ما هي عمليات النقل الجماعي?

عمليات النقل الجماعي هي عمليات أساسية في مختلف الصناعات, لعب دور محوري في الانفصال, تنقية, وتحويل المواد. تتضمن هذه العمليات حركة الكتلة من مكان إلى آخر, مدفوعة عادة بتدرجات التركيز, اختلافات الضغط, أو الفرق في درجة الحرارة. يعد فهم الأنواع المختلفة من عمليات النقل الجماعي ضروريًا لتحسين العمليات الصناعية, تحسين جودة المنتج, وتقليل التكاليف. دعونا نستكشف بعض عمليات نقل الكتلة الأكثر شيوعًا بالتفصيل.

• تقطير بسيط: هذا هو أشكال التقطير الأساسية وهي مناسبة لفصل الخلائط مع اختلاف كبير في نقاط الغليان. على سبيل المثال, فصل الإيثانول عن الماء في انخفاض - محلول الكحول. في إعداد التقطير البسيط, يتم تسخين الخليط السائل في قارورة التقطير, والبخار يرتفع إلى مكثف, حيث يتم تبريده وتحويله إلى سائل.

• التقطير الكسري: يتم استخدام التقطير الكسري لفصل الخلائط بنقاط الغليان الوثيقة. وهو ينطوي على استخدام عمود تجزئة, الذي يوفر مراحل متعددة من البخار - الاتصال السائل. عندما يرتفع البخار عبر العمود, يتكثف ويحدد مرارًا وتكرارًا. كل مرحلة من مراحل التكثيف والقيام يثري البخار مع المكون الأكثر تقلبًا. هذه العملية أمر بالغ الأهمية في تكرير النفط الخام, حيث يتم فصل مزيج معقد من الهيدروكربونات إلى كسور مختلفة مثل البنزين, ديزل, و kerosene.

• التقطير الفراغ: يتم استخدام تقطير الفراغ عندما يكون لمكونات الخليط نقاط غليان عالية أو هي حرارة - حساس. عن طريق تقليل الضغط في نظام التقطير, يتم خفض نقاط الغليان للمواد. هذا يسمح بفصل المكونات في درجات الحرارة المنخفضة, تقليل خطر التدهور الحراري. على سبيل المثال, في إنتاج بعض العالية - جزيئي - بوليمرات الوزن أو في تنقية الحرارة - المنتجات الطبيعية labile.

• الامتصاص الجسدي: في الامتصاص البدني, يعتمد امتصاص مكون الغاز في السائل على قابلية الذوبان. على سبيل المثال, عندما تتم إزالة ثاني أكسيد الكربون من مداخن - تيار الغاز باستخدام الماء كسيملة, يذوب ثاني أكسيد الكربون في الماء بسبب قابليته للذوبان في الماء تحت درجة الحرارة والضغط المعينة. يتأثر معدل الامتصاص المادي بعوامل مثل ذوبان الغاز في السائل, مساحة سطح التلامس بين المراحل الغازية والسائل, والضغط الجزئي للغاز في مرحلة الغاز.

• الامتصاص الكيميائي: يتضمن الامتصاص الكيميائي تفاعلًا كيميائيًا بين مكون الغاز الممتص والأنواع التفاعلية في السائل الماص. هذا التفاعل يعزز قدرة الامتصاص والمعدل. مثال على ذلك إزالة ثاني أكسيد الكبريت من المداخن - الغاز باستخدام أمين - الماصة القائمة. يتفاعل ثاني أكسيد الكبريت مع الأمين في السائل, تشكيل مركب كيميائي. غالبًا ما يفضل الامتصاص الكيميائي عند التعامل مع منخفض - مكونات غاز التركيز أو عندما تكون درجة عالية من كفاءة الإزالة مطلوبة.

• سائل - استخراج السائل: في السائل - استخراج السائل, المعروف أيضًا باسم استخراج المذيبات, يتم استخدام مرحلتين سائل غير قابلتين. مرحلة واحدة تحتوي على المذاب ليتم استخلاصه, والمرحلة الأخرى هي المذيب المستخرج. على سبيل المثال, في استخراج الكافيين من حبوب البن, يتم استخدام مذيب عضوي مثل ثنائي كلورو ميثان. الكافيين في القهوة - مستخلص الفول (مرحلة مائية) يذوب في ثنائي كلورو ميثان (المرحلة العضوية) بسبب ذوبانه الأعلى في المذيب العضوي. ثم يتم فصل المرحلتين السائل, ويمكن استرداد المذاب من المذيب الاستخراج عن طريق مزيد من المعالجة, مثل التقطير.

