcinis distiliavimas)..

A ir B yra distiliuotojo balione (2), kuris šildomas alyvos vonioje (14) šildymo plokštėje (13). Alyvos vonia užtikrina tolygesnį šildymą per visą rutulio korpusą.

Kadangi mišinys padidina savo temperatūrą apie 50 ° C, A garai išeina ir sukuria termometro rodmenį (3)..

Tuomet A garai įeina į kondensatorių (5), kur jie atvėsinami ir kondensuojami vandeniu, kuris cirkuliuoja aplink stiklą (patenka į 6 ir lapus 7).

Galiausiai kolektoriaus balionas (8) gauna A kondensatą. Ją supa šalta vonia, kad būtų išvengta galimo A nuotėkio į aplinką (nebent A nėra labai nepastovi).

Absorbcija

Absorbcija leidžia atskirti kenksmingas dujinės srovės dalis, kurios vėliau patenka į aplinką.

Tai pasiekiama perleidžiant dujas kolonėlėje, pripildytoje tirpiklio skysčiu. Taigi skystis selektyviai tirpina kenksmingus komponentus (pvz., SO).₂, CO, NO_x ir H₂S), paliekant „švarią“ dujas, atsirandančias iš to.

Centrifugavimas

Šioje vienoje operacijoje centrifuga (viršutinio vaizdo instrumentas) turi centripetinę jėgą, kuri viršija tūkstančius kartų greičio pagreitį.

Dėl to suspenduotos dalelės nusėda ant vamzdžio dugno, palengvindamos tolesnį dekantavimą arba supernatanto mėginių ėmimą..

Jei centripetinė jėga neveikia, gravitacija atskirtų kietąją medžiagą labai lėtai. Be to, ne visos dalelės turi tokį patį svorį, dydį ar paviršiaus plotą, todėl vamzdžio apačioje jie neišsiskiria į vieną kietą masę.

Atranka

Atranka susideda iš kieto ir heterogeninio mišinio atskyrimo pagal dalelių dydį. Taigi mažos dalelės prasiskverbia pro sieto (arba sieto) angas, o didelės - ne.

Adsorbcija

Kaip ir absorbcija, adsorbcija yra naudinga valant skystas ir kietas sroves. Tačiau skirtumas yra tas, kad priemaišos neprasiskverbia į adsorbuojančios medžiagos sinusą, kuris yra kietas (kaip mėlynos silicio gelis aukščiau esančiame paveikslėlyje); vietoj to ji prilimpa prie jos paviršiaus.

Be to, cheminė kietosios medžiagos savybė skiriasi nuo dalelių, kurias ji adsorbuoja (net jei tarp dviejų yra didelis afinitetas). Dėl šios priežasties adsorbcija ir kristalizacija - kristalų adsorbuojančios dalelės auga - yra dvi skirtingos vieneto operacijos.

Nuorodos

1. Fernández G. (2014 m. Lapkričio 24 d.). Vieneto operacijos. Gauta 2018 m. Gegužės 24 d., Nuo: industriaquimica.net
2. Carlos A. Bizama Fica. Vieneto operacijos: 4 blokas: vieneto operacijų tipai. [PDF] Gauta 2018 m. Gegužės 24 d., Iš: academia.edu
3. Kursas: cheminė technologija (ekologiška). 3 paskaita: Pagrindiniai vieneto procesų ir vienetinių operacijų organiniuose chemijos pramonėse principai. [PDF] Gauta 2018 m. Gegužės 24 d., Iš: nptel.ac.in
4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Vieneto veikimas. [PDF] Gauta 2018 m. Gegužės 24 d., Iš: ceng.tu.edu.iq
5. R.L. Earle. (1983). Maisto perdirbimo vieneto operacijos. Gauta 2018 m. Gegužės 24 d., Iš: nzifst.org.nz
6. Mikulova (2008 m. Kovo 1 d.) Slovnaft - naujas polipropileno gamykla. [Pav.] Gauta 2018 m. Gegužės 24 d., Iš: commons.wikimedia.org
7. Rockpocket (2012 m. Kovo 13 d.). Termo centrifuga. [Pav.] Gauta 2018 m. Gegužės 24 d., Iš: commons.wikimedia.org
8. Mauro Cateb (2016 m. Spalio 22 d.). Mėlynasis silikagelis. [Pav.] Gauta 2018 m. Gegužės 24 d., Iš: flickr.com