BIRIM IŞLEMLERI: TÜRLERI VE ÖRNEKLERI - KIMYA - 2025

Birim işlemleri , bu arzu edilen ürünü elde etmek amacıyla, besleme stoğuna fiziksel tedaviler kapsayanlardır. Tüm bu işlemler, momentumun yanı sıra kütle ve enerjinin korunumu yasalarına da uyar.

Bu işlemler, hammaddenin (bu sıvı, katı veya gaz halinde) reaktörlere taşınmasının yanı sıra ısıtılmasını veya soğutulmasını da kolaylaştırır. Ayrıca, belirli bir bileşenin bir ürün karışımından etkili bir şekilde ayrılmasını sağlarlar.

Su barajları birim operasyon örnekleridir

Maddenin kimyasal yapısını dönüştüren üniter süreçlerin aksine, operasyonlar fizikokimyasal özelliklerinden birinin gradyanı aracılığıyla durumunu değiştirmeye çalışır. Bu, kütle, enerji veya miktar hareketinde bir gradyan oluşturarak elde edilir.

Sadece kimya endüstrisinde değil, aynı zamanda mutfakta da bu işlemlerin sayısız örneği var. Örneğin, sıvı sütün bir kısmını çırpmak krema ve yağsız süt üretir.

Öte yandan aynı süte bir asit solüsyonu (sitrik asit, sirke vb.) Eklenirse proteinlerinin denatürasyonuna neden olur, bu bir işlemdir (asidülasyon) ve bir birim işlem değildir.

Birim işlem türleri

Malzeme transfer işlemleri

Bu tip transfer kütlesinin bir difüzyon mekanizması ile birim işlemleri. Başka bir deyişle: hammadde, çıkarılacak veya ayrılacak bileşenin konsantrasyonunda bir değişiklik oluşturan bir sisteme tabi tutulur.

Pratik bir örnek, bazı tohumlardan doğal bir yağın ekstraksiyonunu düşünmektir.

Yağlar esasen doğada apolar olduğundan, tohumları yıkayan ancak matrislerinin herhangi bir bileşeniyle (kabuklar ve kuruyemişler) reaksiyona girmeyen (teorik olarak) bir apolar çözücü (n-heksan gibi) ile özütlenebilirler. ).

Isı transfer işlemleri

Burada ısı, daha sıcak olan vücuttan daha soğuk olan vücuda aktarılır. Hammadde soğuk cisim ise ve sıcaklığını, örneğin viskozitesini düşürmek ve bir işlemi kolaylaştırmak için yükseltmek gerekliyse, o zaman sıcak bir akış veya yüzey ile temas ettirilir.

Bununla birlikte, enerji aynı zamanda herhangi bir tezahürüne (ışık, rüzgar, mekanik, elektrik vb.) Dönüştürülebildiğinden, bu işlemler "basit" bir ısı transferinin ötesine geçer.

Yukarıdakilere bir örnek, elektrik üretmek için su akımlarının kullanıldığı hidroelektrik santrallerinde görülebilir.

Eşzamanlı olarak kütle ve enerji transferi işlemleri

Bu tür bir işlemde, önceki iki olay aynı anda meydana gelir ve kütleyi (konsantrasyon gradyanı) bir sıcaklık gradyanına aktarır.

Örneğin, şeker bir tencerede suda çözülür ve sonra su ısıtılırsa, şeker yavaşça soğutulduğunda kristalleşmesi gerçekleşir.

Burada çözünmüş şekerin kristallerine doğru transferi gerçekleşir. Kristalizasyon olarak bilinen bu işlem, yüksek derecede saflıkta katı ürünlerin elde edilmesini sağlar.

Bir başka örnek de vücudun kurumasıdır. Hidratlanmış bir tuz ısıya maruz kalırsa, hidrasyon suyunu buhar şeklinde açığa çıkaracaktır. Bu, tuzun sıcaklığı arttıkça, tuzdaki suyun kütle konsantrasyonunda bir değişiklik meydana getirir.

Örnekler

Damıtma

Damıtma, sıvı bir karışımın bileşenlerinin uçuculuklarına veya kaynama noktalarına göre ayrılmasını içerir. A ve B karışabilir ise ve homojen bir çözelti oluşturuyorsa, ancak A 50 ° C'de ve B 130 ° C'de kaynarsa, A karışımdan basit damıtma yoluyla damıtılabilir.