• صلب - استخراج السائل: صلب - استخراج السائل, وتسمى أيضا ترشيح, يستخدم لاستخراج المكونات القابلة للذوبان من مادة صلبة باستخدام مذيب سائل. في صناعة التعدين, يستخدم الرسل لاستخراج المعادن القيمة من الخامات. على سبيل المثال, في استخراج النحاس من خامات النحاس, يتم استخدام محلول حمض الكبريتيك كعامل الترشيح. يتفاعل الحمض مع النحاس - تحتوي على المعادن في الخام, إذابة النحاس, التي يمكن فصلها بعد ذلك عن البقايا الصلبة.

• التجفيف الحراري: التجفيف الحراري هو النوع الأكثر شيوعًا من التجفيف. يتضمن استخدام الهواء الساخن أو الغاز لنقل الحرارة إلى المواد التي يتم تجفيفها. توفر الحرارة الطاقة اللازمة لتبخير الرطوبة في المادة, والرطوبة - ثم تتم إزالة الهواء المحملة. على سبيل المثال, في مجفف الدرج, يتم وضع المادة على صواني, ويتم تعميم الهواء الساخن فوق الصواني. يمتص الهواء الساخن الرطوبة من المادة ويحملها بعيدًا. يتأثر معدل التجفيف الحراري بعوامل مثل درجة الحرارة, رطوبة, وسرعة الهواء الساخن, وكذلك مساحة السطح ومسامية المادة.

• الاتصال التجفيف: في اتصال تجفيف, المواد المراد تجفيفها على اتصال مباشر بسطح ساخن. يتم نقل الحرارة من السطح إلى المادة, تسبب في تبخير الرطوبة. مجففات الأسطوانة هي مثال على الاتصال - معدات التجفيف. تنتشر المادة في طبقة رقيقة على سطح أسطوانة دوارة, الذي يتم تسخينه من الداخل. كما تدور الأسطوانة, الجفاف المادة, ويتم تجفيف المنتج المجفف من سطح الأسطوانة.

• تجفيف فراغ: يتم استخدام تجفيف الفراغ عندما تكون المادة حرارة - حساسة أو عندما تكون منخفضة - مطلوب محتوى الرطوبة. عن طريق تقليل الضغط في غرفة التجفيف, يتم خفض نقطة الغليان في الماء, السماح بإزالة الرطوبة في درجة حرارة أقل. هذا مفيد في تجفيف الأدوية, المنتجات الغذائية, والحرارة - مواد كيميائية لابيل.

• التناضح العكسي: التناضح العكسي غشاء يستخدم على نطاق واسع - عملية الفصل, خاصة لتنقية المياه. يستخدم شبه - غشاء نفاذ لإزالة الأملاح المذابة والملوثات الأخرى من الماء. تحت الضغط العالي, تمر جزيئات الماء عبر الغشاء, بينما يتم رفض أيونات وجزيئات أكبر. يتم استخدام هذه العملية في نباتات تحلية المياه لتحويل مياه البحر إلى مياه صالحة للشرب وفي إنتاج عالية - المياه النقاء للصناعات الصيدلانية والإلكترونية.

• الترشيح الفائق: يتم استخدام الترشيح الفائق لفصل الجزيئات الكبيرة, مثل البروتينات, البوليمرات, والغرويات, من الحلول. يحتوي الغشاء على مسام ذات نطاق محدد, عادة من 0.001 ل 0.1 ميكرومتر. يمكن أن تمر الجزيئات والمذيبات الأصغر عبر الغشاء, بينما يتم الاحتفاظ بجزيئات كبيرة. يتم استخدام الترشيح الفائق في صناعة الألبان لتركيز بروتينات الحليب, في صناعة التكنولوجيا الحيوية لتنقية البروتين, وفي معالجة مياه الصرف الصحي لإزالة المواد الصلبة المعلقة والجزيئات العضوية الكبيرة.

• أغشية فصل الغاز: يتم استخدام أغشية فصل الغاز لفصل مكونات الغاز المختلفة عن خليط الغاز. على سبيل المثال, في فصل الهيدروجين من تيار الغاز الذي يحتوي على الهيدروجين والغازات الأخرى, يمكن استخدام الغشاء الذي ينفاز بشكل انتقائي للهيدروجين. تمر جزيئات الهيدروجين عبر الغشاء بسهولة أكبر من جزيئات الغاز الأخرى, بناء على الاختلافات في حجمها, القابلية للذوبان, وانتشار مادة الغشاء.