- Vrste operacija jedinice
- Operacije prijenosa materijala
- Operacije prijenosa topline
- Operacije mase i energije istovremeno
- Primjeri
- Destilacija
- apsorpcija
- centrifugiranje
- sijanje
- Reference
Rad u jedinici je onaj koji uključuje fizički tretman sirovine kako bi se iz toga dobio željeni proizvod. Sve ove operacije poštuju zakone očuvanja mase i energije, kao i zamah.
Ove operacije olakšavaju transport sirovine (koja je u tekućem, krutom ili plinovitom stanju) prema reaktorima, kao i njezino grijanje ili hlađenje. Oni također promiču učinkovito odvajanje određene komponente iz kombinacije proizvoda.
Vodene brane su primjeri rada jedinica
Za razliku od jediničnih procesa koji transformiraju kemijsku prirodu materije, operacije nastoje modificirati njezino stanje pomoću gradijenta jednog od njegovih fizikalno-kemijskih svojstava. To se postiže generiranjem gradijenta u kretanju mase, energije ili količine.
Ne samo u kemijskoj industriji postoji bezbroj primjera tih operacija, već i u kuhinji. Na primjer, šlag porcije tekućeg mlijeka stvara vrhnje i obrano mlijeko.
S druge strane, ako se ovom istom mlijeku doda kisela otopina (limunska kiselina, ocat itd.), To uzrokuje denaturaciju njegovih proteina, što je proces (zakiseljavanje), a ne jedinični rad.
Vrste operacija jedinice
Operacije prijenosa materijala
Jedinice ovog tipa prijenosne mase pomoću difuzijskog mehanizma. Drugim riječima: sirovina se podvrgava sustavu koji stvara varijaciju koncentracije komponente koja se ekstrahira ili odvaja.
Praktični primjer je razmatranje ekstrakcije prirodnog ulja iz nekih sjemenki.
Budući da su ulja u osnovi apolarne prirode, mogu se ekstrahirati s nepolarnim otapalom (poput n-heksana), koji okupa sjeme, ali ne reagira (teoretski) s bilo kojom od komponenti njihove matrice (školjke i orašasti plodovi).).
Operacije prijenosa topline
Ovdje se toplina prenosi s tijela koje je toplije, u tijelo koje je hladnije. Ako je sirovina hladno tijelo i važno je podići temperaturu na primjer, smanjiti mu viskoznost i olakšati postupak, tada se stavlja u dodir s vrućim tokom ili površinom.
Međutim, ove operacije nadilaze „jednostavan“ prijenos topline, jer se energija također može transformirati u bilo koju od njegovih manifestacija (svjetlost, vjetar, mehaničke, električne itd.).
Primjer gore navedenog može se vidjeti u hidroelektranama, gdje se vodene struje koriste za proizvodnju električne energije.
Operacije mase i energije istovremeno
U ovoj vrsti operacije dva prethodna fenomena događaju se istovremeno, prenoseći masu (gradijent koncentracije) u temperaturni gradijent.
Na primjer, ako se šećer otopi u posudi s vodom, a zatim se voda zagrijava, kristalizacija šećera nastaje kada se polako hladi.
Ovdje se odvija otopljeni šećer prema njegovim kristalima. Ova operacija, poznata kao kristalizacija, omogućava dobivanje čvrstih proizvoda visokog stupnja čistoće.
Drugi primjer je sušenje tijela. Ako hidratizirana sol bude izložena toplini, ona će pustiti vodu hidratacije u obliku pare. To opet uzrokuje promjenu masene koncentracije vode u soli s porastom temperature soli.
Primjeri
Destilacija
Destilacija se sastoji od odvajanja sastojaka tekuće smjese na temelju njihovih isparljivih tvari ili vrelišta. Ako se A i B mogu miješati i tvore homogenu otopinu, ali A kuha pri 50 ° C, a B na 130 ° C, tada se A može destilirati iz smjese jednostavnom destilacijom.
