Kimia

Operasi unit

Operasi unit
Pabrik kimia di mana Anda dapat melihat berbagai peralatan yang digunakan untuk operasi unit

Apa operasi unit?

Ketika di industri kimia atau area terkait Anda ingin menyiapkan atau mensintesis produk apa pun dari bahan baku melalui proses yang panjang dan rumit, lebih mudah untuk membagi proses ini menjadi tahap individu sederhana yang mudah dianalisis secara terpisah. Tahapan individu yang melibatkan perubahan atau transformasi tunggal ini disebut Operasi unit.

Operasi unit dapat melibatkan perubahan fisik dan kimia. Perubahan ini bisa sangat bervariasi dan beralih dari sesuatu yang sederhana seperti pengeringan produk padat, ke reaksi polimerisasi terkontrol yang dikatalisis dalam reaktor kimia.

Teknik Kimia didasarkan pada operasi unit. Faktanya, cara mereka berhubungan satu sama lain dan peralatan yang digunakan di dalamnya, memberikan dasar untuk desain, konstruksi dan kontrol pabrik kimia.

Jenis Operasi Unit

Operasi kesatuan sangat bervariasi dan dapat diklasifikasikan menurut empat kriteria yang berbeda. Ini adalah:

  1. Jenis transportasi yang mengaturnya.
  2. Menurut sifatnya.
  3. Rezim kerja Anda.
  4. Tujuan yang mereka kejar.

Kriteria ini dijelaskan di bawah ini:

1. Klasifikasi Menurut jenis transportasi yang mengaturnya

Ini adalah kriteria klasifikasi utama yang digunakan oleh insinyur kimia. Operasi kesatuan berusaha untuk memodifikasi materi input untuk mendapatkan apa yang Anda inginkan di output.

Di atas menyiratkan baik untuk memodifikasi massa atau komposisinya, yang menyiratkan a Transfer materi; Ubah tingkat energi atau kualitas Anda, yang menyiratkan transfer energi; atau memodifikasi kecepatan atau arah gerakan Anda, yang menyiratkan Transfer Jumlah Gerakan.

Menurut yang mana atau mana dari jenis pengendalian transportasi ini. Operasi unit, ini dapat diklasifikasikan ke dalam:

  • Operasi transfer materi

Ini adalah yang ada di mana ada transfer massa ke atau dari zat yang terlibat dalam proses. Operasi unit ini meliputi:

    • Proses ekstraksi padat-cair dan cair-cair.
    • Proses perbaikan.
    • Penyerapan dan unbag.
    • Adsorpsi dan disorpsi.

  • Operasi Transfer Energi

Operasi ini mencakup semua proses di mana panas ditransfer ke atau dari sistem, tetapi tanpa kerugian atau gain materi terjadi. Dengan kata lain. Operasi unit ini meliputi:

    • Pertukaran panas tanpa perubahan fase atau keadaan.
    • Proses penguapan dan kondensasi.
    • Proses sublimasi dan deposisi.
    • Proses fusi dan pemadatan.

  • Operasi materi dan transfer energi

Dalam operasi unit ini, transfer energi digunakan, biasanya dalam bentuk panas, untuk melakukan pemisahan atau penyatuan beberapa fase, sehingga transfer massa juga terjadi. Beberapa contoh operasi dengan transfer materi dan energi meliputi:

    • Humidifikasi dan dehumidifikasi.
    • Pengeringan.
    • Lyofilisasi.
    • Distilasi.

  • Operasi Transfer Gerakan

Operasi unit ini adalah yang melibatkan memindahkan tubuh dari satu tempat ke tempat lain tanpa melakukan transformasi lainnya. Jenis operasi ini meliputi:

    • Sirkulasi cairan.
    • Transportasi padat.

  • Operasi komplementer

Ini adalah operasi tambahan untuk yang sudah disebutkan dan itu tidak cocok di kelas lain mana pun. Beberapa contoh adalah:

    • Pengendapan.
    • Sirkulasi cairan melalui lapisan berpori.
    • Agitasi cair.
Dapat melayani Anda: kekuatan antarmolekul

2. Klasifikasi sesuai dengan sifatnya

Menurut kriteria ini, operasi unit dapat diklasifikasikan sebagai:

  • Operasi Unit Fisik

Operasi unit ini menyiratkan perubahan fisik di mana sifat zat yang terlibat tetap konstan. Yaitu, mereka tidak terjadi reaksi kimia dalam bentuk apa pun.

  • Operasi Unit Kimia

Seperti namanya, operasi unit ini melibatkan terjadinya reaksi kimia yang mengubah zat kimia bahan baku menjadi zat lain yang berbeda. Operasi unit ini adalah esensi dan alasan untuk menjadi industri kimia.

  • Operasi Unit Biologis

Mereka mirip dengan operasi unit kimia, tetapi dengan satu -satunya perbedaan bahwa reaksi kimia dilakukan oleh organisme biologis hidup seperti bakteri, jamur dan ragi.

3. Klasifikasi smisalnya rezim pekerjaan Anda

Selain klasifikasi sebelumnya, operasi unit fisik dan kimia dan biologis juga dapat dipisahkan menjadi dua jenis tergantung pada apakah mereka dilakukan tanpa gangguan:

  • Operasi unit batch

Mereka adalah operasi di mana produksi atau transformasi terjadi dalam langkah diskrit berurutan. Mereka umumnya digunakan pada tanaman kecil atau saat produk kemurnian halus atau tinggi dicari.

