Ποιες είναι οι εργασίες μαζικής μεταφοράς?

Οι εργασίες μαζικής μεταφοράς είναι θεμελιώδεις διαδικασίες σε διάφορες βιομηχανίες, παίζοντας κεντρικό ρόλο στον διαχωρισμό, καθαρισμός, και μεταμορφώνοντας ουσίες. Αυτές οι λειτουργίες περιλαμβάνουν την κίνηση μάζας από τη μια θέση στην άλλη, Συνήθως οδηγείται από βαθμίδες συγκέντρωσης, διαφορές πίεσης, ή διαφορές θερμοκρασίας. Η κατανόηση των διαφόρων τύπων εργασιών μεταφοράς μάζας είναι απαραίτητη για τη βελτιστοποίηση των βιομηχανικών διεργασιών, Βελτίωση της ποιότητας του προϊόντος, και μείωση του κόστους. Ας εξερευνήσουμε λεπτομερώς μερικές από τις πιο συνηθισμένες εργασίες μεταφοράς μάζας.

• Απλή απόσταξη: Αυτή είναι η πιο βασική μορφή απόσταξης και είναι κατάλληλη για τον διαχωρισμό μιγμάτων με σημαντική διαφορά στα σημεία βρασμού. Για παράδειγμα, Διαχωρισμός αιθανόλης από το νερό σε χαμηλό - απόδειξη διαλύματος αλκοόλης. Σε μια απλή ρύθμιση απόσταξης, Το υγρό μίγμα θερμαίνεται σε μια φιάλη απόσταξης, Και ο ατμός ανεβαίνει σε συμπυκνωτή, όπου ψύχεται και μετατρέπεται σε υγρό.

• Κλασματική απόσταξη: Η κλασματική απόσταξη χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό μιγμάτων με πιο κοντά σημεία βρασμού. Περιλαμβάνει τη χρήση μιας κλασματικής στήλης, που παρέχει πολλαπλά στάδια ατμού - Υγρή επαφή. Καθώς ο ατμός αυξάνεται μέσω της στήλης, Συμπυκνώνει επανειλημμένα και επανεξετάζεται. Κάθε στάδιο συμπύκνωσης και επανεξέτασης εμπλουτίζει τον ατμό με το πιο πτητικό συστατικό. Αυτή η διαδικασία είναι ζωτικής σημασίας για τον εξευγενισμό του αργού πετρελαίου, όπου ένα σύνθετο μίγμα υδρογονανθράκων διαχωρίζεται σε διάφορα κλάσματα όπως η βενζίνη, ντίζελ, και κηροζίνη.

• Απόσταξη κενού: Η απόσταξη κενού χρησιμοποιείται όταν τα συστατικά του μείγματος έχουν υψηλά σημεία βρασμού ή είναι θερμότητα - ευαίσθητος. Μειώνοντας την πίεση στο σύστημα απόσταξης, Τα σημεία βρασμού των ουσιών μειώνονται. Αυτό επιτρέπει τον διαχωρισμό των εξαρτημάτων σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, ελαχιστοποιώντας τον κίνδυνο θερμικής υποβάθμισης. Για παράδειγμα, στην παραγωγή ορισμένων υψηλών - μοριακός - πολυμερή βάρους ή στον καθαρισμό της θερμότητας - ασταθής φυσικά προϊόντα.

• Φυσική απορρόφηση: Σε φυσική απορρόφηση, Η απορρόφηση του συστατικού αερίου στο υγρό βασίζεται στη διαλυτότητα. Για παράδειγμα, Όταν το διοξείδιο του άνθρακα απομακρύνεται από έναν καπνό - ρεύμα αερίου χρησιμοποιώντας νερό ως απορροφητικό, Το διοξείδιο του άνθρακα διαλύεται στο νερό λόγω της διαλυτότητάς του σε νερό υπό τις δεδομένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Ο ρυθμός φυσικής απορρόφησης επηρεάζεται από παράγοντες όπως η διαλυτότητα του αερίου στο υγρό, Η επιφάνεια επαφής μεταξύ των φάσεων αερίου και υγρών, και η μερική πίεση του αερίου στη φάση του αερίου.

