Τύποι και παραδείγματα λειτουργιών μονάδας



Το μονάδων είναι εκείνες που περιλαμβάνουν φυσικές επεξεργασίες στην πρώτη ύλη προκειμένου να ληφθούν τα επιθυμητά προϊόντα από αυτήν. Όλες αυτές οι πράξεις υπακούουν στους νόμους της διατήρησης της μάζας και της ενέργειας, καθώς και στην ποσότητα της κίνησης.

Αυτές οι εργασίες διευκολύνουν τη μεταφορά της πρώτης ύλης (σε υγρή, στερεή ή αέρια κατάσταση) στους αντιδραστήρες, καθώς και τη θέρμανση ή ψύξη της. Επίσης, ευνοούν τον αποτελεσματικό διαχωρισμό ενός συγκεκριμένου συστατικού ενός συνδυασμού προϊόντων.

Σε αντίθεση με τις ενιαίες διαδικασίες που μετασχηματίζουν τη χημική φύση της ύλης, οι λειτουργίες επιδιώκουν να τροποποιήσουν την κατάστασή τους μέσω της κλίσης μιας από τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες. Αυτό επιτυγχάνεται δημιουργώντας μια κλίση στη μάζα, στην ενέργεια ή στην ποσότητα της κίνησης.

Όχι μόνο στη χημική βιομηχανία υπάρχουν αμέτρητα παραδείγματα αυτών των επιχειρήσεων, αλλά και στην κουζίνα. Για παράδειγμα, όταν χτυπάτε ένα μέρος υγρού γάλακτος, παίρνετε κρέμα και αποβουτυρωμένο γάλα.

Από την άλλη πλευρά, αν προστεθεί ένα όξινο διάλυμα σε αυτό το γάλα (κιτρικό οξύ, ξίδι κ.λπ.), προκαλεί τη μετουσίωση των πρωτεϊνών του, η οποία είναι μια διαδικασία (οξίνιση) και όχι μια ενιαία λειτουργία..

Ευρετήριο

  • 1 Τύποι
    • 1.1 Πράξεις μεταφοράς υλικού
    • 1.2 Λειτουργίες μεταφοράς θερμότητας
    • 1.3 Πράξεις μεταφοράς μάζας και ενέργειας ταυτόχρονα
  • 2 Παραδείγματα
    • 2.1 Απόσταξη
    • 2.2 Απορρόφηση
    • 2.3 Φυγοκέντρηση
    • 2.4 Διαλογή
    • 2.5 Προσρόφηση
  • 3 Αναφορές

Τύποι

Πράξεις μεταφοράς υλικού

Μονάδες λειτουργίας αυτής της μάζας μεταφοράς μέσω ενός μηχανισμού διάχυσης. Με άλλα λόγια: η πρώτη ύλη υπόκειται σε ένα σύστημα που δημιουργεί μια μεταβολή συγκέντρωσης του συστατικού που είναι επιθυμητό να εξαχθεί ή να διαχωριστεί.

Ένα πρακτικό παράδειγμα είναι να εξεταστεί η εξαγωγή ενός φυσικού ελαίου από μερικούς σπόρους.

Επειδή τα έλαια είναι ουσιαστικά μη πολικά φύσης, αυτές μπορούν να απομακρυνθούν με ένα μη πολικό διαλύτη (όπως κ-εξάνιο), το οποίο λούζει τους σπόρους, αλλά δεν αντιδρά (θεωρητικά) με οποιοδήποτε από τα συστατικά της μήτρας (κελύφη και καρυδιές ).

Λειτουργίες μεταφοράς θερμότητας

Εδώ, η θερμότητα μεταφέρεται από το σώμα που είναι θερμότερο στο σώμα που είναι πιο κρύο. Εάν η πρώτη ύλη είναι το ψυχρό σώμα και είναι απαραίτητο να αυξηθεί η θερμοκρασία της, για παράδειγμα, να μειωθεί το ιξώδες της και να διευκολυνθεί μια διαδικασία, τότε υποβάλλεται σε επαφή με μια θερμή ροή ή επιφάνεια.

Ωστόσο, οι ενέργειες αυτές υπερβαίνουν μια "απλή" μεταφορά θερμότητας, καθώς η ενέργεια μπορεί επίσης να μετασχηματιστεί σε οποιεσδήποτε εκδηλώσεις (φως, αιολική, μηχανική, ηλεκτρική κ.λπ.).