Baik operasi kesatuan fisik, seperti bahan kimia dan biologis dapat dilakukan dengan banyak. Dalam kasus operasi kimia, mereka umumnya melibatkan penggunaan reaktor tertutup di mana bahan baku ditambahkan, ditutup untuk melakukan reaksi kimia selama periode waktu yang telah ditetapkan sebelumnya, dan kemudian dibuka untuk menghilangkan produk.

  • Operasi Unit Berkelanjutan

Mereka adalah mereka yang dilakukan tanpa gangguan. Dalam kasus ini, umpan bahan baku dan penghilangan produk atau eliminasi dilakukan terus menerus dan dari sana namanya.

Ini dapat melayani Anda: Epoxide: Nomenklatur, Perolehan, Aplikasi, Contoh

4. Klasifikasi sesuai dengan tujuan yang mereka kejar

Akhirnya, berbagai jenis operasi unit dapat dibedakan sesuai dengan tujuannya. Dalam hal ini, 3 kategori hebat dapat dibedakan:

  • Operasi Kombinasi

Ini termasuk operasi pencampuran dua atau lebih zat atau fase untuk mendapatkan fase akhir tunggal sebagai homogen mungkin.

  • Operasi Reaksi

Sesuai dengan operasi di mana transformasi kimia dilakukan.

  • Operasi Pemisahan

Mereka umumnya digunakan untuk memurnikan reaktif sebelum reaksi, atau untuk memisahkan produk dari reagen yang tidak berakting, pelarut (atau kelembaban) atau pengotor apa pun sebelum proses pengemasan.

Contoh operasi kesatuan

Distilasi

Ini adalah operasi kesatuan yang melibatkan transfer panas dan materi, yang terdiri dalam pemisahan campuran cairan berdasarkan perbedaan dalam volatilitas mereka (yang juga memiliki titik didih yang berbeda). Campuran cair dipanaskan ke titik didihnya pada tekanan yang telah ditetapkan sebelumnya.

Fase uap akan lebih kaya dalam komponen yang paling mudah menguap, jadi ketika mengesankan kembali dimungkinkan untuk memisahkannya dari zat yang kurang mudah menguap yang tetap di bagian bawah penyuling.

Ada berbagai jenis distilasi dengan tingkat kompleksitas yang berbeda untuk memisahkan berbagai jenis campuran:

  • Distilasi Sederhana: Ini terdiri dari satu tahap penguapan dan kondensasi tunggal. Ini digunakan ketika perbedaan volatilitas besar atau ketika salah satu komponen jauh lebih mudah menguap daripada yang lain.
  • Distilasi Fraksional: Ini pada dasarnya adalah teknik di mana banyak distilasi kecil dan terhuyung -huyung dilakukan di mana komponen terpisah secara progresif menjadi fraksi yang berbeda. Itu digunakan saat tekanan uap komponen serupa.
  • Distilasi Vakum: Vakum mengurangi titik mendidih cairan, sehingga memungkinkan mereka untuk menyinggung suhu yang lebih rendah. Ini diinginkan ketika ada risiko dekomposisi pada suhu tinggi. Ini juga berfungsi untuk memisahkan campuran azeotropik seperti beberapa campuran etanol air.
  • Distilasi Drag Steam: Ini terdiri dari uap air yang menggelegak dalam campuran cairan di mana salah satunya sedikit tidak mudah menguap dan air tidak larut. Uap air secara harfiah menyeret cairan dan kondensasi dipisahkan menjadi dua fase. Ini juga berfungsi untuk menyaring cairan organik yang tidak stabil secara termal pada suhu yang lebih rendah dari titik didih normal.
Itu dapat melayani Anda: asam bromat (hbro3): sifat, risiko dan penggunaan

Pengeringan

Ini adalah operasi kesatuan transfer materi di mana pelarut (berkali -kali air) yang merendam padatan ditransfer dengan penguapan ke fase gas yang akan dihilangkan, meninggalkan pengering padat dari sebelumnya.

Pengeringan dapat dilakukan dengan melewati arus padat lembab melalui terowongan pengeringan di mana udara kering panas dilewatkan dalam arus balik. Dalam hal ini, ini adalah proses pengeringan yang berkelanjutan.

Itu juga dapat dilakukan dalam nampan yang ditempatkan di lemari tertutup di mana udara panas dilewatkan. Dalam hal ini kita berada di hadapan banyak pengeringan.

Akhirnya, ada juga pengering putar dan pengering tekanan, serta percikan di aliran udara panas. Yang terakhir digunakan dalam beberapa kasus untuk persiapan kopi instan.

Adsorpsi

Ini adalah fenomena permukaan di mana fase terlarut atau gas dipatuhi permukaan padatan. Padatan adalah bahan adsorben berpori dengan permukaan yang sangat tinggi dan yang memungkinkan adsorpsi zat terlarut atau gas dalam jumlah besar. Karbon aktif adalah contoh umum dari adsorben yang digunakan baik di laboratorium maupun di industri.

Contoh penerapan adsorpsi pada karbon aktif adalah dalam proses kopi dan teh tanpa kafein.

Penyerapan

Penyerapan terdiri dalam pembubaran komponen campuran gas dalam cairan. Ini adalah operasi kesatuan transportasi materi yang banyak digunakan untuk menghilangkan kontaminan seperti karbon dioksida atau hidrogen sulfida udara sebelum dikeluarkan ke lingkungan.