Tipuri și exemple de operațiuni ale unităților

operațiuni unitate sunt cele care implică tratamente fizice la materia primă pentru a obține produsele dorite din acesta. Toate aceste operațiuni respectă legile conservării masei și energiei, precum și cantitatea de mișcare.

Aceste operațiuni facilitează transportul materiilor prime (în stare lichidă, solidă sau gazoasă) către reactoare, precum și încălzirea sau răcirea acestora. Ele favorizează, de asemenea, separarea efectivă a unei componente specifice a unui mix de produse.

Spre deosebire de unitate procese transforma natura chimică a materiei, căutând să își modifice operațiunile prin condiția gradientului uneia dintre proprietățile lor fizico-chimice. Acest lucru se realizează prin generarea unui gradient în masă, în energie sau în cantitatea de mișcare.

Nu numai în industria chimică există nenumărate exemple ale acestor operațiuni, dar și în bucătărie. De exemplu, atunci când bateți o porție de lapte lichid veți obține smântână și lapte degresat.

Cu toate acestea, în cazul în care același lapte se adaugă o soluție acidă (acid citric, oțet, etc.) cauzează denaturarea proteinelor, aceasta fiind un proces (acidifiere) și nu o operație unitară.

index

• 1 Tipuri
  • 1.1 Operațiuni de transfer de materiale
  • 1.2 Operațiuni de transfer termic
  • 1.3 Operațiuni de transfer de masă și energie simultan
• 2 Exemple
  • 2.1 Distilarea
  • 2.2 Absorbția
  • 2.3 Centrifugare
  • 2.4 Screening-ul
  • 2.5 Adsorbția
• 3 Referințe

tip

Operațiuni de transfer de substanță

Operațiunile de unitate ale acelui tip de masă de transfer prin intermediul unui mecanism de difuzie. Cu alte cuvinte: materia primă este supusă unui sistem care generează o variație de concentrație a componentei pe care se dorește extragerea sau separarea.

Un exemplu practic îl constituie extracția unui ulei natural din semințe.

Deoarece uleiurile sunt natura în mod esențial nepolar, acestea pot fi îndepărtate cu un solvent nepolar (cum ar fi n-hexan), care scaldă semințele, dar nu reacționează (teoretic) cu oricare dintre componentele matricei (coji de nuc ).

Operațiuni de transfer termic

Aici, căldura este transferată din corpul care este mai cald la corpul care este mai rece. Dacă materia primă este corpul rece și este esențială pentru a ridica temperatura, de exemplu, scăderea vâscozității și de a facilita un proces, atunci acesta este supus contactului cu o suprafață fierbinte sau debit.

Cu toate acestea, aceste operațiuni merge dincolo de un transfer de căldură „simplu“, deoarece energia poate fi, de asemenea, transformată în oricare dintre manifestările sale (lumina, vant, mecanice, electrice, etc.).

Un exemplu al celor de mai sus poate fi văzut în instalațiile hidroelectrice, unde curenții de apă sunt utilizați pentru a genera energie electrică.

Operațiunile de transfer de masă și energie simultan

În acest tip de operare, cele două fenomene precedente apar în același timp, transferând masa (gradient de concentrație) la un gradient de temperatură.

De exemplu, în cazul în care zahărul este dizolvat într-un vas cu apă și apoi se încălzește apa, lăsată să se răcească lent la are loc cristalizarea zahărului.

Aici apare un transfer de zahăr dizolvat în cristalele sale. Această operație, cunoscută sub numele de cristalizare, permite obținerea de produse solide cu un grad ridicat de puritate.

Un alt exemplu este uscarea unui corp. Dacă o sare hidratată este supusă căldurii, aceasta va elibera apa de hidratare sub formă de vapori. Acest lucru determină din nou o modificare a concentrației de masă a apei în sare, deoarece crește temperatura.

Exemple

distilare

Distilarea constă în separarea componentelor unui amestec lichid în funcție de volatilitățile sau de punctul de fierbere. Dacă A și B sunt miscibile și formează o soluție omogenă, dar fierbe la 50 ° C și B la 130 ° C, atunci A poate fi distilat din amestec prin distilare simplă.

