Yksikköoperaatiot

Kemiallinen laitos, jossa voit nähdä eri laitteet, joita käytetään yksikköoperaatioihin

Mitkä ovat yksikköoperaatiot?

Kun kemianteollisuus tai niihin liittyvät alueet haluat valmistaa tai syntetisoida minkä tahansa tuotteen raaka -aineesta pitkän ja monimutkaisen prosessin kautta, on kätevää jakaa tämä prosessi yksinkertaisiin yksittäisiin vaiheisiin, joita on helppo analysoida erikseen. Näitä yksittäisiä vaiheita, joihin liittyy yksi muutos tai muunnos yksikköoperaatiot.

Yksikköoperaatio voi sisältää sekä fysikaalisia että kemiallisia muutoksia. Nämä muutokset voivat olla hyvin vaihtelevia ja siirtyä jostakin niin yksinkertaisesta kuin kiinteän tuotteen kuivaus, kontrolloituun polymerointireaktioon, joka on katalysoitu kemiallisessa reaktorissa.

Kemian tekniikka perustuu yksikköoperaatioihin. Itse asiassa tapa, jolla ne liittyvät toisiinsa ja niissä käytettyihin laitteisiin, tarjoavat perustan kemiallisten kasvien suunnittelulle, rakentamiselle ja hallintaan.

Yksikkötoimintotyypit

Yhtenäiset toiminnot ovat hyvin monipuolisia ja ne voidaan luokitella neljän eri kriteerin mukaisesti. Nämä ovat:

1. Heitä hallitsevien kuljetustyyppejä.
2. Sen luonteensa mukaan.
3. Työjärjestelmäsi.
4. Heidän tavoitteensa.

Nämä kriteerit on kuvattu alla:

1. Luokittelu niitä hallitsevan kuljetustyypin mukaan

Tämä on tärkein luokituskriteeri, jota kemialliset insinöörit käyttävät. Yhtenäiset toiminnot pyrkivät muuttamaan syöttömateriaaleja saadaksesi haluamasi tulosta.

Yllä oleva merkitsee joko massaa tai koostumustaan, joka tarkoittaa a Aineen siirto; Muokkaa energiatasoa tai laatua, mikä merkitsee siirto energia; tai muokkaa nopeutta tai liikesuuntaasi, mikä viittaa Liikkeen määrän siirto.

Minkä tai minkä tämän tyyppisistä kuljetusten hallinnasta yksikköoperaatiossa voidaan luokitella:

• Aineensiirtooperaatiot

Nämä ovat niitä, joissa prosessiin osallistuville aineille tai niiden aiheista on massan siirto. Nämä yksikkötoiminnot sisältävät:

• • Sekä kiinteän ja nesteen nesteen uuttamisprosessit.
  • Korjausprosessit.
  • Absorptio ja irrottaminen.
  • Adsorptio ja häiriö.

• Energiansiirtooperaatiot

Nämä toiminnot sisältävät kaikki prosessit, joissa lämpö siirretään järjestelmään tai järjestelmästä, mutta ilman aineen menetystä tai voittoa. Toisin sanoen. Nämä yksikkötoiminnot sisältävät:

• • Lämmönvaihto ilman vaiheen tai valtion muutosta.
  • Haihtumis- ja tiivistymisprosessit.
  • Sublimointi- ja laskeutumisprosessit.
  • Fuusio- ja jähmettymisprosessit.

• Aine- ja energiansiirtooperaatiot

Näissä yksikköoperaatioissa käytetään energiansiirtoa, yleensä lämmön muodossa, useiden vaiheiden erottelun tai liiton toteuttamiseksi, joten myös massansiirto tapahtuu. Joitakin esimerkkejä aineen ja energian siirron operaatioista ovat:

• • Kostea ja kuivaus.
  • Kuivuminen.
  • Lyofilisaatio.
  • Tislaus.

• Liikkeensiirtooperaatiot

Nämä yksikköoperaatiot ovat sellaisia. Tämän tyyppiset toiminnot sisältää:

• • Nesteen kierto.
  • Vankka kuljetus.

