Yksikkötoimintojen tyypit ja esimerkit

yksikön toimintaa ovat ne, jotka sisältävät fyysisiä käsittelyjä raaka-aineelle haluttujen tuotteiden saamiseksi siitä. Kaikki nämä toimet noudattavat massan ja energian säilyttämistä koskevia lakeja sekä liikkeen määrää.

Nämä toiminnot helpottavat raaka-aineen (tämä nestemäisessä, kiinteässä tai kaasumaisessa tilassa) kuljetusta reaktoreihin sekä sen lämmitystä tai jäähdytystä. Ne suosivat myös tietyn komponentin erottamista tehokkaasti.

Toisin kuin yhtenäiset prosessit, jotka muuttavat aineen kemiallisen luonteen, toiminnot pyrkivät muuttamaan niiden tilaa niiden fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien gradientilla. Tämä saavutetaan tuottamalla massan, energian tai liikkeen määrän kaltevuus.

Kemianteollisuudessa on lukuisia esimerkkejä näistä toiminnoista, mutta myös keittiössä. Esimerkiksi kun voitat osan nestemäisestä maidosta, saat kerman ja rasvattoman maidon.

Toisaalta, jos tähän maitoon lisätään happoliuosta (sitruunahappoa, etikkaa jne.), Se aiheuttaa sen proteiinien denaturoitumisen, joka on prosessi (happamoituminen) eikä yhtenäinen toiminta..

indeksi

• 1 tyypit
  • 1.1 Aineen siirtooperaatiot
  • 1.2 Lämmönsiirtotoiminnot
  • 1.3 Massan ja energian siirtooperaatiot samanaikaisesti
• 2 Esimerkkejä
  • 2.1 Tislaus
  • 2.2 Absorptio
  • 2.3 Sentrifugointi
  • 2.4 Seulonta
  • 2.5 Adsorptio
• 3 Viitteet

tyyppi

Aineiden siirtooperaatiot

Tämän tyyppisen siirtomassan yksikkötoiminnot diffuusiomekanismin kautta. Toisin sanoen: raaka-aine altistetaan järjestelmälle, joka muodostaa komponentin konsentraatiomuutoksen, jota halutaan purkaa tai erottaa toisistaan.

Käytännön esimerkkinä on harkita luonnollisen öljyn uuttamista eräistä siemenistä.

Koska öljyt ovat luonteeltaan oleellisesti apolaarisia, ne voidaan uuttaa apolaarisella liuottimella (kuten n-heksaanilla), joka kylvää siemeniä, mutta ei (teoreettisesti) reagoi minkään matriisin komponentin (kuoret ja pähkinät) kanssa. ).

Lämmönsiirto

Tässä lämpö siirtyy kehosta, joka on lämpimämpi keholle, joka on kylmempi. Jos raaka-aine on kylmä runko ja on välttämätöntä nostaa sen lämpötilaa esimerkiksi vähentämään sen viskositeettia ja helpottaa prosessia, se altistetaan kuumalle virtaukselle tai pinnalle..

Nämä toiminnot ylittävät kuitenkin "yksinkertaisen" lämmönsiirron, koska energiaa voidaan muuntaa missä tahansa sen ilmentymissä (valo, tuuli, mekaaninen, sähköinen jne.).

Esimerkki edellä mainitusta voidaan nähdä vesivoimaloissa, joissa sähkön tuottamiseen käytetään vesivirtoja.

Massan ja energian siirtooperaatiot samanaikaisesti

Tämäntyyppisessä toiminnassa kaksi aikaisempaa ilmiötä esiintyvät samanaikaisesti, siirtämällä massa (pitoisuusgradientti) ennen lämpötila-gradienttia.

Esimerkiksi jos sokeri liuotetaan pottiin vedellä ja sitten vesi kuumennetaan, kun sen annetaan jäähtyä hitaasti, sokerin kiteytyminen tapahtuu..

Tässä tapahtuu liuenneen sokerin siirto kiteisiinsä. Tämä toimenpide, joka tunnetaan nimellä kiteytys, mahdollistaa kiinteiden tuotteiden, joilla on suuri puhtausaste, saaminen.

Toinen esimerkki on kehon kuivaus. Jos hydratoitu suola altistetaan lämmölle, se vapauttaa hydratoituneen veden höyryn muodossa. Tämä aiheuttaa jälleen muutoksen suolan vesipitoisuudessa, koska se lisää sen lämpötilaa.

esimerkit

tislaus

Tislaus koostuu nestemäisen seoksen komponenttien erottamisesta sen volatiliteettien tai kiehumispisteiden mukaan. Jos A ja B ovat sekoittuvia ja muodostavat homogeenisen liuoksen, mutta A kiehuu 50 ° C: ssa ja B 130 ° C: ssa, sitten A voidaan tislaamalla seoksesta yksinkertaisen tislauksen avulla.

