VIENETO OPERACIJOS: TIPAI IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Į vieneto veikla yra tie, kurie susiję su fizinę gydymo į žaliavų, siekiant gauti norimą produktą iš tai. Visos šios operacijos laikosi masės ir energijos išsaugojimo, taip pat ir impulsų, įstatymų.

Šios operacijos palengvina žaliavos (skystos, kietos ar dujinės būsenos) gabenimą į reaktorius, taip pat jos šildymą ar aušinimą. Jie taip pat skatina veiksmingą konkretaus komponento atskyrimą nuo gaminių asortimento.

Vandens užtvankos yra vienetinių operacijų pavyzdžiai

Skirtingai nuo vieningų procesų, kurie keičia cheminę materijos prigimtį, operacijomis siekiama pakeisti jos būklę per vienos iš jos fizikinių ir cheminių savybių nuolydį. Tai pasiekiama sukuriant masės, energijos ar kiekio judėjimo gradientą.

Ne tik chemijos pramonėje yra daugybė šių operacijų pavyzdžių, bet ir virtuvėje. Pvz., Plakant dalį skysto pieno gaunamas grietinėlės ir nugriebtas pienas.

Kita vertus, jei į tą patį pieną pridedama rūgšties tirpalo (citrinos rūgšties, acto ir kt.), Tai sukelia jo baltymų denatūraciją, tai yra procesas (parūgštinimas), o ne vienkartinė operacija.

Vieneto operacijų rūšys

Medžiagų perdavimo operacijos

Šio tipo vienetinės operacijos perduoda difuzijos mechanizmą. Kitaip tariant: žaliavos yra veikiamos sistemos, kuria keičiamas ekstrahuojamo ar atskiriamo komponento koncentracija.

Praktinis pavyzdys yra natūralaus aliejaus ekstrahavimas iš kai kurių sėklų.

Kadangi aliejai iš esmės yra apoliarūs, juos galima ekstrahuoti apoliariniu tirpikliu (pavyzdžiui, n-heksanu), kuris prausia sėklas, bet nereaguoja (teoriškai) su jokiu jų matricos komponentu (lukštais ir riešutais). ).

Šilumos perdavimo operacijos

Čia šiluma perduodama iš šiltesnio kūno į šaltesnį kūną. Jei žaliava yra šaltas kūnas ir labai svarbu pakelti jos temperatūrą, kad, pavyzdžiui, sumažintumėte jos klampumą ir palengvintumėte procesą, tada ji liečiama su karštu srautu ar paviršiumi.

Tačiau šios operacijos peržengia „paprastą“ šilumos perdavimą, nes energija taip pat gali būti transformuota į bet kurią jos apraišką (šviesą, vėją, mechaninę, elektrinę ir kt.).

Pirmiau pateiktą pavyzdį galima pamatyti hidroelektrinėse, kur elektrai gaminti naudojamos vandens srovės.

Masės ir energijos perdavimo operacijos vienu metu

Tokio tipo operacijos metu du ankstesni reiškiniai vyksta tuo pačiu metu, perkeldami masę (koncentracijos gradientą) į temperatūros gradientą.

Pvz., Jei cukrus ištirpinamas vandens puode ir tada vanduo kaitinamas, cukrus kristalizuojasi tada, kai jis lėtai atšaldomas.

Čia ištirpęs cukrus pereina link jo kristalų. Ši operacija, vadinama kristalizacija, leidžia gauti kietus produktus, kurių grynumas yra aukštas.

Kitas pavyzdys - kūno džiovinimas. Jei hidratuota druska yra veikiama šilumos, ji išleis hidratacijos vandenį garų pavidalu. Tai vėl lemia vandens masės koncentracijos druskoje pokyčius, kai druskos temperatūra pakyla.

Pavyzdžiai

Distiliavimas

Distiliaciją sudaro skysto mišinio komponentų atskyrimas pagal jų lakumą arba virimo taškus. Jei A ir B yra maišomi ir sudaro vienalytį tirpalą, bet A verda esant 50 ° C, o B - 130 ° C, tada A iš mišinio galima distiliuoti paprastu distiliavimu.

Aukščiau pateiktas paveikslėlis parodo tipišką paprasto distiliavimo sąranką. Pramoninėse skalėse distiliavimo kolonėlės yra daug didesnės ir turi kitas savybes, leidžiančias atskirti junginius, kurių virimo temperatūra yra labai artima (frakcinis distiliavimas).

