Typy a príklady prevádzky jednotiek

operácie Sú to tie, ktoré zahŕňajú fyzikálne spracovanie suroviny, aby sa z nej získali požadované produkty. Všetky tieto operácie sú v súlade so zákonmi o zachovaní hmoty a energie, ako aj s množstvom pohybu.

Tieto operácie uľahčujú prepravu suroviny (v kvapalnom, pevnom alebo plynnom stave) do reaktorov, ako aj ich ohrev alebo chladenie. Taktiež uprednostňujú účinné oddelenie špecifickej zložky zmesi výrobkov.

Na rozdiel od jednotných procesov, ktoré transformujú chemickú povahu hmoty, sa operácie snažia modifikovať svoj stav gradientom jednej zo svojich fyzikálno-chemických vlastností. To sa dosahuje vytvorením gradientu hmoty, energie alebo množstva pohybu.

Nielen v chemickom priemysle sú nespočetné príklady týchto operácií, ale aj v kuchyni. Napríklad, keď porazíte časť tekutého mlieka, dostanete krém a odstredené mlieko.

Na druhej strane, ak sa k tomuto mlieku pridáva roztok kyseliny (kyselina citrónová, ocot, atď.), Spôsobuje denaturáciu jeho proteínov, čo je proces (okysľovanie) a nie jednotná operácia..

index

• 1 Typy
  • 1.1 Operácie prevodu majetku
  • 1.2 Operácie prenosu tepla
  • 1.3 Súčasné operácie prenosu hmotnosti a energie
• 2 Príklady
  • 2.1 Destilácia
  • 2.2 Absorpcia
  • 2.3 Odstredenie
  • 2.4 Skríning
  • 2.5 Adsorpcia
• 3 Odkazy

typ

Operácie prenosu hmoty

Jednotkové operácie tohto typu prenášajú hmotu cez difúzny mechanizmus. Inými slovami: surovina sa podrobí systému, ktorý generuje kolísanie koncentrácie zložky, ktorá sa má extrahovať alebo oddeliť..

Praktickým príkladom je zváženie extrakcie prírodného oleja z niektorých semien.

Pretože oleje sú svojou povahou v podstate nepolárne, môžu byť extrahované nepolárnym rozpúšťadlom (ako je n-hexán), ktorý kúpa semená, ale (teoreticky) nereaguje so žiadnou zo zložiek matrice (škrupiny a orechy). ).

Operácie prenosu tepla

Tu sa teplo prenáša z tela, ktoré je teplejšie na telo, ktoré je chladnejšie. Ak je surovinou chladné teleso a je nevyhnutné zvýšiť jeho teplotu, napríklad znížiť jej viskozitu a uľahčiť proces, potom je vystavená kontaktu s horúcim prúdom alebo povrchom..

Tieto operácie však idú nad rámec „jednoduchého“ prenosu tepla, pretože energia môže byť transformovaná v ktoromkoľvek z jej prejavov (svetlo, vietor, mechanické, elektrické atď.).

Príklad vyššie uvedeného možno vidieť vo vodných elektrárňach, kde sa na výrobu elektriny používajú vodné prúdy.

Operácie prenosu hmotnosti a energie súčasne

Pri tomto type operácie sa súčasne vyskytujú dva predchádzajúce javy, pričom sa pred gradientom teploty prenáša hmota (gradient koncentrácie).

Napríklad, ak sa cukor rozpustí v nádobe s vodou a potom sa voda zohreje, keď sa nechá pomaly vychladnúť, dochádza ku kryštalizácii cukru..

Tu dochádza k prenosu rozpusteného cukru na jeho kryštály. Táto operácia, známa ako kryštalizácia, umožňuje získanie tuhých produktov s vysokým stupňom čistoty.

Ďalším príkladom je sušenie tela. Ak je hydratovaná soľ vystavená teplu, uvoľní hydratačnú vodu vo forme pary. To opäť vedie k zmene hmotnostnej koncentrácie vody v soli, pretože zvyšuje svoju teplotu.

Príklady

destilácia

Destilácia spočíva v oddelení zložiek kvapalnej zmesi podľa jej prchavosti alebo teploty varu. Ak sú A a B miešateľné a tvoria homogénny roztok, ale A sa varí pri teplote 50 ° C a B pri teplote 130 ° C, potom sa A môže destilovať zo zmesi jednoduchou destiláciou..

