OPERASI UNIT: JENIS DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The unit operasi adalah mereka yang melibatkan perawatan fisik untuk bahan baku untuk mendapatkan produk yang diinginkan dari ini. Semua operasi ini mematuhi hukum kekekalan massa dan energi, serta momentum.

Operasi ini memfasilitasi pengangkutan bahan mentah (dalam bentuk cair, padat atau gas) menuju reaktor, serta pemanasan atau pendinginannya. Mereka juga mempromosikan pemisahan efektif komponen tertentu dari bauran produk.

Bendungan air adalah contoh unit operasi

Tidak seperti proses kesatuan yang mengubah sifat kimiawi materi, operasi berusaha mengubah kondisinya melalui gradien salah satu sifat fisikokimianya. Ini dicapai dengan menghasilkan gradien dalam gerakan massa, energi, atau kuantitas.

Tidak hanya di industri kimia, contoh operasi ini tak terhitung jumlahnya, tetapi juga di dapur. Misalnya, mengocok susu cair menghasilkan krim dan susu skim.

Di sisi lain, jika larutan asam (asam sitrat, cuka, dll.) Ditambahkan ke susu yang sama ini, ini menyebabkan denaturasi proteinnya, ini menjadi proses (asidulasi) dan bukan operasi unit.

Jenis operasi unit

Operasi transfer material

Operasi unit jenis ini mentransfer massa melalui mekanisme difusi. Dengan kata lain: bahan mentah tunduk pada sistem yang menghasilkan variasi konsentrasi komponen yang akan diekstraksi atau dipisahkan.

Contoh praktisnya adalah mempertimbangkan ekstraksi minyak alami dari beberapa biji.

Karena minyak pada dasarnya bersifat apolar, mereka dapat diekstraksi dengan pelarut apolar (seperti n-heksana), yang memandikan biji tetapi tidak bereaksi (secara teoritis) dengan salah satu komponen matriksnya (kulit dan kacang. ).

Operasi perpindahan panas

Di sini, panas dipindahkan dari tubuh yang lebih hangat ke tubuh yang lebih dingin. Jika bahan bakunya adalah benda dingin dan penting untuk menaikkan suhunya untuk, misalnya, menurunkan viskositasnya dan memfasilitasi suatu proses, maka bahan tersebut akan bersentuhan dengan aliran atau permukaan panas.

Namun, operasi ini melampaui transfer panas yang "sederhana", karena energi juga dapat diubah menjadi manifestasinya (cahaya, angin, mekanik, listrik, dll.).

Contoh di atas dapat dilihat pada pembangkit listrik tenaga air, di mana arus air digunakan untuk menghasilkan listrik.

Operasi perpindahan massa dan energi secara bersamaan

Dalam jenis operasi ini, dua fenomena sebelumnya terjadi pada waktu yang sama, mentransfer massa (gradien konsentrasi) ke gradien suhu.

Misalnya, jika gula dilarutkan dalam sepanci air dan kemudian air dipanaskan, kristalisasi gula terjadi saat didinginkan secara perlahan.

Di sini terjadi transfer gula terlarut menuju kristalnya. Operasi ini, yang dikenal sebagai kristalisasi, memungkinkan diperolehnya produk padat dengan tingkat kemurnian tinggi.

Contoh lainnya adalah pengeringan jenazah. Jika garam terhidrasi terkena panas, maka akan melepaskan air hidrasi dalam bentuk uap. Ini lagi-lagi menghasilkan perubahan konsentrasi massa air dalam garam seiring dengan kenaikan suhu garam.

Contoh

Distilasi

Distilasi terdiri dari pemisahan komponen-komponen campuran cairan berdasarkan volatilitas atau titik didihnya. Jika A dan B bercampur dan membentuk larutan homogen, tetapi A mendidih pada 50 ° C dan B pada 130 ° C, maka A dapat didistilasi dari campuran tersebut melalui distilasi sederhana.