• Täydentävät operaatiot

Nämä ovat lisäoperaatioita jo mainituille ja jotka eivät sovi hyvin mihinkään muihin luokkiin. Joitakin esimerkkejä ovat:

• • Sedimentaatio.
  • Nesteen kierto huokoisten sängyjen läpi.
  • Nesteen sekoittaminen.

Voi palvella sinua: molekyylien väliset voimat

2. Luokittelu luonteensa mukaan

Tämän kriteerin mukaan yksikköoperaatiot voidaan luokitella seuraavasti:

• Fyysinen yksikkötoiminto

Nämä yksikköoperaatiot tarkoittavat fyysisiä muutoksia, joissa mukana olevien aineiden luonne pysyy vakiona. Toisin sanoen niitä ei tapahdu minkäänlaisia ​​kemiallisia reaktioita.

• Kemiallinen yksikkötoiminta

Kuten nimestä voi päätellä, näihin yksikköoperaatioihin sisältyy kemiallisten reaktioiden esiintyminen, jotka muuttavat raaka -aineen kemialliset aineet muihin eri aineisiin. Nämä yksikköoperaatiot ovat kemianteollisuuden olemus ja syy.

• Biologinen yksikkötoiminto

Ne ovat samanlaisia ​​kuin kemialliset yksikköoperaatiot, mutta ainoan eron kanssa kemialliset reaktiot suorittavat elävät biologiset organismit, kuten bakteerit, sienet ja hiivat.

3. Luokittelu SEsimerkiksi työjärjestelmäsi

Edellisen luokituksen lisäksi sekä fysikaaliset että kemialliset että biologiset yksikköoperaatiot voidaan myös jakaa kahteen tyyppiin riippuen siitä, suoritetaanko ne keskeytyksettä:

• Yksikköerot

Ne ovat toimintoja, joissa tuotanto tai muunnos tapahtuu peräkkäisissä erillisissä vaiheissa. Niitä käytetään yleensä pienissä kasveissa tai kun etsitään hienoja tai korkeaa puhtaita tuotteita.

Molemmat fysikaaliset yhtenäiset toiminnot, kuten kemikaalit että biologiset operaatiot, voidaan suorittaa erillä. Kemiallisten operaatioiden tapauksessa niihin sisältyy yleensä suljetun reaktorin käyttö, johon raaka -aine lisätään, se sulkeutuu kemiallisen reaktion toteuttamiseen ennalta valmistetun ajanjakson aikana ja avaa sitten tuotteiden poistamiseksi.

• Jatkuvat yksikkötoiminnot

He ovat niitä, jotka suoritetaan keskeytyksettä. Näissä tapauksissa sekä raaka -aineiden syöttö että tuotteiden poistaminen tai eliminointi tehdään jatkuvasti ja sieltä sen nimi.

Se voi palvella sinua: Epoksidi: nimikkeistö, hankkiminen, sovellukset, esimerkit

4. Luokittelu heidän tavoitteensa mukaan

Lopuksi, erityyppiset yksikköoperaatiot voidaan erottaa niiden tarkoituksen mukaan. Tässä tapauksessa 3 suurta luokkaa voidaan erottaa:

• Yhdistelmäoperaatiot

Näitä ovat kahden tai useamman aineen tai faasin sekoittaminen yhden viimeisen vaiheen saamiseksi mahdollisimman homogeenisesti.

• Reaktiooperaatiot

Vastaa toimintoja, joissa kemialliset muunnokset suoritetaan.

• Erotusoperaatiot

Niitä käytetään yleensä reaktiivisen puhdistamiseen ennen reaktiota tai tuotteiden erottamista käyttämättömistä reagensseista, liuottimesta (tai kosteudesta) tai mistä tahansa epäpuhtaudesta ennen pakkausprosessia.

