Typen eenheid en voorbeelden van eenheden

de eenheid operaties zijn die waarbij fysieke behandelingen met de grondstof zijn gemoeid om er de gewenste producten uit te verkrijgen. Al deze operaties gehoorzamen de wetten van behoud van massa en energie, evenals de hoeveelheid beweging.

Deze bewerkingen vergemakkelijken het transport van het ruwe materiaal (dit in vloeibare, vaste of gasvormige toestand) naar de reactoren, evenals de verwarming of koeling ervan. Ze geven ook de voorkeur aan de effectieve scheiding van een specifiek onderdeel van een productmix.

In tegenstelling tot de unitaire processen die de chemische aard van materie transformeren, proberen operaties hun toestand aan te passen door de gradiënt van een van hun fysisch-chemische eigenschappen. Dit wordt bereikt door een gradiënt in de massa, in de energie of in de hoeveelheid beweging te genereren.

Niet alleen in de chemische industrie zijn er ontelbare voorbeelden van deze operaties, maar ook in de keuken. Als u bijvoorbeeld een portie vloeibare melk slaat, krijgt u room en magere melk.

Indien dezelfde melk een zure oplossing (citroenzuur, azijn, etc.) wordt veroorzaakt denaturatie van de eiwitten, hetgeen een proces (verzuring) en geen eenheidshandeling.

index

• 1 soorten
  • 1.1 Bewerkingen voor overdracht van materie
  • 1.2 Gebruik van warmteoverdracht
  • 1.3 Massa- en energieoverdrachtsoperaties tegelijkertijd
• 2 voorbeelden
  • 2.1 Distillatie
  • 2.2 Absorptie
  • 2.3 Centrifugatie
  • 2.4 Screening
  • 2.5 Adsorptie
• 3 referenties

type

Materiaaloverdrachtsoperaties

Eenheidsbewerkingen van dit type transporteren massa door een diffusiemechanisme. Met andere woorden: het ruwe materiaal wordt onderworpen aan een systeem dat een concentratievariatie genereert van de component die men wil extraheren of scheiden.

Een praktisch voorbeeld is om de extractie van een natuurlijke olie uit sommige zaden te overwegen.

Omdat de olie in wezen niet-polaire aard, kunnen deze worden verwijderd met een apolair oplosmiddel (bijvoorbeeld n-hexaan), waarbij de zaden baadt, maar niet reageert (theoretisch) met een van de bestanddelen van de matrix (schelpen en walnoten ).

Warmteoverdracht bewerkingen

Hier wordt warmte overgedragen van het lichaam dat warmer is naar het lichaam dat kouder is. Als het ruwe materiaal het koude lichaam is en het essentieel is om de temperatuur te verhogen om bijvoorbeeld de viscositeit te verlagen en een proces te vergemakkelijken, dan wordt het blootgesteld aan contact met een hete stroom of oppervlak.

Deze operaties gaan echter verder dan een "eenvoudige" warmteoverdracht, omdat energie ook kan worden getransformeerd in elk van zijn verschijningsvormen (licht, wind, mechanisch, elektrisch, etc.).

Een voorbeeld van het bovenstaande is te zien in waterkrachtcentrales, waar waterstromen worden gebruikt om elektriciteit op te wekken.

Massa- en energieoverdrachtbewerkingen tegelijkertijd

Bij dit type bewerking treden de twee voorgaande verschijnselen tegelijkertijd op, waarbij de massa (concentratiegradiënt) wordt overgebracht vóór een temperatuurgradiënt.

Als suiker bijvoorbeeld wordt opgelost in een pot met water en dan wordt het water verwarmd, wanneer het langzaam laat afkoelen, vindt kristallisatie van de suiker plaats..

Hier vindt een overdracht van opgeloste suiker naar zijn kristallen plaats. Deze bewerking, bekend als kristallisatie, maakt het verkrijgen van vaste producten met een hoge graad van zuiverheid mogelijk.

Een ander voorbeeld is het drogen van een lichaam. Als een gehydrateerd zout wordt blootgesteld aan hitte, zal het het water van hydratatie in de vorm van stoom afgeven. Dit produceert opnieuw een verandering in de massaconcentratie van het water in het zout als het zijn temperatuur verhoogt.

Voorbeelden

distillatie

Destillatie bestaat uit het scheiden van de componenten van een vloeibaar mengsel volgens zijn vluchtigheden of kookpunten. Als A en B zijn mengbaar en vormen een homogene oplossing, maar kookt bij 50 ° C en B bij 130 ° C, dan A kan worden gedestilleerd uit het mengsel door een eenvoudige destillatie.

