ประเภทและตัวอย่างการใช้งานหน่วย



หน่วยปฏิบัติการ เป็นผู้ที่เกี่ยวข้องกับการรักษาทางกายภาพกับวัตถุดิบเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการจากมัน การดำเนินการทั้งหมดเหล่านี้ปฏิบัติตามกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์มวลและพลังงานรวมถึงปริมาณของการเคลื่อนไหว.

การดำเนินการเหล่านี้อำนวยความสะดวกในการขนส่งวัตถุดิบ (ซึ่งอยู่ในสถานะของเหลวของแข็งหรือก๊าซ) ไปยังเครื่องปฏิกรณ์เช่นเดียวกับความร้อนหรือความเย็น พวกเขายังชอบแยกที่มีประสิทธิภาพขององค์ประกอบเฉพาะของส่วนผสมผลิตภัณฑ์.

ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการรวมที่เปลี่ยนลักษณะทางเคมีของสสารการดำเนินการพยายามที่จะแก้ไขสภาพของพวกเขาผ่านการไล่ระดับสีของคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ นี่คือความสำเร็จโดยการสร้างการไล่ระดับสีในมวลในพลังงานหรือในจำนวนของการเคลื่อนไหว.

ไม่เพียง แต่ในอุตสาหกรรมเคมีมีตัวอย่างมากมายของการดำเนินการเหล่านี้ แต่ยังอยู่ในห้องครัว ตัวอย่างเช่นเมื่อคุณตีนมของเหลวบางส่วนคุณจะได้รับครีมและนมพร่องมันเนย.

ในทางตรงกันข้ามถ้าสารละลายกรดถูกเพิ่มเข้าไปในนมนี้ (กรดซิตริก, น้ำส้มสายชู, ฯลฯ ) มันทำให้เกิดการสูญเสียสภาพของโปรตีนซึ่งเป็นกระบวนการ (การทำให้เป็นกรด) และไม่ใช่การรวมกัน.

ดัชนี

  • 1 ประเภท
    • 1.1 การถ่ายโอนข้อมูลสำคัญ
    • 1.2 การถ่ายเทความร้อน
    • 1.3 การดำเนินการถ่ายโอนมวลและพลังงานพร้อมกัน
  • 2 ตัวอย่าง
    • 2.1 การกลั่น
    • 2.2 การดูดซึม
    • 2.3 การปั่นแยก
    • 2.4 การคัดกรอง
    • 2.5 การดูดซับ
  • 3 อ้างอิง

ชนิด

การดำเนินการถ่ายโอนเรื่อง

การทำงานของหน่วยของการถ่ายโอนมวลชนิดนี้ผ่านกลไกการแพร่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง: วัตถุดิบขึ้นอยู่กับระบบที่สร้างการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของส่วนประกอบที่ต้องการแยกหรือแยก.

ตัวอย่างในทางปฏิบัติคือการพิจารณาสกัดน้ำมันธรรมชาติจากเมล็ดบางชนิด.

เพราะน้ำมันเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในธรรมชาติพวกเขาจะถูกสกัดด้วยตัวทำละลาย apolar (เช่น n-hexane) ซึ่งอาบเมล็ด แต่ไม่ (ตามหลักทฤษฎี) ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบใด ๆ ของเมทริกซ์ (เปลือกหอยและถั่ว) ).

การถ่ายเทความร้อน

ที่นี่ความร้อนจะถูกถ่ายโอนจากร่างกายที่อุ่นกว่าไปยังร่างกายที่เย็นกว่า หากวัตถุดิบเป็นวัตถุที่เย็นและจำเป็นที่จะต้องเพิ่มอุณหภูมิให้เช่นลดความหนืดและช่วยให้กระบวนการง่ายขึ้นจากนั้นจะถูกสัมผัสกับการไหลของความร้อนหรือพื้นผิว.

อย่างไรก็ตามการดำเนินการเหล่านี้มีมากกว่าการถ่ายโอนความร้อนที่ "เรียบง่าย" เนื่องจากพลังงานสามารถเปลี่ยนในลักษณะใด ๆ ของมัน (แสง, ลม, เครื่องกล, ไฟฟ้า, ฯลฯ ).

ตัวอย่างข้างต้นสามารถเห็นได้ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำซึ่งมีการใช้กระแสน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า.

การถ่ายโอนมวลและพลังงานพร้อมกัน

ในการทำงานประเภทนี้ปรากฏการณ์ก่อนหน้านี้ทั้งสองเกิดขึ้นในเวลาเดียวกันการถ่ายโอนมวล (ความเข้มข้นของการไล่ระดับสี) ก่อนการไล่ระดับอุณหภูมิ.

ตัวอย่างเช่นหากน้ำตาลละลายในหม้อด้วยน้ำและจากนั้นน้ำจะร้อนเมื่อได้รับอนุญาตให้เย็นลงอย่างช้า ๆ การตกผลึกของน้ำตาลจะเกิดขึ้น.

นี่คือการถ่ายโอนน้ำตาลละลายไปยังคริสตัล การดำเนินการนี้เรียกว่าการตกผลึกช่วยให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์ในระดับสูง.

อีกตัวอย่างหนึ่งคือการทำให้ร่างกายแห้ง หากเกลือที่ถูกทำให้ร้อนนั้นจะถูกปล่อยออกมาจากน้ำของความชุ่มชื้นในรูปของไอน้ำ สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของน้ำในเกลือเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น.

ตัวอย่าง

การกลั่น

การกลั่นประกอบด้วยการแยกส่วนประกอบของส่วนผสมของเหลวตามความผันผวนหรือจุดเดือด ถ้า A และ B ผสมกันได้และกลายเป็นสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่ A เดือดที่ 50 ° C และ B ที่ 130 ° C จากนั้น A สามารถกลั่นได้จากส่วนผสมผ่านการกลั่นแบบง่าย.