Yukarıdaki görüntü, basit bir damıtma işleminin tipik bir kurulumunu temsil etmektedir. Endüstriyel ölçeklerde, damıtma sütunları çok daha büyüktür ve çok yakın kaynama noktalarına (fraksiyonel damıtma) sahip bileşiklerin ayrılmasına izin veren başka özelliklere sahiptir.

A ve B, ısıtma plakası (13) tarafından bir yağ banyosunda (14) ısıtılan hareketsiz şişenin (2) içindedir. Yağ banyosu, topun gövdesi boyunca daha homojen bir ısınmayı garanti eder.

Karışımın sıcaklığı 50 ° C civarında yükseldiğinde, A'nın buharları kaçar ve termometrede (3) bir okuma oluşturur.

Daha sonra, A'nın sıcak buharları, camın etrafında dolaşan (6'da girip 7'de çıkan) suyun hareketi ile soğutulup yoğunlaştıkları kondansatöre (5) girer.

Son olarak, toplama balonu (8) yoğunlaştırılmış A'yı alır. A'nın çevreye olası sızıntısını önlemek için (A çok uçucu olmadığı sürece) soğuk bir banyo ile çevrilidir.

Emilim

Soğurma, zararlı bileşenlerin daha sonra çevreye salınan gaz halindeki bir akımdan ayrılmasına izin verir.

Bu, gazların sıvı çözücü ile dolu bir kolona geçirilmesi ile gerçekleştirilir. Bu nedenle, sıvı seçici çözen zararlı bileşenler (örneğin, olarak ₂ , CO, NO _X ve H ₂ , “temiz” ondan ortaya çıkan bir gaz çıkış S).

santrifüj

Bu üniter işlemde, santrifüj (üstteki resimdeki alet) yerçekiminin ivmesinin binlerce katını aşan merkezcil bir kuvvet uygular.

Sonuç olarak, süspanse edilmiş partiküller tüpün dibine yerleşerek daha sonra süpernatantın boşaltılmasını veya örneklenmesini kolaylaştırır.

Merkezcil kuvvet çalışmasaydı, yerçekimi katıyı çok yavaş bir hızda ayırırdı. Ayrıca, tüm parçacıklar aynı ağırlık, boyut veya yüzey alanına sahip değildir, bu nedenle tüpün dibinde tek bir katı kütleye yerleşmezler.

Eleme

Absorpsiyon gibi adsorpsiyon, sıvı ve katı akımların saflaştırılmasında faydalıdır. Bununla birlikte, aradaki fark, safsızlıkların bir katı olan (yukarıdaki görüntüdeki mavimsi silika jel gibi) adsorban malzemeye nüfuz etmemesidir; bunun yerine yüzeyine yapışır.

Aynı şekilde, katının kimyasal yapısı, adsorbe ettiği parçacıklarınkinden farklıdır (ikisi arasında büyük bir afinite olsa bile). Bu nedenle, adsorpsiyon ve kristalizasyon - büyümek için partikülleri adsorbe eden kristal - iki farklı birim işlemdir.

Referanslar

1. Fernández G. (24 Kasım 2014). Birim işlemleri. 24 Mayıs 2018'de, Industriaquimica.net adresinden alındı
2. Carlos A. Bizama Fica. Birim İşlemleri: Ünite 4: Birim İşlem Türleri. . 24 Mayıs 2018'de, akademi.edu adresinden alındı
3. Kurs: Kimyasal Teknoloji (Organik). Ders 3: Organik Kimya Endüstrilerinde Temel İşlemler ve Temel İşlemler. . 24 Mayıs 2018'de nptel.ac.in adresinden alındı
4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Birim yönetimi. . 24 Mayıs 2018'de ceng.tu.edu.iq adresinden alındı
5. RL Earle. (1983). Gıda İşlemede Temel İşlemler. 24 Mayıs 2018'de nzifst.org.nz adresinden erişildi.
6. Mikulova. (1 Mart 2008). Slovnaft - Yeni polipropilen tesisi. . 24 Mayıs 2018'de commons.wikimedia.org adresinden alındı.
7. Rockpocket. (13 Mart 2012). Termo santrifüj. . 24 Mayıs 2018'de commons.wikimedia.org adresinden alındı.
8. Mauro Cateb. (2016, 22 Ekim). Mavi silika jel. . 24 Mayıs 2018'de flickr.com adresinden alındı