Horný obrázok znázorňuje typickú zostavu jednoduchej destilácie. V priemyselnom meradle sú destilačné kolóny oveľa väčšie a majú iné vlastnosti, ktoré umožňujú separáciu zlúčenín s bodmi varu veľmi blízko pri sebe (frakčná destilácia)..

A a B sú v destilačnom balóniku (2), ktorý je zahrievaný v olejovom kúpeli (14) ohrievacou doskou (13). Olejový kúpeľ zaisťuje homogénnejšie ohrev v celom tele gule.

Pretože zmes zvyšuje svoju teplotu okolo 50 ° C, uniká para a vytvára teplomer na teplomere (3)..

Potom páry A, horúce, vstupujú do kondenzátora (5), kde sú chladené a kondenzované vodou, ktorá cirkuluje okolo skla (vstupuje do 6 a odchádza 7)..

Nakoniec zberný balónik (8) prijíma kondenzát. Je obklopený studeným kúpeľom, aby sa zabránilo možnému úniku A do životného prostredia (pokiaľ A nebol príliš prchavý).

vstrebávanie

Absorpcia umožňuje oddelenie škodlivých zložiek plynného prúdu, ktorý sa neskôr uvoľňuje do životného prostredia.

To sa dosiahne prechodom plynov vo vnútri kolóny naplnenej rozpúšťadlovou kvapalinou. Teda kvapalina selektívne solubilizuje škodlivé zložky (ako je SO)₂, CO, NO_x a H₂S), pričom "čistý" plyn, ktorý z toho vychádza.

odstreďovanie

V tejto jednotnej operácii odstredivka (nástroj horného obrazu) vyvíja dostredivú silu, ktorá presahuje tisíckrát gravitáciu zrýchlenia.

Výsledkom je, že suspendované častice sa usadzujú na dne skúmavky, čo uľahčuje následné dekantovanie alebo odoberanie vzoriek supernatantu.

Ak by nebola dostredivá sila, gravitácia by oddelila pevnú hmotu veľmi pomalou rýchlosťou. Tiež nie všetky častice majú rovnakú hmotnosť, veľkosť alebo povrchovú plochu, takže sa neusadzujú v jednej pevnej látke na dne trubice..

preosievanie

Skríning spočíva v separácii pevnej a heterogénnej zmesi podľa veľkosti jej častíc. Malé častice teda prechádzajú cez otvory sita (alebo sita), zatiaľ čo veľké nie.

adsorpcia

Podobne ako absorpcia je adsorpcia užitočná pri čistení kvapalných a pevných prúdov. Avšak rozdiel je v tom, že nečistoty neprenikajú sínusom adsorpčného materiálu, ktorý je tuhý (ako je modrastý silikagél na obrázku vyššie); namiesto toho priľne na svoj povrch.

Chemická povaha pevnej látky sa líši od chemickej povahy častíc, ktoré adsorbuje (aj keď medzi týmito dvoma zložkami existuje veľká afinita). Z tohto dôvodu adsorpcia a kryštalizácia - kryštály adsorbujú častice na rast - sú dve rôzne operácie.

referencie

1. Fernández G. (24. novembra 2014). Prevádzka jednotky. Získané 24. mája 2018, z: industriaquimica.net
2. Carlos A. Bizama Fica. Prevádzka blokov: 4. blok: Typy prevádzky blokov. [PDF]. Získané 24. mája 2018, z: academia.edu
3. Course: Chemická technológia (organické) \ t. Prednáška 3: Základné princípy jednotkových procesov a jednotkových operácií v odvetviach organického chemického priemyslu. [PDF]. Získané 24. mája 2018, z: nptel.ac.in
4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Prevádzka jednotky. [PDF]. Získané 24. mája 2018, z: ceng.tu.edu.iq
5. R. L. Earle. (1983). Jednotkové operácie vo výrobe potravín. Získané 24. mája 2018, z: nzifst.org.nz
6. Mikulova. (1. marec 2008) Slovnaft - Nové polypropylénové zariadenie. [Obrázok]. Získané 24. mája 2018, z: commons.wikimedia.org
7. Rockpocket. (13. marec 2012). Thermo odstredivka. [Obrázok]. Získané 24. mája 2018, z: commons.wikimedia.org
8. Mauro Cateb (22. október 2016). Modrý silikagél. [Obrázok]. Získané 24. mája 2018, z: flickr.com