Enhetsoperasjoner

Et kjemisk anlegg der du kan se det forskjellige utstyret som brukes til enhetsoperasjoner

Hva er enhetsoperasjoner?

Når du er i den kjemiske industrien eller relaterte områder du vil forberede eller syntetisere ethvert produkt fra råstoff gjennom en lang og komplisert prosess, er det praktisk å dele denne prosessen i enkle individuelle stadier som er enkle å analysere separat. Disse individuelle stadiene som involverer en enkelt endring eller transformasjon kalles enhetsoperasjoner.

En enhetsoperasjon kan involvere både fysiske og kjemiske endringer. Disse endringene kan være veldig varierte og gå fra noe så enkelt som tørking av et fast produkt, til en kontrollert polymerisasjonsreaksjon katalysert i en kjemisk reaktor.

Kjemisk ingeniørarbeid er basert på enhetsdrift. Faktisk gir måten de forholder seg til hverandre og utstyret som brukes i dem, grunnlaget for design, konstruksjon og kontroll av kjemiske anlegg.

Typer enhetsoperasjoner

UNITORE operasjoner er veldig varierte og kan klassifiseres i henhold til fire forskjellige kriterier. Disse er:

1. Typen transport som styrer dem.
2. I henhold til dens natur.
3. Arbeidsregimet ditt.
4. Formålet de forfølger.

Disse kriteriene er beskrevet nedenfor:

1. Klassifisering i henhold til typen transport som styrer dem

Dette er det viktigste klassifiseringskriteriet som brukes av kjemiske ingeniører. Enhetlige operasjoner prøver å endre inngangsmaterialene for å få det du vil ha på utdataene.

Ovennevnte innebærer enten å endre dens masse eller sammensetning, noe som innebærer en Matteroverføring; endre energinivået eller kvaliteten din, noe som innebærer overføring av energi; eller endre hastigheten eller bevegelsesretningen, noe som innebærer Bevegelsesmengde overføring.

I henhold til hvilken eller hvilken av disse typer transportkontroll enhetsdriften, kan disse klassifiseres til:

• Matteroverføringsoperasjoner

Dette er de der det er en masseoverføring til eller fra stoffene som er involvert i prosessen. Disse enhetsoperasjonene inkluderer:

• • Både faste-væske- og væske-væskeekstraksjonsprosesser.
  • Rettingsprosesser.
  • Absorpsjon og upags.
  • Adsorpsjon og desorpsjon.

• Energioverføringsoperasjoner

Disse operasjonene inkluderer alle prosessene som varmen overføres til eller fra systemet, men uten tap eller gevinst av materie oppstår. Med andre ord. Disse enhetsoperasjonene inkluderer:

• • Varmeutveksling uten fase- eller tilstandsendring.
  • Fordampnings- og kondensasjonsprosesser.
  • Sublimering og deponeringsprosesser.
  • Fusjons- og størkningsprosesser.

• Materie og energioverføringsvirksomhet

I disse enhetsoperasjonene brukes energioverføring, vanligvis i form av varme, for å utføre separasjon eller forening av flere faser, så en masseoverføring oppstår også. Noen eksempler på operasjoner med overføring av materie og energi inkluderer:

• • Fuktighet og avfuking.
  • Tørking.
  • Lyofilisering.
  • Destillasjon.

• Bevegelsesoverføringsoperasjoner

Disse enhetsoperasjonene er de som innebærer å flytte et organ fra et sted til et annet uten å utføre noen annen transformasjon. Denne typen operasjoner inkluderer:

• • Væskesirkulasjon.
  • Solid transport.

• Komplementære operasjoner

Dette er ytterligere operasjoner for de som allerede er nevnt, og som ikke passer godt i noen av de andre klassene. Noen eksempler er:

• • Sedimentering.
  • Væskesirkulasjon gjennom porøse senger.
  • Flytende agitasjon.

Kan tjene deg: intermolekylære krefter

2. Klassifisering i henhold til dens natur

I henhold til dette kriteriet kan enhetsoperasjoner klassifiseres som:

• Fysisk enhetsoperasjoner

Disse enhetsoperasjonene innebærer enhver fysisk endring der arten av de involverte stoffene forblir konstant. Det vil si at de ikke forekommer kjemiske reaksjoner av noe slag.

• Kjemiske enhetsoperasjoner

Som navnet tilsier, involverer disse enhetsoperasjonene forekomst av kjemiske reaksjoner som transformerer de kjemiske stoffene i råstoffet til andre forskjellige stoffer. Disse enhetsoperasjonene er essensen og grunnen til å være den kjemiske industrien.

• Biologiske enhetsoperasjoner

De ligner kjemiske enhetsoperasjoner, men med den eneste forskjellen at kjemiske reaksjoner blir utført av levende biologiske organismer som bakterier, sopp og gjær.