• Χημική απορρόφηση: Η χημική απορρόφηση περιλαμβάνει μια χημική αντίδραση μεταξύ του απορροφημένου συστατικού αερίου και ενός αντιδραστικού είδους στο απορροφητικό υγρό. Αυτή η αντίδραση ενισχύει την ικανότητα και το ρυθμό απορρόφησης. Ένα παράδειγμα είναι η απομάκρυνση του διοξειδίου του θείου από τον καπναγωγό - το αέριο που χρησιμοποιεί αμίνη - απορροφητικός. Το διοξείδιο του θείου αντιδρά με την αμίνη στο υγρό, σχηματίζοντας χημική ένωση. Η χημική απορρόφηση προτιμάται συχνά όταν ασχολείται με χαμηλά - συστατικά αέριο συγκέντρωσης ή όταν απαιτείται υψηλός βαθμός απόδοσης απομάκρυνσης.

• Υγρό - Εκχύλιση υγρού: Σε υγρό - εκχύλιση υγρού, επίσης γνωστή ως εξαγωγή διαλύτη, Χρησιμοποιούνται δύο μη αναμίξιμες υγρές φάσεις. Μία φάση περιέχει τη διαλυτή ουσία που πρέπει να εξαχθεί, Και η άλλη φάση είναι ο διαλύτης εξαγωγής. Για παράδειγμα, στην εξαγωγή καφεΐνης από κόκκους καφέ, Χρησιμοποιείται ένας οργανικός διαλύτης όπως το διχλωρομεθάνιο. Η καφεΐνη στον καφέ - εκχύλισμα φασολιών (υδατική φάση) διαλύεται στο διχλωρομεθάνιο (οργανική φάση) Λόγω της υψηλότερης διαλυτότητάς του στον οργανικό διαλύτη. Στη συνέχεια διαχωρίζονται οι δύο υγρές φάσεις, και η ουσία μπορεί να ανακτηθεί από τον διαλύτη εξαγωγής με περαιτέρω επεξεργασία, όπως απόσταξη.

• Στερεός - Εκχύλιση υγρού: Στερεός - εκχύλιση υγρού, ονομάζεται επίσης έκπλυση, χρησιμοποιείται για την εξαγωγή διαλυτών εξαρτημάτων από ένα στερεό υλικό χρησιμοποιώντας υγρό διαλύτη. Στην εξορυκτική βιομηχανία, Η έκπλυση χρησιμοποιείται για την εξαγωγή πολύτιμων μετάλλων από μεταλλεύματα. Για παράδειγμα, στην εξαγωγή χαλκού από μεταλλεύματα χαλκού, Ένα διάλυμα θειικού οξέος χρησιμοποιείται ως παράγοντας έκπλυσης. Το οξύ αντιδρά με τον χαλκό - που περιέχει ορυκτά στο μετάλλευμα, Διάλυση του χαλκού, που στη συνέχεια μπορεί να διαχωριστεί από το στερεό υπόλειμμα.

• Ξήρανση: Η ξήρανση με τη μεταφορά είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος ξήρανσης. Περιλαμβάνει τη χρήση ζεστού αέρα ή αερίου για τη μεταφορά θερμότητας στο υλικό που ξηραίνεται. Η θερμότητα παρέχει την ενέργεια που απαιτείται για την εξατμισμό της υγρασίας στο υλικό, Και η υγρασία - Στη συνέχεια αφαιρείται ο φορτωμένος αέρας. Για παράδειγμα, Σε στεγνωτήριο δίσκου, Το υλικό τοποθετείται στους δίσκους, Και ο ζεστός αέρας κυκλοφορεί στους δίσκους. Ο ζεστός αέρας απορροφά την υγρασία από το υλικό και το μεταφέρει μακριά. Ο ρυθμός ξήρανσης με μεταφορά επηρεάζεται από παράγοντες όπως η θερμοκρασία, υγρότητα, και ταχύτητα του ζεστού αέρα, καθώς και την επιφάνεια και το πορώδες του υλικού.

