단위 조작 이으로부터 원하는 생성물을 얻기 위해 원료에 물리적 처리를 포함하는 것들이다. 이 모든 작업은 질량 및 에너지 보존 법칙과 운동량을 준수합니다.
이러한 작업은 원자로 (액체, 고체 또는 기체 상태)의 원자로를 가열 또는 냉각 할뿐만 아니라 원자로로의 수송을 용이하게합니다. 또한 제품 믹스에서 특정 구성 요소의 효과적인 분리를 촉진합니다.
물 댐은 단위 작업의 예입니다.
물질의 화학적 특성을 변형시키는 단일 프로세스와 달리 작업은 물리 화학적 특성 중 하나의 기울기를 통해 상태를 수정하려고합니다. 이것은 질량, 에너지 또는 수량 이동의 기울기를 생성하여 달성됩니다.
화학 산업뿐만 아니라 주방에서도 이러한 작업에 대한 수많은 사례가 있습니다. 예를 들어, 액체 우유의 일부를 휘핑하면 크림과 탈지 우유가 생성됩니다.
반면에 산 용액 (구연산, 식초 등)을이 같은 우유에 첨가하면 단백질의 변성을 일으켜 단위 작업이 아닌 과정 (산화)이됩니다.
단위 작업의 유형
자재 이송 작업
이 유형의 단위 작업은 확산 메커니즘을 통해 질량을 전달합니다. 즉, 원료는 추출 또는 분리 될 성분의 농도에 변화를 발생시키는 시스템에 적용됩니다.
실용적인 예는 일부 종자에서 천연 오일 추출을 고려하는 것입니다.
오일은 본질적으로 본질적으로 무극성이기 때문에, 비극성 용매 (예 : n- 헥산)로 추출 할 수 있습니다. ).
열 전달 작업
여기서 열은 더 따뜻한 몸에서 더 차가운 몸으로 전달됩니다. 원료가 차가운 몸체이고 예를 들어 점도를 낮추고 공정을 촉진하기 위해 온도를 높이는 것이 필수적이라면 뜨거운 흐름 또는 표면과 접촉합니다.
그러나 이러한 작업은 열의 "단순한"전달을 뛰어 넘습니다. 에너지는 어떤 형태 (빛, 바람, 기계, 전기 등)로도 변환 될 수 있기 때문입니다.
위의 예는 수류가 전기를 생성하는 데 사용되는 수력 발전소에서 볼 수 있습니다.
동시에 질량 및 에너지 전달 작업
이러한 유형의 작업에서는 이전 두 가지 현상이 동시에 발생하여 질량 (농도 구배)을 온도 구배로 전달합니다.
예를 들어, 설탕을 냄비에 물에 녹인 다음 물을 가열하면 설탕이 천천히 식을 때 결정화가 발생합니다.
여기에서 용해 된 설탕이 결정을 향해 이동합니다. 결정화라고하는이 작업을 통해 고순도의 고체 제품을 얻을 수 있습니다.
또 다른 예는 몸의 건조입니다. 수 화염이 열을 받으면 수화 수를 증기 형태로 방출합니다. 이것은 소금이 온도가 상승함에 따라 소금에있는 물의 질량 농도에 변화를 가져옵니다.
예
증류
증류는 휘발성 또는 끓는점을 기준으로 액체 혼합물의 성분을 분리하는 것으로 구성됩니다. A와 B가 혼합되어 균일 한 용액을 형성하지만 A가 50 ° C에서 끓고 B가 130 ° C에서 끓으면 A는 간단한 증류를 통해 혼합물에서 증류 될 수 있습니다.
위의 이미지는 간단한 증류의 일반적인 설정을 나타냅니다. 산업 규모에서 증류 컬럼은 훨씬 더 크고 다른 특성이있어 매우 가까운 비등점 (분획 증류)을 통해 화합물을 분리 할 수 있습니다.
