Einheitsvorgänge

Eine chemische Anlage, in der Sie die verschiedenen Geräte sehen können, die für Einheitenbetrieb verwendet werden

Was sind Einheitenoperationen?

Wenn Sie in der chemischen Industrie oder in verwandten Bereichen jedes Produkt durch einen langen und komplizierten Prozess vorbereiten oder synthetisieren, ist es zweckmäßig, diesen Prozess in einfache einzelne Phasen zu unterteilen, die einfach separat zu analysieren sind. Diese einzelnen Phasen, die eine einzige Änderung oder Transformation beinhalten Einheitsvorgänge.

Ein Einheitsbetrieb kann sowohl physikalische als auch chemische Veränderungen beinhalten. Diese Veränderungen können sehr unterschiedlich sein und von etwas so Einfachem wie dem Trocknen eines festen Produkts zu einer kontrollierten Polymerisationsreaktion, die in einem chemischen Reaktor katalysiert wird.

Die Chemieingenieurwesen basiert auf Einheitenbetrieb. In der Tat bilden die Art und Weise, wie sie sich aufeinander und die darin verwendeten Geräte beziehen, die Grundlage für die Konstruktion, Konstruktion und Kontrolle von Chemieanlagen.

Arten von Einheitenoperationen

Einheitliche Operationen sind sehr unterschiedlich und können nach vier verschiedenen Kriterien klassifiziert werden. Diese sind:

1. Die Art des Transports, der sie regiert.
2. Nach seiner Natur.
3. Ihr Arbeitsregime.
4. Der Zweck, den sie verfolgen.

Diese Kriterien werden unten beschrieben:

1. Klassifizierung gemäß der Art des Transports, der sie regiert

Dies ist das Hauptklassifizierungskriterium, das von Chemieingenieuren verwendet wird. Einheitliche Operationen zielen darauf ab, die Eingangsmaterialien zu ändern, um das zu erhalten, was Sie bei der Ausgabe haben möchten.

Das Obige impliziert entweder seine Masse oder Zusammensetzung, was a impliziert Materieübertragung; Ändern Sie Ihr Energieniveau oder Ihre Qualität, was impliziert Übermittlung von Energie; oder ändern Sie Ihre Geschwindigkeits- oder Bewegungsrichtung, was impliziert Bewegungsbetragübertragung.

Nach welchem ​​oder an welchen dieser Arten von Transportsteuerung die Einheitsbetrieb können diese in eingeteilt werden::

• Materieübertragungsvorgänge

Dies sind solche. Diese Einheitsvorgänge umfassen:

• • Sowohl die Extraktionsprozesse für Feststoff-Flüssigkeit als auch flüssige Flüssigkeit.
  • Gleichberechnungsprozesse.
  • Absorption und Abbags.
  • Adsorption und Diskussion.

• Energieübertragungsvorgänge

Diese Vorgänge umfassen alle Prozesse, in denen Wärme an oder vom System übertragen wird, jedoch ohne den Verlust oder der Gewinn von Materie auftritt. Mit anderen Worten. Diese Einheitsvorgänge umfassen:

• • Wärmeaustausch ohne Phase oder Zustandsänderung.
  • Verdunstung und Kondensationsprozesse.
  • Sublimation und Ablagerungsprozesse.
  • Fusions- und Verfestigungsprozesse.

• Materie- und Energieübertragungsvorgänge

In diesen Einheitenoperationen wird die Energieübertragung normalerweise in Form von Wärme verwendet, um die Trennung oder Vereinigung mehrerer Phasen durchzuführen, sodass auch ein Massenübergang stattfindet. Einige Beispiele für Operationen mit der Übertragung von Materie und Energie sind:

• • Befeuchtung und Entfeuchtung.
  • Trocknen.
  • Lyophilisierung.
  • Destillation.

• Bewegungsübertragungsvorgänge

Diese Einheitenoperationen sind solche, die einen Körper von einem Ort zum anderen bewegen, ohne eine andere Transformation durchzuführen. Diese Art von Operationen umfasst:

• • Fluidkreislauf.
  • Solide Transport.

• Komplementäre Operationen

Dies sind zusätzliche Operationen für die bereits genannten und die in keiner der anderen Klassen gut passen. Einige Beispiele sind:

• • Sedimentation.
  • Fluidkreislauf durch poröse Betten.
  • Flüssige Bewegung.

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2. Klassifizierung gemäß ihrer Natur

Nach diesem Kriterium können Einheitenoperationen als:

• Physische Einheitenoperationen

Diese Einheitenoperationen implizieren eine physikalische Veränderung, in der die Art der beteiligten Substanzen konstant bleibt. Das heißt, sie treten in keiner Art chemische Reaktionen auf.

• Operationen für chemische Einheiten

Wie der Name schon sagt, beinhalten diese Einheitsoperationen das Auftreten chemischer Reaktionen, die die chemischen Substanzen des Rohstoffs in andere verschiedene Substanzen verwandeln. Diese Einheitenbetriebe sind die Essenz und der Grund für die chemische Industrie.

• Biologische Einheitenoperationen

Sie ähneln den Operationen der chemischen Einheiten, aber mit dem einzigen Unterschied, dass chemische Reaktionen von lebenden biologischen Organismen wie Bakterien, Pilzen und Hefen durchgeführt werden.

3. Klassifizierung szB Ihr Arbeitsregime

Zusätzlich zur vorherigen Klassifizierung können sowohl physikalische als auch chemische und biologische Einheitenoperationen auch in zwei Arten unterteilt werden, je nachdem, ob sie ununterbrochen durchgeführt werden oder nicht:

• Einheiten -Batch -Operationen

Dies sind die Operationen, bei denen Produktion oder Transformation in sequentiellen diskreten Schritten auftritt. Sie werden im Allgemeinen in kleinen Pflanzen oder bei feinen oder hohen Reinheitsprodukten verwendet.