• Ξήρανση: Στην ξήρανση επαφής, Το υλικό που πρέπει να ξηραίνεται είναι σε άμεση επαφή με μια θερμαινόμενη επιφάνεια. Η θερμότητα μεταφέρεται από την επιφάνεια στο υλικό, προκαλώντας την εξατμιστική υγρασία. Οι ξηραντές τύμπανου είναι ένα παράδειγμα επαφής - εξοπλισμός ξήρανσης. Το υλικό εξαπλώνεται σε ένα λεπτό στρώμα στην επιφάνεια ενός περιστρεφόμενου τυμπάνου, που θερμαίνεται από μέσα. Καθώς το τύμπανο περιστρέφεται, Το υλικό στεγνώνει, και το αποξηραμένο προϊόν αποξένω από την επιφάνεια του τυμπάνου.

• Ξήρανση κενού: Η ξήρανση με κενό χρησιμοποιείται όταν το υλικό είναι θερμότητα - ευαίσθητο ή όταν είναι χαμηλό - Απαιτείται περιεκτικότητα σε υγρασία. Μειώνοντας την πίεση στο θάλαμο ξήρανσης, Το σημείο βρασμού του νερού μειώνεται, επιτρέποντας την αφαίρεση της υγρασίας σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Αυτό είναι χρήσιμο στην ξήρανση των φαρμακευτικών προϊόντων, προϊόντα διατροφής, και ζέστη - ασταθή χημικά.

• Αντίστροφη όσμωση: Η αντίστροφη όσμωση είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μεμβράνη - διαδικασία διαχωρισμού, ειδικά για τον καθαρισμό νερού. Χρησιμοποιεί ένα ημι - - Διαπερατή μεμβράνη για την απομάκρυνση διαλυμένων αλάτων και άλλων μολυσματικών ουσιών από το νερό. Υπό υψηλή πίεση, Τα μόρια νερού περνούν από τη μεμβράνη, ενώ απορρίπτονται ιόντα και μεγαλύτερα μόρια. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται σε μονάδες αφαλάτωσης για τη μετατροπή του θαλασσινού νερού σε πόσιμο νερό και στην παραγωγή υψηλού - Καθαρότητα νερού για φαρμακευτικές και ηλεκτρονικές βιομηχανίες.

• Υπερδιήθηση: Η υπερδιήθηση χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό των μακρομορίων, όπως πρωτεΐνες, πολυμερή, και κολλοειδή, από λύσεις. Η μεμβράνη έχει πόρους συγκεκριμένης περιοχής μεγέθους, Συνήθως από 0.001 να 0.1 μικρομία. Μικρότερα μόρια και διαλύτες μπορούν να περάσουν από τη μεμβράνη, Ενώ διατηρούνται μεγαλύτερα μακρομόρια. Η υπερδιήθηση χρησιμοποιείται στη βιομηχανία γαλακτοκομικών προϊόντων για να συγκεντρωθεί οι πρωτεΐνες γάλακτος, Στη βιομηχανία βιοτεχνολογίας για καθαρισμό πρωτεϊνών, και σε επεξεργασία λυμάτων για την απομάκρυνση αιωρούμενων στερεών και μεγάλων οργανικών μορίων.

• Μεμβράνες διαχωρισμού αερίου: Οι μεμβράνες διαχωρισμού αερίου χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό διαφορετικών συστατικών αερίου από ένα μείγμα αερίου. Για παράδειγμα, Στον διαχωρισμό του υδρογόνου από ένα ρεύμα αερίου που περιέχει υδρογόνο και άλλα αέρια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια μεμβράνη που είναι επιλεκτικά διαπερατή στο υδρογόνο. Τα μόρια υδρογόνου περνούν μέσω της μεμβράνης πιο εύκολα από τα άλλα μόρια αερίου, με βάση τις διαφορές στο μέγεθός τους, διαλυτότητα, και διάχυση στο υλικό μεμβράνης.