A와 B는 스틸 보틀 (2)에 있으며, 가열판 (13)에 의해 오일 배스 (14)에서 가열됩니다. 오일 배스는 공의 몸체 전체에 더 균일 한 가열을 보장합니다.
혼합물이 온도를 약 50 ° C로 증가 시키면 A의 증기가 빠져 나와 온도계에 판독 값이 표시됩니다 (3).
그런 다음 A의 뜨거운 증기는 응축기 (5)로 들어가서 유리 주위를 순환하는 물의 작용에 의해 냉각되고 응축됩니다 (6에 들어가고 7에 나옴).
마지막으로 수집 풍선 (8)은 응축 된 A를받습니다. A가 환경으로 누출 될 가능성을 방지하기 위해 냉수 조로 둘러싸여 있습니다 (A가 휘발성이 매우 높지 않은 경우).
흡수
흡수를 통해 이후 환경으로 방출되는 기체 흐름에서 유해한 성분을 분리 할 수 있습니다.
이것은 액체 용매로 채워진 컬럼에 기체를 통과시킴으로써 수행됩니다. 따라서 액체는 유해 성분 (예 : SO 2 , CO, NO x 및 H 2 S)을 선택적으로 용해시켜, 액체 에서 나오는 가스를 "깨끗한"상태로 남깁니다.
원심 분리
이 단일 작동에서 원심 분리기 (상단 이미지의 기기)는 중력 가속도의 수천 배를 초과하는 구심력을 발휘합니다.
결과적으로 부유 입자는 튜브 바닥에 가라 앉아 상층 액의 후속 경사 나 샘플링을 용이하게합니다.
구심력이 작동하지 않으면 중력이 고체를 매우 느린 속도로 분리합니다. 또한 모든 입자의 무게, 크기 또는 표면적이 동일한 것은 아니므로 튜브 바닥에서 단일 고체 덩어리로 침전되지 않습니다.
선별
흡수와 마찬가지로 흡착은 액체 및 고체 흐름의 정제에 유용합니다. 그러나 차이점은 불순물이 고체 인 흡착제 물질에 침투하지 않는다는 것입니다 (위 이미지의 푸르스름한 실리카겔처럼). 대신 표면에 달라 붙습니다.
마찬가지로 고체의 화학적 성질은 흡착하는 입자의 화학적 성질과 다릅니다 (둘 사이에 큰 친 화성이 있더라도). 이러한 이유로 흡착과 결정화 (결정이 입자를 흡착하여 성장)는 두 가지 다른 단위 작업입니다.
참고 문헌
- Fernández G. (2014 년 11 월 24 일). 단위 작업. 2018 년 5 월 24 일에 검색 함 : industriaquimica.net
- Carlos A. Bizama Fica. 단위 운영 : 단위 4 : 단위 운영 유형. . 2018 년 5 월 24 일 검색 : academia.edu
- 코스 : 화학 기술 (유기). 강의 3 : 유기 화학 산업의 단위 프로세스 및 단위 작업의 기본 원리. . 2018 년 5 월 24 일 nptel.ac.in에서 검색 함
- Shymaa Ali Hameed. (2014). 단위 작동. . 2018 년 5 월 24 일 ceng.tu.edu.iq에서 검색
- RL 얼. (1983). 식품 가공의 단위 운영. 2018 년 5 월 24 일 검색 : nzifst.org.nz
- Mikulova. (2008 년 3 월 1 일). Slovnaft-새로운 폴리 프로필렌 공장. . 2018 년 5 월 24 일, commons.wikimedia.org에서 검색
- Rockpocket. (2012 년 3 월 13 일). 열 원심 분리기. . 2018 년 5 월 24 일, commons.wikimedia.org에서 검색
- Mauro Cateb. (2016, 10 월 22 일). 블루 실리카겔. . 2018 년 5 월 24 일 flickr.com에서 검색 함