Operacje jednostkowe

Zakład chemiczny, w którym można zobaczyć inny sprzęt używany do operacji jednostkowych

Jakie są operacje jednostkowe?

W przemyśle chemicznym lub pokrewnym obszarom chcesz przygotować lub zsyntetyzować dowolny produkt z surowca w długim i skomplikowanym procesie, wygodne jest podzielenie tego procesu na proste indywidualne etapy, które są łatwe do analizy osobno. Te poszczególne etapy, które obejmują jedną zmianę lub transformację, są wywoływane Operacje jednostkowe.

Operacja jednostkowa może obejmować zarówno zmiany fizyczne, jak i chemiczne. Zmiany te mogą być bardzo zróżnicowane i przejść od czegoś tak prostego jak suszenie stałego produktu, do kontrolowanej reakcji polimeryzacji katalizowanej w reaktorze chemicznym.

Inżynieria chemiczna opiera się na operacjach jednostkowych. W rzeczywistości sposób, w jaki odnoszą się do siebie i używane w nich sprzęt, stanowią podstawę do projektowania, budowy i kontroli roślin chemicznych.

Rodzaje operacji jednostkowych

Operacje jednolitowe są bardzo zróżnicowane i można je klasyfikować według czterech różnych kryteriów. To są:

1. Rodzaj transportu, który je rządził.
2. Według jego natury.
3. Twój system pracy.
4. Cel, który realizują.

Kryteria te opisano poniżej:

1. Klasyfikacja według rodzaju transportu, który do nich rządził

Jest to główne kryterium klasyfikacji stosowane przez inżynierów chemicznych. Operacje jednolitowe starają się zmodyfikować materiały wejściowe, aby uzyskać to, czego chcesz na wyjściu.

Powyższe implikuje albo modyfikowanie jej masy lub składu, co implikuje Przeniesienie materii; Zmodyfikuj swój poziom lub jakość energii, co oznacza Przeniesienie energia; lub zmodyfikuj swoją prędkość lub kierunek ruchu, co oznacza Przeniesienie kwoty ruchu.

Zgodnie z którym lub który z tych rodzajów transportu kontroluje działanie jednostki, można je podzielić na:

• Operacje transferu materii

Są te, w których występuje przenoszenie masy do lub z substancji zaangażowanych w proces. Te operacje jednostkowe obejmują:

• • Procesy ekstrakcji stałego i ciecz-ciecz-ciecz-ciecz.
  • Procesy rektyfikacyjne.
  • Absorpcja i rozlanie.
  • Adsorpcja i dezorpcja.

• Operacje transferu energii

Operacje te obejmują wszystkie procesy, w których ciepło jest przenoszone do lub z systemu, ale bez utraty lub wzmocnienia materii. Innymi słowy. Te operacje jednostkowe obejmują:

• • Wymiana ciepła bez zmiany fazy lub stanu.
  • Procesy parowania i kondensacji.
  • Procesy sublimacji i składania.
  • Procesy fuzji i zestalania.

• Materia i operacje transferu energii

W tych operacjach jednostkowych stosuje się przenoszenie energii, zwykle w postaci ciepła, aby przeprowadzić separację lub połączenie kilku faz, więc nastąpi również transfer masy. Niektóre przykłady operacji z przeniesieniem materii i energii obejmują:

• • Nawilżanie i osuszanie.
  • Wysuszenie.
  • Liofilizacja.
  • Destylacja.

• Operacje przenoszenia ruchu

Te operacje jednostkowe to te, które obejmują przeniesienie ciała z jednego miejsca do drugiego bez wykonywania żadnej innej transformacji. Ten rodzaj operacji obejmuje:

• • Krążenie płynów.
  • Solidny transport.

• Operacje uzupełniające

Są to dodatkowe operacje dla tych już wymienionych i które nie pasują dobrze w żadnej z innych klas. Niektóre przykłady to:

• • Osadzanie.
  • Krążenie płynów przez porowate łóżka.
  • Płynnie pobudzanie.

Może ci służyć: siły międzycząsteczkowe

2. Klasyfikacja według jej natury

Zgodnie z tym kryterium operacje jednostkowe można klasyfikować jako:

• Operacje jednostkowe fizyczne

Te operacje jednostkowe implikują wszelkie fizyczne zmiany, w których charakter zaangażowanych substancji pozostaje stały. To znaczy, że nie występują one reakcje chemiczne żadnego rodzaju.

• Operacje jednostek chemicznych

Jak sama nazwa wskazuje, te operacje jednostkowe obejmują występowanie reakcji chemicznych, które przekształcają substancje chemiczne surowca w inne inne substancje. Te operacje jednostkowe są esencją i powodem bycia przemysłu chemicznym.

• Operacje jednostek biologicznych

Są one podobne do operacji jednostek chemicznych, ale z jedyną różnicą, że reakcje chemiczne są przeprowadzane przez żywe organizmy biologiczne, takie jak bakterie, grzyby i drożdże.

3. Klasyfikacja snp. Twój system pracy

Oprócz poprzedniej klasyfikacji, zarówno fizyczne, jak i chemiczne i biologiczne operacje jednostki można również podzielić na dwa typy w zależności od tego, czy są one przeprowadzane nieprzerwanie:

• Operacje partii jednostek

Są to operacje, w których produkcja lub transformacja zachodzi w sekwencyjnych dyskretnych krokach. Są one ogólnie stosowane w małych roślinach lub gdy poszukiwane są drobne lub wysokie produkty.