De bovenste afbeelding toont een typische samenstelling van een eenvoudige destillatie. Op industriële schaal zijn de destillatiekolommen veel groter en hebben ze andere kenmerken, waardoor de verbindingen met kookpunten zeer dicht bij elkaar kunnen worden gescheiden (gefractioneerde destillatie).

A en B bevinden zich in de distilleerballon (2), die wordt verwarmd in een oliebad (14) door de verwarmingsplaat (13). Het oliebad zorgt voor een meer homogene verwarming door het hele lichaam van de bal.

Aangezien het mengsel zijn temperatuur rond 50 ° C verhoogt, ontsnappen A-dampen en genereren een meting op de thermometer (3).

Vervolgens dampen A, hete, voert de condensor (5) wanneer zij afkoelen en condenseren van water circuleren rond het glas (6 binnenkomt en verlaat 7).

Tenslotte ontvangt de verzamelballon (8) A condensaat. Het wordt omringd door een koud bad om mogelijke lekkage van A in het milieu te voorkomen (tenzij A niet erg vluchtig was).

absorptie

De absorptie maakt de scheiding mogelijk van de schadelijke componenten van een gasstroom die later wordt vrijgegeven aan het milieu.

Dit wordt bereikt door de gassen in een met oplosmiddelvloeistof gevulde kolom te leiden. Dus, de vloeistof solubiliseert de schadelijke componenten (zoals SO) selectief₂, CO, NO_X en H₂S), waardoor het gas dat hieruit ontstaat "schoon" wordt.

centrifugeren

In deze unitaire operatie oefent de centrifuge (instrument van het bovenste beeld) een centripetale kracht uit die duizenden keren hoger is dan de versnelling van de zwaartekracht.

Als resultaat zakken de gesuspendeerde deeltjes naar de bodem van de buis, hetgeen het daaropvolgende decanteren of bemonsteren van het supernatant vergemakkelijkt..

Als de middelpuntzoekende kracht niet werkte, zou de zwaartekracht de vaste stof met een zeer lage snelheid scheiden. Ook hebben niet alle deeltjes hetzelfde gewicht, dezelfde afmeting of hetzelfde oppervlak, zodat ze niet bezinken in een enkele vaste massa aan de onderkant van de buis.

zeven

Screening bestaat uit de scheiding van een vast en heterogeen mengsel volgens de grootte van de deeltjes. Aldus zullen kleine deeltjes door de openingen van de zeef (of zeef) passeren, terwijl de grote deeltjes dat niet zullen doen.

adsorptie

Evenals absorptie is adsorptie nuttig bij de zuivering van vloeibare en vaste stromen. Het verschil is dat de verontreinigingen niet binnen het adsorberende materiaal dat een vast doordringen (zoals silicagel blauw hoogste); in plaats daarvan houdt het zich aan het oppervlak.

Ook is de chemische aard van de vaste stof anders dan die van de deeltjes die het adsorbeert (zelfs als er grote affiniteit is tussen de twee). Om deze reden zijn adsorptie en kristallisatie - kristal adsorbeert deeltjes om te groeien - twee verschillende eenheidsbewerkingen.

referenties

1. Fernández G. (24 november 2014). Unit operaties. Opgehaald op 24 mei 2018, vanaf: industriaquimica.net
2. Carlos A. Bizama Fica. Unit Operations: Unit 4: Typen Unit Operations. [PDF]. Opgehaald op 24 mei 2018, vanuit: academia.edu
3. Cursus: Chemische technologie (biologisch). Lezing 3: Basisprincipes van eenheidsprocessen en eenheidsactiviteiten in de organische chemische industrie. [PDF]. Opgehaald op 24 mei 2018, vanaf: nptel.ac.in
4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Eenheid bediening. [PDF]. Opgehaald op 24 mei 2018, vanaf: ceng.tu.edu.iq
5. R.L. Earle. (1983). Eenheidsbewerkingen in voedselverwerking. Opgehaald op 24 mei 2018, vanaf: nzifst.org.nz
6. Mikulova. (1 maart 2008) Slovnaft - Nieuwe polypropyleenfabriek. [Afbeelding]. Opgehaald op 24 mei 2018, van: commons.wikimedia.org
7. Rockpocket. (13 maart 2012). Thermo-centrifuge. [Afbeelding]. Opgehaald op 24 mei 2018, van: commons.wikimedia.org
8. Mauro Cateb (22 oktober 2016). Blauwe silicagel. [Afbeelding]. Opgehaald op 24 mei 2018, vanaf: flickr.com