ภาพด้านบนแสดงการชุมนุมทั่วไปของการกลั่นแบบง่าย ในระดับอุตสาหกรรมคอลัมน์การกลั่นมีขนาดใหญ่กว่าและมีคุณสมบัติอื่น ๆ ซึ่งช่วยให้สามารถแยกสารประกอบที่มีจุดเดือดใกล้เคียงกันมากขึ้น (การกลั่นแบบแยกส่วน).

A และ B อยู่ในบอลลูนกลั่น (2) ซึ่งถูกทำให้ร้อนในอ่างน้ำมัน (14) โดยแผ่นทำความร้อน (13) อ่างน้ำมันช่วยให้แน่ใจว่ามีความร้อนที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้นทั่วร่างกายของลูก.

เมื่อส่วนผสมเพิ่มอุณหภูมิประมาณ 50 ° C ไอระเหยจะหลบหนีและสร้างการอ่านบนเทอร์โมมิเตอร์ (3).

จากนั้นไอระเหยของ A ร้อนเข้าสู่เครื่องควบแน่น (5) ซึ่งมีการระบายความร้อนและควบแน่นด้วยน้ำที่ไหลเวียนรอบ ๆ แก้ว (เข้า 6 และใบไม้ 7).

ในที่สุดบอลลูนสะสม (8) ได้รับคอนเดนเสท มันล้อมรอบด้วยห้องอาบน้ำเย็นเพื่อป้องกันการรั่วไหลของ A ไปสู่สิ่งแวดล้อม (ยกเว้นว่า A ไม่ระเหยมาก).

การดูดซึม

การดูดซับช่วยให้สามารถแยกส่วนประกอบที่เป็นอันตรายของกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมในภายหลัง.

นี่คือความสำเร็จโดยผ่านก๊าซในคอลัมน์ที่เต็มไปด้วยของเหลวตัวทำละลาย ดังนั้นของเหลวที่เลือกสรรจะทำการละลายส่วนประกอบที่เป็นอันตราย (เช่น SO)2, CO, ไม่x และเอช2S) ปล่อยให้ "ทำความสะอาด" ก๊าซที่โผล่ออกมาจากสิ่งนี้.

การหมุนเหวี่ยง

ในการทำงานแบบรวมนี้เครื่องหมุนเหวี่ยง (เครื่องมือของภาพด้านบน) จะออกแรงแรงสู่ศูนย์กลางซึ่งเกินพันเท่าการเร่งความเร็วของแรงโน้มถ่วง.

เป็นผลให้อนุภาคแขวนลอยตั้งอยู่ที่ด้านล่างของหลอดอำนวยความสะดวกในการ decanting ที่ตามมาหรือการสุ่มตัวอย่างของ supernatant.

ถ้าแรงสู่ศูนย์กลางไม่ทำงานแรงโน้มถ่วงจะแยกของแข็งด้วยความเร็วช้ามาก นอกจากนี้อนุภาคบางชนิดอาจมีน้ำหนักขนาดหรือพื้นที่ผิวเท่ากันดังนั้นจึงไม่ได้อยู่ในมวลของแข็งเดียวที่ด้านล่างของหลอด.

ร่อน

การตรวจคัดกรองประกอบด้วยการแยกส่วนผสมที่เป็นของแข็งและต่างกันตามขนาดของอนุภาค ดังนั้นอนุภาคขนาดเล็กจะผ่านช่องเปิดของตะแกรง (หรือตะแกรง) ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่จะไม่.

การดูดซับ

การดูดซับมีประโยชน์ในการทำให้บริสุทธิ์ของของเหลวและของแข็ง อย่างไรก็ตามความแตกต่างคือสิ่งสกปรกไม่แทรกซึมไซน์ของวัสดุดูดซับซึ่งเป็นของแข็ง (เช่นซิลิกาเจลสีน้ำเงินในภาพด้านบน); แต่จะยึดติดกับพื้นผิวแทน.

นอกจากนี้ลักษณะทางเคมีของของแข็งนั้นแตกต่างจากอนุภาคที่ดูดซับ (แม้ว่าจะมีความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างทั้งสอง) ด้วยเหตุนี้การดูดซับและการตกผลึก - การดูดซับของผลึกที่จะเติบโต - การทำงานของหน่วยที่แตกต่างกันสองอย่าง.

การอ้างอิง

  1. Fernández G. (24 พฤศจิกายน 2014) หน่วยปฏิบัติการ สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: industriaquimica.net
  2. Carlos A. Bizama Fica Unit Operations: Unit 4: ประเภทของ Unit Operations [PDF] สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: academia.edu
  3. หลักสูตร: เทคโนโลยีเคมี (อินทรีย์). การบรรยายที่ 3: หลักการพื้นฐานของกระบวนการหน่วยและการใช้งานหน่วยในอุตสาหกรรมเคมีอินทรีย์. [PDF] สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: nptel.ac.in
  4. Shymaa Ali Hameed (2014). หน่วยปฏิบัติการ. [PDF] สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: ceng.tu.edu.iq
  5. R.L. เอิร์ล (1983). หน่วยปฏิบัติการด้านการแปรรูปอาหาร. สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: nzifst.org.nz
  6. Mikulova (1 มีนาคม 2551) Slovnaft - โรงงานโพลีโพรพีลีนใหม่ [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: commons.wikimedia.org
  7. Rockpocket (13 มีนาคม 2555) เครื่องปั่นเหวี่ยงเทอร์โม [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: commons.wikimedia.org
  8. Mauro Cateb (22 ตุลาคม 2559) ซิลิกาเจลสีฟ้า [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2018 จาก: flickr.com