Zarówno fizyczne jednolite operacje, takie jak chemikalia i biologiczne, mogą być przeprowadzane przez partie. W przypadku operacji chemicznych generalnie wymagają one zastosowania zamkniętego reaktora, w którym dodaje się surowiec, zamyka się, aby przeprowadzić reakcję chemiczną w wstępnie ustalonym okresie, a następnie otwiera się w celu usunięcia produktów.

• Ciągłe operacje jednostkowe

To te, które są przeprowadzane nieprzerwanie. W takich przypadkach zarówno pasze surowców, jak i usuwanie lub eliminacja produktu są wykonywane w sposób ciągły, a odtąd jego nazwa.

Może ci służyć: epoksyd: nomenklatura, uzyskiwanie, aplikacje, przykłady

4. Klasyfikacja według celu, który realizują

Wreszcie, różne rodzaje operacji jednostkowych można rozróżnić według ich celu. W takim przypadku można wyróżnić 3 świetne kategorie:

• Operacje kombinacyjne

Obejmują one operacje mieszania dwóch lub więcej substancji lub faz w celu uzyskania pojedynczej fazy końcowej tak jednorodnej, jak to możliwe.

• Operacje reakcji

Odpowiadają operacjom, w których przeprowadzane są transformacje chemiczne.

• Operacje separacji

Są one ogólnie używane do oczyszczania reaktywnego przed reakcją lub do oddzielenia produktów od niezadowolonych odczynników, rozpuszczalnika (lub wilgoci) lub jakiegokolwiek zanieczyszczenia przed procesem pakowania.

Przykłady operacji jednolitej

Destylacja

Jest to jednolita operacja, która obejmuje transfer ciepła i materii, który polega na oddzieleniu mieszanin cieczy na podstawie różnic w ich zmienności (które również mają różne temperatury wrzenia). Mieszanina ciekła jest podgrzewana do temperatury wrzenia przy wstępnie ustalonym ciśnieniu.

Faza parowa będzie bogatsza w najbardziej lotnych komponentach, więc po ponownym utworzeniu można je oddzielić od mniej lotnych substancji, które pozostają na dole gorzelnika.

Istnieją różne rodzaje destylacji o różnych stopniach złożoności w celu oddzielenia różnych rodzajów mieszanin:

• Prosta destylacja: Składa się z jednego etapu parowania i pojedynczej kondensacji. Jest stosowany, gdy różnice zmienności są duże lub gdy jeden z komponentów jest znacznie bardziej lotny niż inne.
• Frakcjonalna destylacja: Jest to w zasadzie technika, w której przeprowadza się wiele małych i rozłożonych destylacji, w której komponenty są stopniowo podzielone na różne frakcje. Jest używany, gdy ciśnienia pary komponentów są podobne.
• Destylacja próżniowa: Próżnia zmniejsza temperaturę wrzenia cieczy, więc pozwala im dystansować do niższej temperatury. Jest to pożądane, gdy istnieje ryzyko rozkładu w wysokich temperaturach. Służy również do oddzielenia mieszanin azeotropowych, takich jak niektóre mieszanki etanolu wodnego.
• Destylacja parowa: Składa się z bulgotania pary wody w mieszaninie cieczy, w której jeden z nich jest lekko lotny i woda nierozpuszczalna. Pary wodne dosłownie przeciągają wspomniane płyn i kondensacja są podzielone na dwie fazy. Służy również do destylacji niestabilnych termicznie cieczy organicznych w temperaturze niższej niż normalna temperatura wrzenia.

Może ci służyć: kwas bromowy (HBRO3): właściwości, ryzyko i zastosowania

Wysuszenie

Jest to jednolite działanie transferu materii, w którym rozpuszczalnik (wiele razy woda), który namocza substancję stałą, jest przenoszony przez odparowanie do fazy gazowej, aby zostać wyeliminowanym.

Suszenie można przeprowadzić, przepuszczając wilgotny stały prąd przez tunel suszenia, w którym gorące suche powietrze jest przekazywane w kontrakcie. W takim przypadku jest to proces ciągłego suszenia.

Można go również wykonywać w tace. W takim przypadku jesteśmy w obecności dużo suszenia.

Wreszcie, istnieją również suszarki obrotowe i suszarki ciśnieniowe, a także posypanie w strumieniu gorącego powietrza. Ten ostatni jest używany w niektórych przypadkach do przygotowania kawy rozpuszczalnej.

Adsorpcja

Jest to zjawisko powierzchniowe, w którym rozpuszczona lub gazowa faza jest przylegana do powierzchni stałego. Solidne są porowate materiały adsorbentowe o bardzo wysokich powierzchniach, które pozwalają na adsorpcję dużych ilości substancji rozpuszczonej lub gazu. Węgiel aktywowany jest wspólnym przykładem adsorbentu stosowanego zarówno w laboratorium, jak i w przemyśle.

Przykładem zastosowania adsorpcji na węglu aktywnym jest proces kawy i herbaty bezkofeinowej.

Wchłanianie

Absorpcja polega na rozpuszczaniu składnika mieszaniny gazowej w cieczy. Jest to jednolite działanie transportu materii, które jest szeroko stosowane w celu wyeliminowania zanieczyszczeń, takich jak dwutlenek węgla lub siarkowodór powietrzny przed zwolnieniem do środowiska.