Ylemmässä kuvassa on tyypillinen yksinkertaisen tislauksen kokoonpano. Teollisissa asteikoissa tislauskolonnit ovat paljon suurempia ja niillä on muita ominaisuuksia, jotka mahdollistavat sellaisten yhdisteiden erottamisen, joiden kiehumispisteet ovat hyvin lähellä toisiaan (jakotislaus).

A ja B ovat tislauspallossa (2), jota kuumennetaan öljyhauteessa (14) kuumennuslevyn (13) avulla. Öljyhaude varmistaa homogeenisemman lämmityksen koko pallon rungossa.

Kun seos lisää lämpötilaansa noin 50 ° C: ssa, A-höyryt poistuvat ja muodostavat lukemisen lämpömittariin (3).

Sitten A: n höyryt, kuumina, tulevat lauhduttimeen (5), jossa ne jäähdytetään ja tiivistyvät veden ympärillä, joka kiertää lasin ympäri (tulee 6: lla ja lehdet 7: llä).

Lopuksi keräyspallo (8) vastaanottaa A-kondensaatin. Sitä ympäröi kylmä kylpy, jotta estetään A: n mahdollinen vuoto ympäristöön (ellei A ole kovin haihtuva).

imeytyminen

Absorptio mahdollistaa kaasuvirran haitallisten komponenttien erottamisen, joka vapautuu myöhemmin ympäristöön.

Tämä saavutetaan siirtämällä kaasut liuotinnesteen kanssa täytetyn kolonnin sisään. Niinpä neste liuottaa selektiivisesti haitalliset komponentit (kuten SO).₂, CO, NO_x ja H₂S), jättäen tästä puhtaana olevan kaasun.

sentrifugointi

Tässä yhtenäisessä toiminnassa sentrifugilla (ylemmän kuvan välineellä) on sentrifuusivoimaa, joka ylittää tuhansia kertoja painovoiman kiihtyvyyden.

Tämän seurauksena suspendoidut hiukkaset laskeutuvat putken pohjaan, mikä helpottaa supernatantin myöhempää dekantointia tai näytteenottoa.

Jos sentrifuusivoima ei toimi, painovoima erottaisi kiinteän aineen hyvin hitaalla nopeudella. Kaikilla hiukkasilla ei myöskään ole samaa painoa, kokoa tai pinta-alaa, joten ne eivät laskeudu yhteen kiinteään massaan putken pohjassa.

seulonnan

Seulonta koostuu kiinteän ja heterogeenisen seoksen erottamisesta sen hiukkasten koon mukaan. Siten pienet hiukkaset kulkevat seulan (tai seulan) aukkojen läpi, kun taas suuret eivät.

adsorptio

Samoin kuin absorptio, adsorptio on käyttökelpoinen nestemäisten ja kiinteiden virtausten puhdistuksessa. Erona on kuitenkin se, että epäpuhtaudet eivät tunkeudu adsorbenttimateriaalin siniin, joka on kiinteä aine (kuten sininen silikageeli edellä olevassa kuvassa); sen sijaan se tarttuu sen pintaan.

Myös kiinteän aineen kemiallinen luonne poikkeaa adsorboituvien hiukkasten kemiallisesta luonteesta (vaikka näiden välillä olisi suuri affiniteetti). Tästä syystä adsorptio ja kiteytyminen - kristallin adsorboituvat hiukkaset kasvavat - ovat kaksi erilaista yksikköoperaatiota.

viittaukset

1. Fernández G. (24. marraskuuta 2014). Yksikön toiminta. Haettu 24. toukokuuta 2018 alkaen: industriaquimica.net
2. Carlos A. Bizama Fica. Yksikkötoiminnot: Yksikkö 4: Yksikkötoimintojen tyypit. [PDF]. Haettu 24. toukokuuta 2018 osoitteesta Academia.edu
3. Kurssi: Kemian tekniikka (orgaaninen). Luento 3: Yksiköiden prosessien ja yksikkötoimintojen perusperiaatteet orgaanisessa kemianteollisuudessa. [PDF]. Haettu 24. toukokuuta 2018 osoitteesta: nptel.ac.in
4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Yksikön toiminta. [PDF]. Haettu 24. toukokuuta 2018 alkaen: ceng.tu.edu.iq
5. R.L. Earle. (1983). Elintarviketeollisuuden yksikkötoiminnot. Haettu 24. toukokuuta 2018 osoitteesta: nzifst.org.nz
6. Mikulova. (1. maaliskuuta 2008) Slovnaft - Uusi polypropeenitehdas. [Kuva]. Haettu 24. toukokuuta 2018 alkaen: commons.wikimedia.org
7. Rockpocket. (13. maaliskuuta 2012). Thermo-sentrifugi. [Kuva]. Haettu 24. toukokuuta 2018 alkaen: commons.wikimedia.org
8. Mauro Cateb (22. lokakuuta 2016). Sininen silikageeli. [Kuva]. Haettu 24. toukokuuta 2018 alkaen: flickr.com