3. Klassifisering sf.eks. Arbeidsregimet ditt

I tillegg til den forrige klassifiseringen, kan både fysiske og kjemiske og biologiske enhetsoperasjoner også skilles i to typer avhengig av om de blir utført uavbrutt eller ikke:

• Enhetsbatchoperasjoner

De er de operasjonene der produksjon eller transformasjon skjer i sekvensielle diskrete trinn. De brukes vanligvis i små planter eller når det er søkt fin eller høy renhet.

Både fysiske enhetlige operasjoner, for eksempel kjemikalier og biologiske kan utføres av masse. Når det.

• Kontinuerlig enhetsoperasjoner

De er de som blir utført uavbrutt. I disse tilfellene blir både råstofffôr og produktfjerning eller eliminering gjort kontinuerlig og derfra navnet.

Det kan tjene deg: Epoksyd: nomenklatur, innhenting, applikasjoner, eksempler

4. Klassifisering i henhold til formålet de forfølger

Endelig kan forskjellige typer enhetsoperasjoner skilles ut i henhold til deres formål. I dette tilfellet kan 3 flotte kategorier skilles ut:

• Kombinasjonsoperasjoner

Disse inkluderer blandingsoperasjoner av to eller flere stoffer eller faser for å oppnå en sluttfase så homogen som mulig.

• Reaksjonsoperasjoner

Samsvarer med operasjonene der kjemiske transformasjoner gjennomføres.

• Separasjonsoperasjoner

De brukes vanligvis til å rense reaktiv før en reaksjon, eller for å skille produktene fra de ujevnlige reagensene, løsningsmidlet (eller fuktigheten) eller urenheter før emballasjeprosessen.

Unitary Operations Eksempler

Destillasjon

Det er en enhetlig operasjon som involverer varme- og materieoverføring, som består i separasjonen av flytende blandinger basert på forskjeller i deres volatilitet (som også har forskjellige kokepunkter). Den flytende blandingen blir oppvarmet til kokepunktet ved forhåndsopprettet trykk.

Dampfasen vil være rikere i de mest flyktige komponentene, så når du er på nytt, er det mulig å skille dem fra de mindre flyktige stoffene som forblir i bunnen av destilleren.

Det er forskjellige typer destillasjon med forskjellige grader av kompleksitet for å skille forskjellige typer blandinger:

• Enkel destillasjon: Den består av et enkelt stadium av fordampning og en enkelt kondensasjon. Det brukes når volatilitetsforskjeller er store eller når en av komponentene er mye mer ustabile enn andre.
• Fraksjonert destillasjon: Det er i utgangspunktet en teknikk der det utføres mange små og forskjøvede destillasjoner der komponentene gradvis skilles ut i forskjellige fraksjoner. Det brukes når damptrykket til komponentene er like.
• Vakuumdestillasjon: Vakuumet reduserer kokepunktet for væsker, slik at det lar dem destilere til en lavere temperatur. Dette er ønskelig når det er fare for nedbrytning ved høye temperaturer. Det tjener også til å skille azeotropiske blandinger som noen vannetanolblandinger.
• Dampdestillasjon: Den består av boblende vanndamp i en blanding av væsker der en av dem er litt flyktig og vann uoppløselig. Vanndamp bokstavelig talt drar at væske og kondensering skilles i to faser. Det tjener også til å destillere termisk ustabile organiske væsker ved en temperatur lavere enn det normale kokepunktet.

Det kan tjene deg: Bromsyre (HBRO3): Egenskaper, risikoer og bruksområder

Tørking

Det er en enhetlig drift av materieoverføring der løsningsmidlet (mange ganger vann) som suger et fast stoff overføres ved fordampning til gassfasen for å bli eliminert, og etterlater den solide tørrere enn før.

Tørking kan utføres ved å føre en fuktig fast strøm gjennom en tørketunnel der varm tørr luft føres i motstrøm. I dette tilfellet er det en kontinuerlig tørkeprosess.

Det kan også utføres i skuffer som er plassert i lukkede skap som varm luft føres. I så fall er vi i nærvær av mye tørking.

Endelig er det også roterende tørketrommel og trykktørkere, i tillegg til å strø i en varm luftstrøm. Sistnevnte brukes i noen tilfeller til forberedelse.

Adsorpsjon

Det er et overflatefenomen der en oppløst eller gassfase blir festet til overflaten til et fast stoff. Faste stoffer er porøse adsorbentmaterialer med veldig høye overflater, og som tillater adsorpsjon av store mengder oppløst eller gass. Aktivert karbon er et vanlig eksempel på et adsorbent som brukes både i laboratoriet og i industrien.

Et eksempel på anvendelse av adsorpsjon på aktivert karbon er i ferd med koffeinholdige kaffe og te.

Absorpsjon

Absorpsjon består i oppløsningen av en komponent av en gassformig blanding i en væske. Det er en enhetlig drift av materietransport som brukes mye for å eliminere forurensninger som karbondioksid eller lufthydrogensulfid før du blir utskrevet til miljøet.