Ένα παράδειγμα των παραπάνω μπορεί να παρατηρηθεί σε υδροηλεκτρικά εργοστάσια, όπου ρεύματα νερού χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Λειτουργίες μεταφοράς μάζας και ενέργειας ταυτόχρονα

Σε αυτόν τον τύπο λειτουργίας, τα δύο προηγούμενα φαινόμενα συμβαίνουν ταυτόχρονα, μεταφέροντας τη μάζα (βαθμίδα συγκέντρωσης) πριν από μια κλίση θερμοκρασίας.

Για παράδειγμα, εάν η ζάχαρη διαλύεται σε ένα δοχείο με νερό και στη συνέχεια το νερό θερμαίνεται, όταν αφήνεται να κρυώσει αργά, συμβαίνει κρυστάλλωση της ζάχαρης..

Εδώ συμβαίνει μια μεταφορά της διαλυμένης ζάχαρης στους κρυστάλλους της. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως κρυστάλλωση, επιτρέπει τη λήψη στερεών προϊόντων με υψηλό βαθμό καθαρότητας.

Ένα άλλο παράδειγμα είναι η ξήρανση ενός σώματος. Εάν ένα ενυδατωμένο άλας υποβληθεί σε θερμότητα, θα απελευθερώσει το νερό της ενυδάτωσης με τη μορφή ατμού. Αυτό πάλι παράγει μια μεταβολή στη συγκέντρωση μάζας του νερού στο άλας καθώς αυξάνει τη θερμοκρασία του.

Παραδείγματα

Απόσταξη

Η απόσταξη συνίσταται στον διαχωρισμό των συστατικών ενός υγρού μίγματος σύμφωνα με τις μεταβλητές ή τα σημεία βρασμού του. Αν τα Α και Β είναι αναμίξιμα και σχηματίζουν ένα ομοιογενές διάλυμα, αλλά ο Α βράζει στους 50 ° C και ο Β στους 130 ° C, τότε το Α μπορεί να αποσταχθεί από το μίγμα μέσω απλής απόσταξης.

Η επάνω εικόνα δείχνει μια τυπική συναρμολόγηση μιας απλής απόσταξης. Σε βιομηχανικές κλίμακες, οι στήλες απόσταξης είναι πολύ μεγαλύτερες και έχουν άλλα χαρακτηριστικά, τα οποία επιτρέπουν τον διαχωρισμό των ενώσεων με σημεία βρασμού πολύ κοντά το ένα στο άλλο (κλασματική απόσταξη).

Τα Α και Β βρίσκονται στο μπαλόνι του αποστακτηρίου (2), το οποίο θερμαίνεται σε ελαιόλουτρο (14) από την πλάκα θέρμανσης (13). Το λουτρό λαδιού εξασφαλίζει μια πιο ομοιογενή θέρμανση σε όλο το σώμα της μπάλας.

Καθώς το μείγμα αυξάνει τη θερμοκρασία γύρω στους 50 ° C, διαφεύγουν ατμοί και παράγουν μια μέτρηση στο θερμόμετρο (3).

Στη συνέχεια, οι ατμοί του Α, ζεστού, εισέρχονται στον συμπυκνωτή (5) όπου ψύχονται και συμπυκνώνονται από το νερό που κυκλοφορεί γύρω από το γυαλί (εισέρχεται με 6 και τα φύλλα με 7).

Τελικά, το μπαλόνι συλλέκτη (8) λαμβάνει ένα συμπύκνωμα. Περιβάλλεται από ένα κρύο λουτρό για να αποφευχθεί πιθανή διαρροή του Α στο περιβάλλον (εκτός αν ο Α δεν ήταν πολύ ασταθής).

Απορρόφηση

Η απορρόφηση επιτρέπει τον διαχωρισμό των επιβλαβών συστατικών ενός αερίου ρεύματος που αργότερα απελευθερώνεται στο περιβάλλον.

Αυτό επιτυγχάνεται με τη διέλευση των αερίων μέσα σε μια στήλη γεμάτη με υγρό διαλύτη. Έτσι, το υγρό διαλυτοποιεί επιλεκτικά τα επιβλαβή συστατικά (όπως SO)2, CO, ΟΧΙx και Η2S), αφήνοντας "καθαρό" το αέριο που προκύπτει από αυτό.