Yhtenäiset operaatiot esimerkkejä

Tislaus

Se on yhtenäinen leikkaus, joka sisältää lämmön ja aineen siirron, joka koostuu nestemäisten seosten erottamisesta niiden volatiliteetin erojen perusteella (joilla on myös erilaisia ​​kiehumispisteitä). Nestemäinen seos lämmitetään kiehumispisteeseen ennalta sijoitetussa paineessa.

Höyryvaihe on rikkaampi haihtuneimpien komponenttien suhteen, joten kun ne on mahdollista erottaa ne vähemmän haihtuvista aineista, jotka jäävät tislaajan pohjassa.

Erityyppisiä tislausta on erityyppisiä monimutkaisuuksia erityyppisten seosten erottamiseksi:

• Yksinkertainen tislaus: Se koostuu yhdestä höyrystymisvaiheesta ja yhdestä kondensaatiosta. Sitä käytetään, kun haihtuvuuserot ovat suuria tai kun yksi komponenteista on paljon haihtuvaa kuin toiset.
• Jakotislaus: Se on pohjimmiltaan tekniikka, jossa suoritetaan monia pieniä ja porrastettuja tislauksia, joissa komponentit erotetaan asteittain eri fraktioiksi. Sitä käytetään, kun komponenttien höyrypaineet ovat samanlaisia.
• Tyhjiötislaus: Tyhjiö vähentää nesteiden kiehumispistettä, joten se antaa niiden tislata alhaisempaan lämpötilaan. Tämä on toivottavaa, kun on olemassa hajoamisriski korkeissa lämpötiloissa. Sen tarkoituksena on myös erottaa azeotrooppiset seokset, kuten jotkut veden etanoliseokset.
• Höyryveto tislaus: Se koostuu kuplivasta vesihöyrystä nesteiden seoksessa, jossa yksi niistä on hieman haihtuva ja vesi liukenematon. Vesihöyry vetää kirjaimellisesti sanottu neste ja tiivistyminen erotetaan kahteen vaiheeseen. Sen tarkoituksena on myös tislata termisesti epävakaat orgaaniset nesteet lämpötilassa, joka on alhaisempi kuin sen normaali kiehumispiste.

Se voi palvella sinua: bromihappo (HBRO3): Ominaisuudet, riskit ja käytöt

Kuivuminen

Se on aineensiirron yhtenäinen toiminta, jossa liuotin (monta kertaa vesi), joka imeytyy kiinteään kiinteään, siirretään haihduttamalla kaasufaasiin, jättäen kiinteän kuivumisen kuin ennen.

Kuivaus voidaan suorittaa kuljettamalla kostea kiinteä virta kuivaustunnelin läpi, jossa kuuma kuiva ilma ohitetaan vastavirtaan. Tässä tapauksessa se on jatkuva kuivausprosessi.

Se voidaan suorittaa myös tarjottimissa, jotka asetetaan suljettuihin kaappeihin, joiden läpi kuuma ilma ohitetaan. Siinä tapauksessa olemme läsnä paljon kuivumista.

Lopuksi on myös pyöriviä kuivausrumpuja ja paineenkuivaajia, samoin kuin sprinkling kuumassa ilmavirrassa. Jälkimmäistä käytetään joissain tapauksissa välitöntä kahvinvalmistusta varten.

Adsorptio

Se on pintailmiö, jossa liuennut tai kaasufaasi on kiinnitetty kiinteän aineen pintaan. Kiinteät aineet ovat huokoisia adsorbenttimateriaaleja, joilla on erittäin korkeat pinnat ja jotka mahdollistavat suurten määrien liuenneen aineen tai kaasun adsorption. Aktiivihiili on yleinen esimerkki sekä laboratoriossa että teollisuudessa käytetystä adsorbentista.

Esimerkki aktivoidun hiilen adsorption levittämisestä on kofeiiniton ja teetä.

Imeytyminen

Absorptio koostuu kaasumaisen seoksen komponentin liukenemisesta nesteeseen. Se on aineen kuljetuksen yhtenäinen toiminta, jota käytetään laajasti epäpuhtauksien, kuten hiilidioksidin tai ilman rikkivetyjen poistamiseen.