DELOVANJE ENOT: VRSTE IN PRIMERI - KEMIJA - 2025

Operacije na enoti so tiste, ki vključujejo fizične obdelave surovin, da se iz tega pridobi želeni izdelek. Vse te operacije upoštevajo zakone ohranjanja mase in energije ter zagon.

Ti postopki olajšajo prevoz surovine (ta je v tekočem, trdnem ali plinastem stanju) do reaktorjev, pa tudi njeno segrevanje ali hlajenje. Spodbujajo tudi učinkovito ločitev določene komponente od kombinacije izdelkov.

Vodni jezovi so primeri delovanja enot

Za razliko od enotnih procesov, ki preoblikujejo kemijsko naravo materije, poskušajo operacije spremeniti njeno stanje z gradientom ene od fizikalno-kemijskih lastnosti. To dosežemo z ustvarjanjem gradienta gibanja mase, energije ali količine.

Ne le v kemični industriji obstaja nešteto primerov teh operacij, ampak tudi v kuhinji. Na primer, s stepanjem dela tekočega mleka nastane smetana in posneto mleko.

Po drugi strani pa, če temu istemu mleku dodamo kislo raztopino (citronska kislina, kis itd.), Povzroči denaturacijo njegovih beljakovin, pri čemer gre za postopek (zakisanje) in ne enotno delovanje.

Vrste operacij na enoto

Operacije prenosa materiala

Operacije te vrste prenosne mase preko difuzijskega mehanizma. Z drugimi besedami: surovina je podvržena sistemu, ki ustvarja variacijo koncentracije sestavine, ki jo je treba ekstrahirati ali ločiti.

Praktičen primer je razmislek o ekstrakciji naravnega olja iz nekaterih semen.

Ker so olja v bistvu apolarna v naravi, jih lahko ekstrahiramo s tolarjem (npr. N-heksanom), ki kopeli seme, vendar ne reagira (teoretično) na nobeno od komponent njihove matrice (lupine in oreščke). ).

Operacije prenosa toplote

Tu se toplota prenaša iz telesa, ki je toplejše, v telo, ki je hladnejše. Če je surovina hladno telo in je nujno, da zvišate njegovo temperaturo, da na primer znižate njegovo viskoznost in olajšate postopek, potem je ta v stiku z vročim tokom ali površino.

Vendar te operacije presegajo »preprost« prenos toplote, saj se energija lahko tudi preoblikuje v katero koli od njenih manifestacij (svetloba, veter, mehanski, električni itd.).

Primer zgornjega je viden v hidroelektrarnah, kjer se za pridobivanje električne energije uporabljajo vodni tokovi.

Operacije za maso in prenos energije hkrati

Pri tej vrsti operacije se dva predhodna pojava pojavita hkrati, prenašajo maso (koncentracijski gradient) v temperaturni gradient.

Na primer, če se sladkor raztopi v loncu z vodo in se nato segreva, pride do kristalizacije sladkorja, ko se počasi ohladi.

Tu se zgodi prenos raztopljenega sladkorja proti njegovim kristalom. Ta operacija, znana kot kristalizacija, omogoča pridobivanje trdnih izdelkov z visoko stopnjo čistosti.

Drug primer je sušenje telesa. Če je hidrirana sol izpostavljena toploti, bo sprostila hidratacijsko vodo v obliki pare. To spet povzroči spremembo masne koncentracije vode v soli, ko se sol poveča v temperaturi.

Primeri

Destilacija

Destilacija sestoji iz ločevanja komponent tekoče zmesi glede na njihove hlapnosti ali vrelišča. Če se A in B mešata in tvorita homogeno raztopino, vendar A vre pri 50 ° C in B pri 130 ° C, potem A lahko iz mešanice destiliramo s preprosto destilacijo.

Slika zgoraj predstavlja tipično postavitev preproste destilacije. Na industrijskih lestvicah so destilacijski stebri veliko večji in imajo druge značilnosti, ki omogočajo ločevanje spojin z zelo blizu vrelišča (frakcijska destilacija).

A in B sta v tihi steklenici (2), ki jo ogreva v oljni kopeli (14) grelna plošča (13). Oljna kopel zagotavlja bolj homogeno segrevanje celotnega telesa kroglice.

Ko zmes poviša temperaturo okoli 50 ° C, hlapi A izstopijo in ustvarijo odčitek na termometru (3).

Nato vroči hlapi A vstopijo v kondenzator (5), kjer se ohladijo in kondenzirajo z delovanjem vode, ki kroži okoli kozarca (vstopi v 6 in zapusti ob 7).

Na koncu zbiralni balon (8) sprejme kondenzirani A. Obdan je s hladno kopeljo, da prepreči morebitno uhajanje A v okolje (razen če A ni zelo nestanoviten).

Absorpcija

Absorpcija omogoča ločitev škodljivih sestavnih delov iz plinastega toka, ki se nato sprosti v okolje.

To dosežemo s prepustitvijo plinov v kolono, napolnjeno s tekočim topilom. Tako tekočina selektivno solubilizira škodljive sestavine (kot so SO ₂ , CO, NO _x in H ₂ S), plin, ki iz nje izhaja, pa ostane čist.

Centrifugiranje

V tej enotni operaciji centrifuga (instrument na zgornji sliki) izvaja centripetalno silo, ki več kot tisočkrat presega gravitacijski pospešek.

Posledično se suspendirani delci naselijo na dnu epruvete, kar olajša naknadno dekantiranje ali vzorčenje supernatanta.

Če centripetalna sila ne bi delovala, bi gravitacija ločila trdno snov zelo počasi. Prav tako nimajo vsi delci enake teže, velikosti ali površine, zato se na dnu cevi ne naselijo v eno samo trdno maso.

Sejanje

Tako kot absorpcija je adsorpcija uporabna pri čiščenju tekočih in trdnih struj. Razlika pa je v tem, da nečistoče ne prodrejo v adsorbentni material, ki je trden (kot modrikast silikagel na sliki zgoraj); namesto tega se drži na svoji površini.

Prav tako je kemijska narava trdne snovi drugačna od delcev, ki jih adsorbira (tudi če je med njima velika afiniteta). Zaradi tega sta adsorpcija in kristalizacija - kristalni adsorbcijski delci rastejo - dve različni operaciji.

Reference

1. Fernández G. (24. novembra 2014). Delovanje enote. Pridobljeno 24. maja 2018 z: industriaquimica.net
2. Carlos A. Bizama Fica. Delovanje enote: Enota 4: Vrste operacij enote. . Pridobljeno 24. maja 2018, iz: academia.edu
3. Tečaj: Kemijska tehnologija (organska). Predavanje 3: Osnovna načela enotnih procesov in delovanja enot v organski kemični industriji. . Pridobljeno 24. maja 2018 z: nptel.ac.in
4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Delovanje enote. . Pridobljeno 24. maja 2018, iz: ceng.tu.edu.iq
5. RL Earle. (1983). Delovanje enot v predelavi hrane. Pridobljeno 24. maja 2018 z: nzifst.org.nz
6. Mikulova. (1. marec 2008). Slovnaft - Nova tovarna iz polipropilena. . Pridobljeno 24. maja 2018 z: commons.wikimedia.org
7. Rockpocket. (13. marec 2012). Termocentriga. . Pridobljeno 24. maja 2018 z: commons.wikimedia.org
8. Mauro Cateb. (2016, 22. oktobra). Modri ​​silikagel. . Pridobljeno 24. maja 2018 z: flickr.com