Imaginea superioară prezintă un ansamblu tipic de distilare simplă. O scară industrială, coloane de distilare sunt mult mai mari și au alte caracteristici, care permit separarea compușilor cu puncte foarte apropiate (distilare fracționată) fierbere.

A și B sunt în balonul de distilare (2), care este încălzit într-o baie de ulei (14) de către placa de încălzire (13). Baia de ulei asigură o încălzire mai omogenă în întregul corp al mingii.

Pe măsură ce amestecul crește temperatura în jur de 50 ° C, vaporii de evacuare și de a genera o citire pe termometru (3).

Apoi, vaporii A, fierbinte, introduceți condensatorul (5) unde se răcesc și condensează de apă care circulă în jurul sticlei (6 intră și iese prin 7).

În cele din urmă, balonul colector (8) primește un condens.Este înconjurat de o baie rece pentru a preveni scurgerea posibilă a A în mediu (cu excepția cazului în care A nu era foarte volatilă).

absorbție

Absorbția permite separarea componentelor dăunătoare ale unui curent gazos care este ulterior eliberat în mediul înconjurător.

Acest lucru se realizează prin trecerea gazelor într-o coloană umplută cu lichid de solvent. Astfel, lichidul solubilizează selectiv componentele nocive (cum ar fi SO)₂, CO, NO_x și H₂S), lăsând "curat" gazul care iese din el.

centrifugare

În această operație, centrifuga (instrumentul imaginii superioare) exercită o forță centripetală care depășește mii de ori accelerația gravitației.

Ca urmare, particulele suspendate se așează la fundul tubului, facilitând decantarea ulterioară sau prelevarea de probe din supernatant.

Dacă forța centripetală nu a funcționat, gravitatea ar despărți solidul la o viteză foarte mică. De asemenea, nu toate particulele au aceeași greutate, dimensiune sau suprafață, astfel încât să nu se depună într-o singură masă solidă la fundul tubului.

sitare

Screening-ul constă în separarea unui amestec solid și heterogen în funcție de dimensiunea particulelor sale. Astfel, particulele mici vor trece prin orificiile sita (sau sita), în timp ce cele mari nu vor.

adsorbție

Ca absorbție, adsorbția este utilă în purificarea fluxurilor lichide și solide. Cu toate acestea, diferența este că impuritățile nu penetrează sinusul materialului adsorbant, care este un solid (cum ar fi gelul de siliciu albastru din imaginea de mai sus); în schimb, aderă la suprafața sa.

De asemenea, natura chimică a solidului este diferită de cea a particulelor pe care le adsorbeste (chiar dacă există o mare afinitate între cele două). Din acest motiv, adsorbția și cristalizarea - cristalul adsorbția particulelor să crească - sunt două operațiuni unitare diferite.

referințe

1. Fernández G. (24 noiembrie 2014). Operațiuni de unitate. Adus pe 24 mai 2018, de la: industriaquimica.net
2. Carlos A. Bizama Fica. Operațiuni de unitate: Tema 4: Tipuri de operațiuni de unitate. [PDF]. Adus pe 24 mai 2018, de la: academia.edu
3. Curs: Tehnologie chimică (organică). Curs 3: Principiile de bază ale proceselor de unitate și operațiunile unității în industria chimică organică. [PDF]. Adus pe 24 mai 2018, de la: nptel.ac.in
4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Operațiunea unității. [PDF]. Adus pe 24 mai 2018, de la: ceng.tu.edu.iq
5. R.L. Earle. (1983). Operațiuni de unitate în industria alimentară. Adus pe 24 mai 2018, de la: nzifst.org.nz
6. Mikulova. (1 martie 2008). Slovnaft - Noua fabrică de polipropilenă. [Figura]. Adus la data de 24 mai 2018 de la: commons.wikimedia.org
7. Rockpocket. (13 martie 2012). Centrifugă termică. [Figura]. Adus la data de 24 mai 2018 de la: commons.wikimedia.org
8. Mauro Cateb (22 octombrie 2016). Albastru de silicagel. [Figura]. Adus pe 24 mai 2018, de la: flickr.com