Enote

Kemična naprava, v kateri lahko vidite različno opremo, ki se uporablja za operacije na enoto

Kaj so enotne operacije?

Kadar v kemični industriji ali sorodnih območjih želite pripraviti ali sintetizirati kateri koli izdelek iz surovine z dolgim ​​in zapletenim postopkom, je priročno razdeliti ta postopek na preproste posamezne faze, ki jih je enostavno analizirati ločeno. Te posamezne faze, ki vključujejo eno samo spremembo ali preobrazbo, se imenujejo enote.

Delovanje na enoti lahko vključuje fizične in kemične spremembe. Te spremembe so lahko zelo raznolike in prehajajo od nečesa tako preprostega, kot je sušenje trdnega izdelka, do nadzorovane reakcije polimerizacije, katalizirane v kemičnem reaktorju.

Kemijski inženiring temelji na operacijah na enoti. Pravzaprav način, kako se nanašajo med seboj in opremo, ki se uporablja v njih.

Vrste operacij enot

Enotne operacije so zelo raznolike in jih je mogoče razvrstiti po štirih različnih merilih. To so:

1. Vrsta prevoza, ki jih ureja.
2. Glede na svojo naravo.
3. Vaš delovni režim.
4. Namen, ki ga zasledujejo.

Ta merila so opisana spodaj:

1. Razvrstitev glede na vrsto prevoza, ki jih ureja

To je glavno merilo klasifikacije, ki ga uporabljajo kemični inženirji. Enotne operacije si prizadevajo spremeniti vhodne materiale, da bi na izhodu pridobili tisto, kar želite.

Zgornje pomeni, da spremeni njeno maso ali sestavo, kar pomeni Prenos materije; Spremenite svojo raven ali kakovost energije, kar pomeni prenos energija; ali spremenite svojo hitrost ali smer gibanja, kar pomeni Prenos zneska gibanja.

Glede na to ali katero od teh vrst prevoza nadzoruje delovanje enote, jih je mogoče razvrstiti v:

• Operacije prenosa snovi

To so tisti, v katerih je prenos mase v ali iz snovi, ki so vključene v postopek. Te enote vključujejo:

• • Postopki ekstrakcije s trdno-tekočino in tekočino-tekočino.
  • Postopki.
  • Absorpcija in odpadki.
  • Adsorpcija in desorpcija.

• Operacije prenosa energije

Te operacije vključujejo vse procese, v katerih se toplota prenese v sistem ali iz njega, vendar brez izgube ali dobička snovi pride do. Z drugimi besedami. Te enote vključujejo:

• • Izmenjava toplote brez faze ali spremembe stanja.
  • Procesi izhlapevanja in kondenzacije.
  • Procesi sublimacije in odlaganja.
  • Procesi fuzije in strjevanja.

• Operacije prenosa in prenosa energije

V teh enotnih operacijah se uporablja prenos energije, običajno v obliki toplote, za izvajanje ločevanja ali združitve več faz, zato se pojavi tudi masni prenos. Nekaj ​​primerov operacij s prenosom snovi in ​​energije vključuje:

• • Vlaženje in dehumidifikacija.
  • Sušenje.
  • Liofilizacija.
  • Destilacija.

• Operacije prenosa gibanja

Te enote so tiste, ki vključujejo premikanje telesa iz enega kraja v drugega, ne da bi izvedli kakršno koli drugo preobrazbo. Ta vrsta operacij vključuje:

• • Cirkulacija s tekočino.
  • Trden prevoz.

• Dopolnilne operacije

To so dodatne operacije za že omenjene in ki se ne ujemajo v nobenem od drugih razredov. Nekaj ​​primerov je:

• • Sedimentacija.
  • Cirkulacija tekočine skozi porozne postelje.
  • Tekoče vznemirjenje.

Vam lahko služi: medmolekularne sile

2. Klasifikacija po svoji naravi

V skladu s tem merilom lahko enote operacije razvrstimo kot:

• Fizične enote

Te enote pomenijo kakršno koli fizično spremembo, pri kateri narava vpletenih snovi ostane konstantna. To pomeni, da se ne pojavljajo kakršne koli kemijske reakcije.

• Operacije kemičnih enot

Kot že ime pove, te enote vključujejo pojav kemičnih reakcij, ki kemične snovi pretvorijo v druge različne snovi. Te enote so bistvo in razlog za kemijsko industrijo.

• Operacije bioloških enot

So podobni operacijam kemičnih enot, vendar z edino razliko, da kemične reakcije izvajajo živi biološki organizmi, kot so bakterije, glive in kvasovke.

3. Klasifikacija sNpr. Vaš delovni režim

Poleg prejšnje klasifikacije lahko fizične in kemične in biološke enote operacije ločimo tudi na dve vrsti, odvisno od tega, ali se neprekinjeno izvajajo ali ne:

• Operacije serije enot

To so tiste operacije, v katerih se proizvodnja ali preobrazba pojavi v zaporednih diskretnih korakih. Na splošno se uporabljajo v majhnih rastlinah ali kadar se iščejo izdelki s fino ali visoko čistostjo.