Gambar di atas mewakili pengaturan khas dari distilasi sederhana. Pada skala industri, kolom distilasi jauh lebih besar dan memiliki karakteristik lain, yang memungkinkan terjadinya pemisahan senyawa dengan titik didih yang sangat dekat (distilasi fraksional).

A dan B berada di dalam botol diam (2), yang dipanaskan dalam penangas minyak (14) oleh pelat pemanas (13). Mandi minyak menjamin pemanasan yang lebih homogen di seluruh tubuh bola.

Saat campuran meningkatkan suhunya sekitar 50 ° C, uap A keluar dan menghasilkan pembacaan pada termometer (3).

Kemudian, uap panas dari A masuk ke kondensor (5) di mana mereka didinginkan dan dikondensasi oleh aksi air yang bersirkulasi di sekitar gelas (masuk pada 6 dan keluar pada 7).

Akhirnya, balon pengumpul (8) menerima A. Dikelilingi oleh bak air dingin untuk mencegah kemungkinan kebocoran A ke lingkungan (kecuali A tidak terlalu mudah menguap).

Penyerapan

Penyerapan memungkinkan pemisahan komponen berbahaya dari aliran gas yang kemudian dilepaskan ke lingkungan.

Ini dilakukan dengan melewatkan gas ke dalam kolom yang diisi dengan pelarut cair. Dengan demikian, cairan secara selektif melarutkan komponen berbahaya (seperti SO ₂ , CO, NO _x dan H ₂ S), meninggalkan gas yang keluar darinya "bersih".

Sentrifugasi

Dalam operasi kesatuan ini, sentrifus (instrumen di gambar atas) menggunakan gaya sentripetal yang melebihi ribuan kali percepatan gravitasi.

Akibatnya, partikel tersuspensi mengendap di bagian bawah tabung, memfasilitasi dekantasi atau pengambilan sampel supernatan berikutnya.

Jika gaya sentripetal tidak bekerja, gravitasi akan memisahkan benda padat dengan kecepatan yang sangat lambat. Selain itu, tidak semua partikel memiliki berat, ukuran, atau luas permukaan yang sama, sehingga tidak mengendap menjadi satu massa padat di dasar tabung.

Menyaring

Seperti absorpsi, adsorpsi berguna dalam pemurnian aliran cair dan padat. Namun, perbedaannya adalah kotoran tidak menembus ke dalam bahan adsorben yang merupakan padatan (seperti silika gel kebiruan pada gambar di atas); sebaliknya ia menempel di permukaannya.

Demikian pula, sifat kimiawi dari padatan berbeda dari partikel yang teradsorpsi (bahkan jika terdapat afinitas yang besar di antara keduanya). Karena alasan ini, adsorpsi dan kristalisasi - partikel kristal yang mengadsorpsi tumbuh - adalah dua unit operasi yang berbeda.

Referensi

1. Fernández G. (24 November 2014). Operasi unit. Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: industriaquimica.net
2. Carlos A. Bizama Fica. Operasi Unit: Unit 4: Jenis Operasi Unit. . Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: academia.edu
3. Kursus: Teknologi Kimia (Organik). Kuliah 3: Prinsip Dasar Proses Unit dan Operasi Unit di Industri Kimia Organik. . Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: nptel.ac.in
4. Shymaa Ali Hameed. (2014). Unit Operasi. . Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: ceng.tu.edu.iq
5. RL Earle. (1983). Operasi Unit dalam Pengolahan Makanan. Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: nzifst.org.nz
6. Mikulova. (1 Maret 2008). Slovnaft - Pabrik polypropylene baru. . Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org
7. Rockpocket. (13 Maret 2012). Centrifuge termo. . Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org
8. Mauro Cateb. (2016, 22 Oktober). Gel silika biru. . Diperoleh pada 24 Mei 2018, dari: flickr.com