単位操作の種類と例



の 単位操作 それから所望の製品を得るために原料に物理的処理を含むものである。これらのすべての操作は、移動量と同様に、質量とエネルギーの保存の法則に従います。.

これらの操作は、原材料（これは液体、固体または気体状態）の反応器への輸送、ならびにその加熱または冷却を容易にする。彼らはまた、製品ミックスの特定の構成要素の効果的な分離を支持しています。.

物質の化学的性質を変換するユニタリープロセスとは異なり、操作はそれらの物理化学的性質の1つの勾配を通してそれらの状態を変更しようとします。これは、質量内、エネルギー内、または移動量内に勾配を生成することによって達成されます。.

化学業界だけでなく、これらの作業の例は無数にありますが、キッチンにもあります。例えば、あなたが液体牛乳の一部を破ったとき、あなたはクリームとスキムミルクを手に入れます.

一方、酸溶液がこのミルク（クエン酸、酢など）に加えられるならば、それはそのタンパク質の変性を引き起こします、そしてそれはプロセス（酸性化）であって、そして一体の操作ではありません。.

索引

  • 1種類
    • 1.1案件転送操作
    • 1.2熱伝達操作
    • 1.3物質移動とエネルギー移動を同時に
  • 2例
    • 2.1蒸留
    • 2.2吸収
    • 2.3遠心
    • 2.4スクリーニング
    • 2.5吸着
  • 3参考文献

タイプ

案件転送操作

このタイプの単位操作は拡散機構を介して物質を移動させる。言い換えれば、原材料は、抽出または分離することが望まれる成分の濃度変動を生み出すシステムにかけられる。.

実用的な例は、いくつかの種子からの天然油の抽出を検討することです。.

油は本質的に無極性であるため、種子を浸すが（理論的には）そのマトリックスの成分のいずれとも反応しない無極性溶媒（n-ヘキサンなど）で抽出することができます。 ）.

伝熱操作

ここでは、熱は暖かい体から冷たい体に伝達されます。原料が低温体であり、例えばその粘度を下げそしてプロセスを容易にするためにその温度を上昇させることが必須である場合、それは熱い流れまたは表面との接触にさらされる.

しかしながら、これらの操作は「単純な」熱伝達を超えています、なぜならエネルギーはその現れのいずれか（光、風、機械的、電気的、その他）でも変換されることができるから.

上記の例は、水流が発電に使用される水力発電所で見られます。.

物質移動とエネルギー移動を同時に

このタイプの操作では、温度勾配の前に質量（濃度勾配）を移動させながら、前の2つの現象が同時に発生します。.

例えば、砂糖を水と一緒にポットに溶かしてから水を加熱すると、ゆっくり冷却すると砂糖の結晶化が起こります。.

ここでは、溶解した糖がその結晶に転移します。結晶化として知られるこの操作は、高純度の固体生成物を得ることを可能にする。.

別の例は体の乾燥です。水和塩が熱にさらされると、水和水を水蒸気の形で放出します。これもまた、塩の温度が上がるにつれて塩の中の水の質量濃度に変化を生じさせる.

例

蒸留

蒸留は、その揮発性または沸点に従って液体混合物の成分を分離することからなる。 AとBが混和性で均質な溶液を形成しているが、Aが50℃で沸騰し、Bが130℃で沸騰する場合は、単純な蒸留によってAを混合物から蒸留することができる。.

上の画像は単純な蒸留の典型的な組み立てを示しています。工業規模では、蒸留塔ははるかに大きくそして他の特徴を有し、それは互いに非常に近い沸点を有する化合物の分離を可能にする（分別蒸留）。.

ＡおよびＢは、加熱プレート（１３）によって油浴（１４）内で加熱される蒸留器バルーン（２）内にある。オイルバスはボールのボディー全体を通してより均一な加熱を保証します.

混合物の温度が約50℃上昇すると、蒸気が逃げて温度計に値が表示されます（3）。.

次に、熱いAの蒸気が凝縮器（5）に入り、そこでガラスの周りを循環する水によって冷却され、凝縮されます（6で入り、7で出ます）。.

最後に、コレクターバルーン（８）はＡ凝縮物を受け取る。それは、環境へのAの漏出の可能性を防ぐために冷たい浴槽に囲まれています（Aがあまり揮発性ではない限り）。.

吸収

吸収は、後で環境に放出されるガス流の有害成分の分離を可能にします.

これは、溶剤液で満たされたカラム内にガスを通すことによって達成される。したがって、液体は有害成分（例えばＳＯ）を選択的に可溶化する。2, CO、NO× とH2S）、そこから出てくるガスを「きれいに」残します.

遠心分離

この単一操作では、遠心分離機（上の画像の機器）は重力加速度の数千倍を超える求心力を発揮します.

結果として、懸濁粒子はチューブの底に沈降し、その後の上澄みのデカントまたはサンプリングを容易にする。.

求心力が働かなかったら、重力は非常に遅い速度で固体を分けるだろう。また、すべての粒子が同じ重量、サイズ、または表面積を持っているわけではないので、チューブの底部にある単一の固い塊に落ち着くわけではありません。.

スクリーニング

スクリーニングは、その粒子の大きさに応じて固体と不均一の混合物を分離することからなります。したがって、小さい粒子はふるい（またはふるい）の開口部を通過しますが、大きい粒子は通過しません。.

吸着

吸収と同様に、吸着は液体および固体流の精製に有用である。ただし、違いは、不純物が固体である吸着材のサインに浸透しないことです（上の図の青みを帯びたシリカゲルのように）。代わりに、それはその表面に付着します.

また、固体の化学的性質は、それが吸着する粒子の化学的性質とは異なります（たとえ両者の間に大きな親和性があったとしても）。このため、吸着と結晶化 - 結晶が成長する粒子を吸着 - は2つの異なる単位操作です。.

参考文献

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