Tako fizične enotne operacije, kot so kemikalije in biološke. V primeru kemičnih operacij na splošno vključujejo uporabo zaprtega reaktorja, znotraj katerega se doda surovina, se zapre, da v vnaprej določenem časovnem obdobju izvede kemično reakcijo, nato pa se odpre, da odstrani izdelke.

• Neprekinjene enote

So tisti, ki se izvajajo neprekinjeno. V teh primerih se krma surovine in odstranjevanje ali odstranjevanje izdelka nenehno opravijo in od tam njeno ime.

Lahko vam služi: epoksid: nomenklatura, pridobivanje, aplikacije, primeri

4. Klasifikacija glede na namen, ki si ga prizadevajo

Nazadnje je mogoče glede na njihov namen razlikovati različne vrste enot. V tem primeru je mogoče razlikovati 3 odlične kategorije:

• Kombinirane operacije

Sem spadajo mešanje dveh ali več snovi ali faz za čim bolj homogeno enotno fazo.

• Reakcijske operacije

Ustrezajo operacijam, v katerih se izvajajo kemične transformacije.

• Ločitvene operacije

Na splošno se uporabljajo za čiščenje reaktiva pred reakcijo ali za ločevanje izdelkov od neaktivnih reagentov, topila (ali vlage) ali kakršne koli nečistoče pred postopkom embalaže.

Primeri enotnih operacij

Destilacija

To je enotna operacija, ki vključuje prenos toplote in snovi, ki je sestavljena iz ločevanja tekočih mešanic, ki temeljijo na razlikah v njihovi nestanovitnosti (ki imajo tudi različne vrelišča). Tekoča zmes se segreva na njegovo vrelišče pri vnaprej vzpostavljenem tlaku.

Faza pare bo bogatejša v najbolj hlapnih komponentah, zato jih je pri ponovnem kondenzaciji ločiti od manj hlapnih snovi, ki ostanejo na dnu destilara.

Obstajajo različne vrste destilacije z različnimi stopnjami zapletenosti za ločevanje različnih vrst mešanic:

• Preprosta destilacija: Sestavljen je iz ene faze uparjanja in ene same kondenzacije. Uporablja se, kadar so razlike v nestanovitnosti velike ali kadar je ena od komponent veliko bolj nestanovitna od drugih.
• Delna destilacija: To je v bistvu tehnika, v kateri se izvajajo številne majhne in raztegnjene destilacije, v katerih se komponente postopoma ločujejo v različne frakcije. Uporablja se, kadar so parni tlaki komponent podobni.
• Vakuumska destilacija: Vakuum zmanjšuje vrelišče tekočin, zato jim omogoča, da se razdelijo na nižjo temperaturo. To je zaželeno, če obstaja tveganje za razgradnjo pri visokih temperaturah. Služi tudi za ločevanje azeotropnih mešanic, kot so nekatere mešanice vodnega etanola.
• Destilacija v pari: Sestavljen je iz mehurčkov vodne pare v mešanici tekočin, v katerih je ena od njih rahlo hlapna in voda netopna. Vodna para dobesedno vleče, da sta tekočina in kondenzacija ločena v dve fazi. Služi tudi za destiliranje toplotno nestabilnih organskih tekočin pri temperaturi nižje od običajne vrelišča.

Lahko vam služi: bromova kislina (Hbro3): lastnosti, tveganja in uporabe

Sušenje

To je enotna operacija prenosa snovi, v katerem se topilo (večkrat voda) namoči s trdno snovim, z izhlapevanjem v plinsko fazo.

Sušenje se lahko izvede tako. V tem primeru gre za neprekinjeni postopek sušenja.

Izvede se lahko tudi v pladnji, ki so nameščeni v zaprtih omarah, skozi katere se prenaša vroč zrak. V tem primeru smo v prisotnosti veliko sušenja.

Končno so na voljo tudi vrtljivi sušilniki in tlačni sušilniki, pa tudi škropljenje v toku vročega zraka. Slednje se v nekaterih primerih uporablja za takojšnjo pripravo kave.

Adsorpcija

Gre za površinski pojav, v katerem se raztopljena ali plinska faza prilepi na površino trdne snovi. Trdne snovi so porozni adsorbentni materiali z zelo visokimi površinami in omogočajo adsorpcijo velikih količin topljene ali plina. Aktivirani ogljik je pogost primer adsorbenta, ki se uporablja tako v laboratoriju kot v industriji.

Primer uporabe adsorpcije na aktiviranem ogljiku je v postopku kofeinske kave in čaja.

Absorpcija

Absorpcija je sestavljena iz raztapljanja komponente plinaste mešanice v tekočini. Gre za enotno delovanje prenosa snovi, ki se pogosto uporablja za odpravljanje onesnaževal, kot sta ogljikov dioksid ali zračni vodikov sulfid.