A ir B yra buteliuke buteliuke (2), kuris kaitinamas aliejaus vonioje (14) kaitinimo plokšte (13). Aliejaus vonia garantuoja tolygesnį šildymą visame rutulio kūne.

Kai mišinio temperatūra padidėja apie 50 ° C, A garai išsisklaido ir termometro rodmenis sukuria (3).

Tada karšti A garai patenka į kondensatorių (5), kur jie atvėsinami ir kondensuojami veikiant vandeniui, kuris cirkuliuoja aplink stiklą (patenka į 6, o išeina esant 7).

Galiausiai surinkimo balionas (8) priima kondensuotą A. Jį supa šalta vonia, kad būtų išvengta galimo A nutekėjimo į aplinką (nebent A nėra labai nepastovus).

Absorbcija

Absorbcija leidžia atskirti kenksmingus komponentus nuo dujinio srauto, kuris vėliau patenka į aplinką.

Tai atliekama perduodant dujas į kolonėlę, užpildytą skystu tirpikliu. Taigi skystis selektyviai tirpdo kenksmingus komponentus (tokius kaip SO ₂ , CO, NO _x ir H ₂ S), palikdamas iš jo išeinančias dujas „švarias“.

Centrifugavimas

Atliekant šį vienetinį veiksmą, centrifuga (prietaisas, esantis viršutiniame paveikslėlyje), veikia tą pačią pusę nukreiptą jėgą, kuri tūkstančius kartų viršija gravitacijos pagreitį.

Dėl to suspenduotos dalelės nusėda į mėgintuvėlio dugną, palengvindamos supernatanto dekantavimą arba mėginių ėmimą.

Jei neveiktų centripetalinė jėga, gravitacija kietąją medžiagą atskirtų labai lėtai. Be to, ne visos dalelės turi vienodą svorį, dydį ar paviršiaus plotą, todėl vamzdžio apačioje jos nesusidaro į vientisą masę.

Sijojimas

Kaip ir absorbcija, adsorbcija yra naudinga valant skysčius ir kietus srautus. Tačiau skirtumas yra tas, kad priemaišos neprasiskverbia į adsorbuojančią medžiagą, kuri yra kieta medžiaga (kaip ir melsvas silikagelis aukščiau esančiame paveikslėlyje); vietoj to jis prilimpa prie savo paviršiaus.

Taip pat kietosios medžiagos cheminė prigimtis skiriasi nuo dalelių, kurias ji adsorbuoja (net jei tarp jų yra didelis giminiškumas). Dėl šios priežasties adsorbcija ir kristalizacija - kristalas adsorbuoja daleles, kad augtų - yra dvi skirtingos vienetinės operacijos.

Nuorodos

1. Fernández G. (2014 m. Lapkričio 24 d.). Vieneto operacijos. Gauta 2018 m. Gegužės 24 d. Iš: industriaquimica.net
2. Carlosas A. Bizama Fica. Vieneto operacijos: 4 skyrius: Vieneto operacijų tipai. . Gauta 2018 m. Gegužės 24 d. Iš: academia.edu
3. Kursas: Cheminė technologija (organinė). 3 paskaita: Pagrindiniai vienetų procesų ir jų darbo principai organinės chemijos pramonėje. . Gauta 2018 m. Gegužės 24 d. Iš: nptel.ac.in
4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Vieneto operacija. . Gauta 2018 m. Gegužės 24 d. Iš: ceng.tu.edu.iq
5. RL Earle. (1983). Maisto perdirbimo vienetų operacijos. Gauta 2018 m. Gegužės 24 d. Iš: nzifst.org.nz
6. Mikulova. (2008 m. Kovo 1 d.). „Slovnaft“ - nauja polipropileno gamykla. . Gauta 2018 m. Gegužės 24 d. Iš: commons.wikimedia.org
7. Roko kišenė. (2012 m. Kovo 13 d.). Termocentrifuga. . Gauta 2018 m. Gegužės 24 d. Iš: commons.wikimedia.org
8. Mauro katebas. (2016 m. Spalio 22 d.). Mėlynas silikagelis. . Gauta 2018 m. Gegužės 24 d. Iš: flickr.com