Slika iznad predstavlja tipičnu postavku jednostavne destilacije. Na industrijskim mjerilima, destilacijski stupovi su puno veći i imaju druge karakteristike, koje omogućuju odvajanje spojeva s vrlo bliskim vrelištima (frakcijska destilacija).
A i B nalaze se u mirnoj boci (2), koju grijaća ploča (13) zagrijava u uljnoj kupelji (14). Uljna kupka jamči homogeno zagrijavanje cijelog tijela lopte.
Kako se smjesa povećava na oko 50 ° C, isparavaju A i stvaraju očitanje na termometru (3).
Zatim vruće pare iz A ulaze u kondenzator (5) gdje se hlade i kondenziraju djelovanjem vode koja cirkulira oko čaše (ulazi u 6, a odlazi u 7).
Konačno, balon za sakupljanje (8) prima kondenzirani A. Okružen je hladnom kupkom kako bi se spriječilo moguće propuštanje A u okoliš (osim ako A nije jako isparljiv).
apsorpcija
Apsorpcija omogućuje odvajanje štetnih sastojaka iz plinovitog toka koji se nakon toga ispušta u okoliš.
To se postiže donošenjem plinova u kolonu napunjenu tekućim otapalom. Tako, tekući selektivno otapa štetne komponente (kao što je SO 2, CO, NO x i H 2 S), ostavljajući plina koja nastaje iz njega „čisti”.
centrifugiranje
U ovom unitarnom zahvatu centrifuga (instrument na gornjoj slici) ima centripetalnu silu koja prekoračuje tisuću puta ubrzanje gravitacije.
Kao rezultat, suspendirane čestice se talože na dnu epruvete, što olakšava naknadno dekantiranje ili uzorkovanje supernatanta.
Ako centripetalna sila ne djeluje, gravitacija bi odvojila krutinu vrlo sporom brzinom. Također, nemaju sve čestice iste težine, veličine ili površine, tako da se ne talože u jednu čvrstu masu na dnu cijevi.
sijanje
Kao i apsorpcija, adsorpcija je korisna za pročišćavanje tekućina i krutih tokova. Međutim, razlika je u tome što nečistoće ne prodiru u apsorpcijski materijal, koji je čvrst (poput plavkastog silikagela na slici gore); umjesto toga zalijepi se za njegovu površinu.
Isto tako, kemijska se priroda krute tvari razlikuje od čestica koje adsorbira (čak i ako postoji veliki afinitet između njih dvije). Iz tog razloga, adsorpcija i kristalizacija - kristalno adsorbira čestice koje rastu - dvije su različite jedinice operacije.
Reference
- Fernández G. (24. studenog 2014.). Rad jedinica. Preuzeto 24. svibnja 2018. s: industriaquimica.net
- Carlos A. Bizama Fica. Rad jedinice: jedinica 4: Vrste rada jedinica., Preuzeto 24. svibnja 2018. s: academia.edu
- Kolegij: Kemijska tehnologija (organska). Predavanje 3: Osnovni principi procesnih jedinica i rada jedinica u organskoj kemijskoj industriji., Preuzeto 24. svibnja 2018. s: nptel.ac.in
- Shymaa Ali Hameed. (2014). Rad jedinice., Preuzeto 24. svibnja 2018. s: ceng.tu.edu.iq
- RL Earle. (1983). Jedinice u preradi hrane. Preuzeto 24. svibnja 2018. s: nzifst.org.nz
- Mikulova. (1. ožujka 2008.). Slovnaft - Nova tvornica polipropilena., Preuzeto 24. svibnja 2018. s: commons.wikimedia.org
- Rockpocket. (13. ožujka 2012.). Termocentriga., Preuzeto 24. svibnja 2018. s: commons.wikimedia.org
- Mauro Cateb. (2016., 22. listopada). Plavi silikagel., Preuzeto 24. svibnja 2018. s: flickr.com