Φυγοκέντρηση

Σε αυτή την ενιαία λειτουργία ο φυγόκεντρος (όργανο της ανώτερης εικόνας) ασκεί μια κεντρομόνη δύναμη που υπερβαίνει χιλιάδες φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας.

Ως αποτέλεσμα, τα αιωρούμενα σωματίδια κατακάθονται στον πυθμένα του σωλήνα, διευκολύνοντας την επακόλουθη απόχυση ή δειγματοληψία του υπερκειμένου.

Εάν η κεντρομόλος δύναμη δεν λειτούργησε, η βαρύτητα θα διαχωρίζει το στερεό με πολύ αργή ταχύτητα. Επίσης, δεν έχουν όλα τα σωματίδια το ίδιο βάρος, μέγεθος ή επιφάνεια, έτσι ώστε να μην κατακάθονται σε μια ενιαία στερεά μάζα στον πυθμένα του σωλήνα.

Έλεγχος

Η διαλογή συνίσταται στον διαχωρισμό ενός στερεού και ετερογενούς μίγματος σύμφωνα με το μέγεθος των σωματιδίων του. Έτσι, μικρά σωματίδια θα περάσουν μέσα από τα ανοίγματα του κόσκινου (ή το κόσκινο), ενώ τα μεγάλα δεν θα περάσουν.

Προσρόφηση

Όπως και η απορρόφηση, η προσρόφηση είναι χρήσιμη στον καθαρισμό υγρών και στερεών ρευμάτων. Ωστόσο, η διαφορά είναι ότι οι ακαθαρσίες δεν διεισδύουν στο ημίτονο του προσροφητικού υλικού, το οποίο είναι ένα στερεό (όπως το γαλαζοπράσινο πήγμα στην εικόνα παραπάνω). Αντίθετα, προσκολλάται στην επιφάνεια του.

Επίσης, η χημική φύση του στερεού είναι διαφορετική από εκείνη των σωματιδίων που απορροφά (ακόμα και αν υπάρχει μεγάλη συγγένεια μεταξύ των δύο). Για το λόγο αυτό, η προσρόφηση και η κρυστάλλωση - ο κρύσταλλος προσροφά τα σωματίδια να αναπτυχθούν - είναι δύο διαφορετικές λειτουργίες μονάδων.

Αναφορές

  1. Fernández G. (24 Νοεμβρίου 2014). Λειτουργίες μονάδων. Ανακτήθηκε στις 24 Μαΐου 2018, από: industriaquimica.net
  2. Κάρλος Α. Μπιζάμα Φίκα. Λειτουργίες μονάδας: Μονάδα 4: Τύποι λειτουργιών μονάδας. [PDF] Ανακτήθηκε στις 24 Μαΐου 2018, από: academia.edu
  3. Μάθημα: Χημική Τεχνολογία (Οργανική). Διάλεξη 3: Βασικές Αρχές Μονάδων Διαδικασιών και Μονάδων Λειτουργίας στις Οργανικές Χημικές Βιομηχανίες. [PDF] Ανακτήθηκε στις 24 Μαΐου 2018 από: nptel.ac.in
  4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Λειτουργία μονάδας. [PDF] Ανακτήθηκε στις 24 Μαΐου 2018, από: ceng.tu.edu.iq
  5. R.L. Earle. (1983). Μονάδες λειτουργίας επεξεργασίας τροφίμων. Ανακτήθηκε στις 24 Μαΐου 2018 από: nzifst.org.nz
  6. Mikulova (1 Μαρτίου 2008) Slovnaft - Νέο εργοστάσιο πολυπροπυλενίου. [Εικόνα] Ανακτήθηκε στις 24 Μαΐου 2018 από: commons.wikimedia.org
  7. Rockpocket (13 Μαρτίου 2012). Θερμο-φυγόκεντρος. [Εικόνα] Ανακτήθηκε στις 24 Μαΐου 2018 από: commons.wikimedia.org
  8. Mauro Cateb (22 Οκτωβρίου 2016). Μπλε σιλικαζέλ. [Εικόνα] Ανακτήθηκε στις 24 Μαΐου 2018, από: flickr.com