ОПЕРАЦИИ НА ЕДИНИЦА: ВИДОВЕ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

В единични операции са тези, които включват физическа обработка на суровината, за да се получи желаният продукт от това. Всички тези операции се подчиняват на законите за запазване на масата и енергията, както и на инерцията.

Тези операции улесняват транспортирането на суровината (това в течно, твърдо или газообразно състояние) към реакторите, както и нейното нагряване или охлаждане. Те също така насърчават ефективното отделяне на конкретен компонент от продуктова комбинация.

Водните язовири са примери за експлоатация на единица

За разлика от единичните процеси, които трансформират химическата природа на материята, операциите се стремят да променят нейното състояние чрез градиента на едно от нейните физикохимични свойства. Това се постига чрез генериране на градиент в движението на масата, енергията или количеството.

Не само в химическата промишленост има безброй примери за тези операции, но и в кухнята. Например, при разбиване на част от течно мляко се получава сметана и обезмаслено мляко.

От друга страна, ако към същото това мляко се добави киселинен разтвор (лимонена киселина, оцет и др.), Той причинява денатурация на протеините му, като това е процес (киселинност), а не единична операция.

Видове операции с единица

Операции по прехвърляне на материали

Единични операции на този тип трансферна маса чрез дифузионен механизъм. С други думи: суровината се подлага на система, която генерира промяна в концентрацията на компонента, който трябва да бъде извлечен или отделен.

Практически пример е обмислянето на извличането на естествено масло от някои семена.

Тъй като маслата по същество имат аполарен характер, те могат да бъдат екстрахирани с аполарен разтворител (като n-хексан), който къпе семената, но не реагира (теоретично) с нито един от компонентите на тяхната матрица (черупки и ядки.).

Операции за пренос на топлина

Тук топлината се прехвърля от тялото, което е по-топло, към тялото, което е по-студено. Ако суровината е студеното тяло и е от съществено значение да се повиши температурата му, например, да се намали вискозитетът му и да се улесни процес, тогава той се поставя в контакт с горещ поток или повърхност.

Тези операции обаче надхвърлят "простия" пренос на топлина, тъй като енергията също може да се трансформира във всяка от нейните прояви (светлина, вятър, механични, електрически и др.).

Пример за горното може да се види във водноелектрическите централи, където водните течения се използват за производство на електричество.

Операции за масово и енергийно пренасяне едновременно

При този тип операции двете предишни явления се случват едновременно, пренасяйки маса (градиент на концентрацията) в градиент на температурата.

Например, ако захарта се разтвори в съд с вода и след това водата се нагрява, кристализацията на захарта се случва, когато тя бавно се охлажда.

Тук се извършва прехвърляне на разтворената захар към нейните кристали. Тази операция, известна като кристализация, позволява получаването на твърди продукти с висока степен на чистота.

Друг пример е изсушаването на тяло. Ако хидратираната сол е подложена на топлина, тя ще освободи водата на хидратация под формата на пара. Това отново води до промяна на масовата концентрация на водата в солта, тъй като солта се повишава температурата.

Примери

дестилация

Дестилацията се състои в отделяне на компонентите на течна смес на базата на техните летливи вещества или точки на кипене. Ако А и В са смесими и образуват хомогенен разтвор, но А кипи при 50 ° С и В при 130 ° С, тогава А може да се дестилира от сместа чрез обикновена дестилация.

Изображението по-горе представлява типична настройка на обикновена дестилация. На индустриални везни колоните за дестилация са много по-големи и имат други характеристики, които позволяват отделянето на съединения с много близки точки на кипене (фракционна дестилация).

А и В са в неподвижна бутилка (2), която се нагрява в маслена баня (14) от нагревателната плоча (13). Маслената баня гарантира по-хомогенно загряване в цялото тяло на топката.

Тъй като сместа повишава температурата си около 50 ° С, изпаренията на А изтичат и генерират отчитане на термометъра (3).

След това горещите пари от А влизат в кондензатора (5), където се охлаждат и кондензират под действието на водата, която циркулира около стъклото (влиза в 6 и излиза в 7).

Накрая, събиращият балон (8) получава кондензиран А. Той е заобиколен от студена вана, за да се предотврати възможно изтичане на A към околната среда (освен ако A не е много летлив).

абсорбция

Абсорбцията позволява отделянето на вредни компоненти от газообразен поток, който впоследствие се отделя в околната среда.

Това се постига чрез преминаване на газовете в колона, пълна с течен разтворител. По този начин течността селективно разтваря вредни компоненти (като SO ₂, CO, NO _x и H ₂ S), оставяйки газът, който излиза от нея, „чист“.

центрофугиране

В тази единна операция центрофугата (инструментът в горното изображение) упражнява центробетална сила, която надвишава хиляди пъти ускорението на гравитацията.

В резултат на това суспендираните частици се установяват на дъното на епруветката, улеснявайки последващото декантиране или вземане на проби от супернатантата.

Ако центростремителната сила не действа, гравитацията ще раздели твърдото вещество с много бавна скорост. Също така, не всички частици имат еднакво тегло, размер или повърхност, така че те не се утаяват в една твърда маса на дъното на тръбата.

Пресяването

Подобно на абсорбцията, адсорбцията е полезна при пречистване на течни и твърди потоци. Разликата обаче е, че примесите не проникват в адсорбиращия материал, който е твърдо вещество (като синкавия силикагел на изображението по-горе); вместо това се придържа към повърхността му.

По същия начин химическата природа на твърдото вещество е различна от тази на частиците, които адсорбира (дори и да има голям афинитет между двете). Поради тази причина адсорбцията и кристализацията - кристалните адсорбиращи се частици да растат - са две различни единични операции.

Препратки

1. Fernández G. (24 ноември 2014 г.). Експлоатационни единици. Произведено на 24 май 2018 г. от: industriaquimica.net
2. Карлос А. Бизама Фика. Експлоатация на единица: Блок 4: Видове операции на блока., Произведено на 24 май 2018 г. от: academia.edu
3. Курс: Химическа технология (органична). Лекция 3: Основни принципи на единичните процеси и операциите на единици в органичната химическа промишленост., Произведено на 24 май 2018 г. от: nptel.ac.in
4. Шимаа Али Хамед. (2014). Работа на блока., Произведено на 24 май 2018 г. от: ceng.tu.edu.iq
5. RL Earle. (1983). Единични операции в преработката на храни. Произведено на 24 май 2018 г. от: nzifst.org.nz
6. Mikulova. (1 март 2008 г.). Slovnaft - нов завод за полипропилен., Произведено на 24 май 2018 г. от: commons.wikimedia.org
7. Rockpocket. (13 март 2012 г.). Термоцентрофуга., Произведено на 24 май 2018 г. от: commons.wikimedia.org
8. Мауро Катеб. (2016 г., 22 октомври). Син силикагел., Произведено на 24 май 2018 г. от: flickr.com