Sowohl physikalische einheitliche Operationen wie Chemikalien als auch biologische können von Lose durchgeführt werden. Bei chemischen Operationen beinhalten sie im Allgemeinen die Verwendung eines geschlossenen Reaktors, in dem das Rohmaterial zugegeben wird, es schließt sich, um die chemische Reaktion während eines voraber Zeitraums durchzuführen, und öffnet sich dann, um die Produkte zu entfernen.

• Kontinuierliche Einheitenoperationen

Sie sind diejenigen, die ununterbrochen durchgeführt werden. In diesen Fällen werden sowohl Rohstofffutter als auch Produktentfernung oder Eliminierung kontinuierlich und von dort aus dem Namen durchgeführt.

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4. Klassifizierung nach dem Zweck, den sie verfolgen

Schließlich können verschiedene Arten von Einheitenoperationen nach ihrem Zweck unterschieden werden. In diesem Fall können 3 große Kategorien unterschieden werden:

• Kombinationsvorgänge

Dazu gehören Mischvorgänge von zwei oder mehr Substanzen oder Phasen, um eine einzige endgültige Phase zu erhalten, die so homogen wie möglich ist.

• Reaktionsoperationen

Entsprechen den Operationen, in denen chemische Transformationen durchgeführt werden.

• Trennvorgänge

Sie werden im Allgemeinen verwendet, um reaktiv vor einer Reaktion zu reinigen oder die Produkte von den wirksamen Reagenzien, dem Lösungsmittel (oder der Feuchtigkeit) oder einer Verunreinigung vor dem Verpackungsprozess zu trennen.

Beispiele für einheitliche Operationen

Destillation

Es ist ein einheitlicher Betrieb, der Wärme- und Materieübertragung beinhaltet, die in der Trennung von flüssigen Gemischen auf der Grundlage der Unterschiede in ihrer Volatilität besteht (die auch unterschiedliche Siedepunkte aufweisen). Das flüssige Gemisch wird bei vor dem vorgeschriebener Druck auf ihren Siedepunkt erhitzt.

Die Dampfphase ist in den flüchtigsten Komponenten reichhaltiger. Wenn sie also wieder investieren.

Es gibt verschiedene Arten der Destillation mit unterschiedlichen Komplexitätsgraden, um verschiedene Arten von Gemischen zu trennen:

• Einfache Destillation: Es besteht aus einer einzelnen Stadium der Verdampfung und einer einzelnen Kondensation. Es wird verwendet, wenn die Volatilitätsunterschiede groß sind oder wenn eine der Komponenten viel flüchtiger ist als andere.
• Fraktionierte Destillation: Es ist im Grunde eine Technik, bei der viele kleine und gestaffelte Destillationen durchgeführt werden, bei denen die Komponenten zunehmend in verschiedene Fraktionen unterteilt werden. Es wird verwendet, wenn die Dampfdrücke der Komponenten ähnlich sind.
• Vakuumdestillation: Das Vakuum verringert den Siedepunkt von Flüssigkeit. Dies ist wünschenswert, wenn das Risiko einer Zersetzung bei hohen Temperaturen besteht. Es dient auch dazu, azeotrope Gemische wie einige Wasserethanolmischungen zu trennen.
• Dampfwiderstand Destillation: Es besteht aus sprudelnem Wasserdampf in einer Mischung von Flüssigkeiten, in denen einer von ihnen leicht flüchtig ist und Wasser unlöslich ist. Wasserdampf schleppt buchstäblich, dass Flüssigkeit und Kondensung in zwei Phasen unterteilt sind. Es dient auch dazu, thermisch instabile organische Flüssigkeiten bei einer Temperatur unter dem normalen Siedepunkt zu destillieren.

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Trocknen

Es ist ein einheitlicher Betrieb der Materieübertragung, bei dem das Lösungsmittel (ein Vielfaches Wasser), das ein Feststoff einnimmt.

Die Trocknung kann durchgeführt werden, indem ein feuchter fester Strom durch einen Trocknertunnel geleitet wird, bei dem heiße trockene Luft in Gegenstrom weitergegeben wird. In diesem Fall ist es ein kontinuierlicher Trocknungsprozess.

Es kann auch in Tabletts durchgeführt werden, die in geschlossenen Schränken platziert werden. In diesem Fall befinden wir uns in Gegenwart vieler Trocknung.

Schließlich gibt es auch Rotationstrockner und Drucktrockner sowie einen heißen Luftstrom in einen heißen Luftstrom. Letzteres wird in einigen Fällen zur Instantkaffeevorbereitung verwendet.

Adsorption

Es ist ein Oberflächenphänomen, bei dem eine gelöste oder Gasphase an der Oberfläche eines Feststoffs eingehalten wird. Feststoffe sind poröse Adsorbensmaterialien mit sehr hohen Oberflächen und ermöglichen die Adsorption großer Mengen an gelösten Stoffen oder Gas. Activated Carbon ist ein häufiges Beispiel für ein Adsorbens, das sowohl im Labor als auch in der Industrie verwendet wird.

Ein Beispiel für die Anwendung der Adsorption auf Aktivkohle ist im Prozess des entkoffeinierten Kaffees und des Tees.

Absorption

Die Absorption besteht in der Auflösung einer Komponente eines gasförmigen Gemisches in einer Flüssigkeit. Es ist ein einheitlicher Betrieb des Materietransports, der häufig zur Beseitigung von Verunreinigungen wie Kohlendioxid oder Luftwasserstoffsulfid verwendet wird.