Типы операций и примеры



единичные операции это те, которые связаны с физической обработкой сырья с целью получения из него желаемых продуктов. Все эти операции подчиняются законам сохранения массы и энергии, а также количеству движения.

Эти операции облегчают транспортировку сырья (это в жидком, твердом или газообразном состоянии) в реакторы, а также его нагрев или охлаждение. Они также способствуют эффективному разделению определенного компонента ассортимента продукции..

В отличие от унитарных процессов, которые трансформируют химическую природу вещества, операции стремятся изменить свое состояние с помощью градиента одного из своих физико-химических свойств. Это достигается путем создания градиента массы, энергии или количества движения.

Не только в химической промышленности есть бесчисленные примеры этих операций, но и на кухне. Например, когда вы взбиваете порцию жидкого молока, вы получаете сливки и обезжиренное молоко..

Однако, если этот же молоко добавляют кислый раствор лимонной кислоты (, уксус и т.д.) вызывает денатурацию белков, что является процессом (закисление), а не операционный блок.

индекс

  • 1 Типы
    • 1.1 Передача материалов
    • 1.2 Теплообменные операции
    • 1.3 Операции по переносу массы и энергии одновременно
  • 2 примера
    • 2.1 Дистилляция
    • 2.2 Поглощение
    • 2.3 Центрифугирование
    • 2.4 Скрининг
    • 2.5 Адсорбция
  • 3 Ссылки

тип

Операции по передаче материи

Единичные операции этого типа переносят массу через диффузионный механизм. Другими словами: сырье подвергается системе, которая генерирует изменение концентрации компонента, который желательно извлечь или отделить.

Практическим примером является рассмотрение извлечения натурального масла из некоторых семян..

Поскольку масла являются по существу, неполярный характер, они могут быть удалены с неполярным растворителем (таким как н-гексан), который омывает семена, но не реагирует (теоретически) с любым из компонентов матрицы (оболочек и грецкого ореха ).

Теплообменные операции

Здесь тепло передается от тела, которое теплее, к телу, которое холоднее. Если исходным материалом является холодное тело и необходимо повысить его температуру, например, чтобы уменьшить его вязкость и облегчить процесс, то он подвергается контакту с горячим потоком или поверхностью.

Однако эти операции выходят за рамки «простой» передачи тепла, поскольку энергия также может быть преобразована в любом из ее проявлений (свет, ветер, механическое, электрическое и т. Д.)..

Пример вышесказанного можно увидеть на гидроэлектростанциях, где водные потоки используются для выработки электроэнергии.

Операции по переносу массы и энергии одновременно

В этом типе операции два предыдущих явления происходят одновременно, передавая массу (градиент концентрации) перед температурным градиентом.

Например, если сахар растворяется в посуде с водой, а затем вода нагревается, когда ей дают медленно остыть, происходит кристаллизация сахара..

Здесь происходит передача растворенного сахара в его кристаллы. Эта операция, известная как кристаллизация, позволяет получать твердые продукты с высокой степенью чистоты..

Другой пример - сушка тела. Если гидратированная соль подвергается нагреванию, она выделяет воду гидратации в виде пара. Это снова приводит к изменению массовой концентрации воды в соли при повышении ее температуры..

примеров

дистилляция

Перегонка является разделение компонентов жидкой смеси по летучести или точками кипения. Если А и В смешиваются и образуют гомогенный раствор, но кипит при 50 ° С и В при 130 ° С, то А может быть дистиллированной из смеси с помощью простой перегонки.

На изображении выше типичный простой перегонки в сборе показан. В промышленном масштабе, ректификационные колонны значительно крупнее и имеют другие характеристики, которые позволяют разделение соединений, имеющие точку кипения очень близко друг к другу (фракционной перегонке).

А и В находятся в дистилляционном баллоне (2), который нагревается в масляной бане (14) с помощью нагревательной пластины (13). Масляная ванна обеспечивает более однородный нагрев по всему телу шара.

Когда температура смеси повышается примерно до 50 ° C, пары A выходят и генерируют показания на термометре (3).

Затем пары А, горячий, поступают в конденсатор (5), где они охлаждения и конденсации с помощью воды, циркулирующей вокруг стекла (6 входит и выходит 7).

Наконец, коллекторный баллон (8) получает конденсат. Он окружен холодной ванной, чтобы предотвратить возможную утечку А в окружающую среду (если А не был очень летучим)..

поглощение

Поглощение позволяет отделить вредные компоненты от газового тока, который впоследствии выделяется в окружающую среду..

Это достигается путем пропускания газов внутри колонки, заполненной жидкостью с растворителем. Таким образом, жидкость селективно растворяет вредные компоненты (такие как SO)2, CO, NOх и H2S) оставляя «чистый» газ, выходящий из этого.

центрифугирование

В этой унитарной операции центрифуга (инструмент верхнего изображения) оказывает центростремительное усилие, которое в тысячи раз превышает ускорение силы тяжести..

В результате взвешенные частицы оседают на дно пробирки, облегчая последующую декантацию или отбор проб супернатанта..

Если центростремительная сила не сработает, гравитация отделит твердое тело с очень медленной скоростью. Кроме того, не все частицы имеют одинаковый вес, размер или площадь поверхности, поэтому они не оседают в одной твердой массе на дне трубки..

просеивание

Скрининг заключается в разделении твердой и гетерогенной смеси по размеру ее частиц. Таким образом, мелкие частицы будут проходить через отверстия сита (или сита), а крупные не будут.

адсорбция

Как абсорбции, адсорбции полезно при очистке жидких и твердых потоков. Тем не менее, разница в том, что примеси не проникают в впитывающего материала, который представляет собой твердое вещество (например, силикагель голубого сверху); Вместо этого, он прилипает к его поверхности.

Кроме того, химическая природа твердого вещества отличается от химической природы частиц, которые он адсорбирует (даже если между ними существует большое сродство). По этой причине адсорбция и кристаллизация - кристалл адсорбирует частицы для роста - являются двумя различными единичными операциями.

ссылки

  1. Фернандес Г. (24 ноября 2014 г.). Юнит операции. Получено 24 мая 2018 г. из: industriaquimica.net
  2. Карлос А. Бизама Фика. Операции блока: Блок 4: Типы операций блока. [PDF]. Получено 24 мая 2018 г. из: academia.edu
  3. Курс: Химическая технология (органическая). Лекция 3: Основные принципы процессов и операций подразделений в органической химической промышленности. [PDF]. Получено 24 мая 2018 г. из: nptel.ac.in
  4. Шимаа Али Хамид. (2014). Операция блока. [PDF]. Получено 24 мая 2018 г. из: ceng.tu.edu.iq
  5. R.L. Эрл. (1983). Подразделение операций в пищевой промышленности. Получено 24 мая 2018 г. с сайта nzifst.org.nz
  6. Mikulova. (1 марта 2008 г.) Словнафт - Новый полипропиленовый завод. [Рисунок]. Получено 24 мая 2018 г. с сайта commons.wikimedia.org
  7. Rockpocket. (13 марта 2012 г.) Термоцентрифуга. [Рисунок]. Получено 24 мая 2018 г. с сайта commons.wikimedia.org
  8. Мауро Катеб (22 октября 2016 г.) Синий силикагель. [Рисунок]. Получено 24 мая 2018 г. из: flickr.com