इकाई संचालन

एक अयस्क निष्कर्षण प्रक्रिया अपने घटक इकाई संचालन में टूट गई (क्विंसी माइन, हैनकॉक, एमआई सीए। 1900)

रसायन अभियान्त्रिकी और संबंधित क्षेत्रों में, एक प्रक्रिया (अभियन्त्रिकी) में एक इकाई संचालन एक मूलभूत कदम है। इकाई संचालन में एक भौतिक परिवर्तन या रासायनिक परिवर्तन सम्मिलित होता है जैसे पृथक्करण, क्रिस्टलीकरण, वाष्पीकरण, निस्पंदन, बहुलकीकरण, आइसोमेराइज़ेशन और अन्य प्रतिक्रियाएँ। उदाहरण के लिए, दुग्ध प्रसंस्करण में, निम्नलिखित इकाई संचालन सम्मिलित हैं: एकरूपता (रसायन विज्ञान), पास्चुरीकरण और पैकेजिंग। ये इकाई संचालन समग्र प्रक्रिया बनाने के लिए जुड़े हुए हैं। प्रारंभिक सामग्री, या फीडस्टॉक्स से वांछित उत्पाद प्राप्त करने के लिए एक प्रक्रिया को कई इकाई संचालन की आवश्यकता हो सकती है।

इतिहास

ऐतिहासिक रूप से, विभिन्न रासायनिक उद्योगों को अलग-अलग औद्योगिक प्रक्रियाओं और विभिन्न सिद्धांतों के साथ माना जाता था। आर्थर डेहोन लिटिल ने 1916 में औद्योगिक रसायन विज्ञान प्रक्रियाओं की व्याख्या करने के लिए इकाई संचालन की अवधारणा विकसित की। 1923 में, विलियम हल्ट्ज़ वॉकर, विलियम एच. वॉकर, वॉरेन के. लुईस और विलियम एच. मैकएडम्स ने द प्रिंसिपल्स ऑफ़ रसायन अभियान्त्रिकी नामक पुस्तक लिखी और समझाया कि विभिन्न प्रकार के रासायनिक उद्योगों में ऐसी प्रक्रियाएँ होती हैं जो समान भौतिक नियमों का अनुसरण करती हैं। उन्होंने इन समान प्रक्रियाओं को इकाई संचालन में अभिव्यक्त किया। प्रत्येक इकाई संचालन समान भौतिक नियमों का अनुसरण करता है और सभी प्रासंगिक रासायनिक उद्योगों में इसका उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, नैपालम या दलिया के लिए एक मिश्रण-यन्त्र रचित करने के लिए एक ही अभियन्त्रिकी की आवश्यकता होती है, यद्दपि उपयोग, बाजार या निर्माता बहुत अलग हों। इकाई संचालन रसायन अभियान्त्रिकी के मूलभूत सिद्धांतों का निर्माण करते हैं।

रसायन अभियन्त्रिकी

रसायन अभियान्त्रिकी इकाई संचालन में पाँच वर्ग होते हैं:

1. पाइपलाइन परिवहन, निस्पंदन और द्रवीकरण सहित द्रव प्रवाह प्रक्रियाएं।
2. वाष्पीकरण और उष्मा का आदान प्रदान करने वाले सहित गर्मी के हस्तांतरण प्रक्रियाएं।
3. गैस अवशोषण, आसवन, निष्कर्षण (रसायन विज्ञान), सोखना और सुखाने सहित सामूहिक स्थानांतरण प्रक्रियाएं।
4. थर्मोडायनामिक प्रक्रियाएं, जिसमें गैस द्रवीकरण और प्रशीतन सम्मिलित हैं।
5. यांत्रिक प्रक्रियाएं, जिसमें वाहक प्रणाली, छानना और मिलाना (पीसना) सम्मिलित हैं।

रसायन अभियान्त्रिकी इकाई संचालन भी निम्न श्रेणियों में आते हैं जिनमें एक से अधिक वर्गों के तत्व सम्मिलित होते हैं:

• संयोजन (मिश्रण)
• पृथक्करण (आसवन, क्रिस्टलीकरण)
• प्रतिक्रिया (रासायनिक प्रतिक्रिया)

इसके अतिरिक्त, कुछ इकाई संचालन हैं जो इन श्रेणियों को भी जोड़ते हैं, जैसे कि प्रतिक्रियाशील आसवन और उभरा टैंक रासायनिक प्रतिघातक। एक शुद्ध इकाई संचालन एक भौतिक परिवहन प्रक्रिया है, जबकि एक मिश्रित रासायनिक/भौतिक प्रक्रिया के लिए भौतिक परिवहन, जैसे प्रसार और रासायनिक प्रतिक्रिया दोनों की प्रतिरूपण की आवश्यकता होती है। यह सामान्यत: उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं को रचित करने के लिए अनिवार्य है, और इसे एक अलग अनुशासन माना जाता है, जिसे रासायनिक प्रतिक्रिया अभियन्त्रिकी कहा जाता है।

रसायन अभियान्त्रिकी इकाई संचालन और रसायन अभियान्त्रिकी इकाई प्रसंस्करण सभी प्रकार के रासायनिक उद्योगों के मुख्य सिद्धांत हैं और रासायनिक संयंत्रों, कारखानों और उपकरणों के रचना की नींव हैं।

सामान्यत:, इकाई संचालन को समीकरणों के रूप में प्रत्येक प्राथमिक घटक (जो कि अतिसूक्ष्म हो सकता है) के लिए परिवहन मात्रा के लिए शेष राशि को लिखकर और रचना मापदंडों के लिए समीकरणों को हल करके, फिर कई में से एक इष्टतम समाधान का चयन करके रचित किया गया है। संभव है और फिर भौतिक उपकरणों को रचित करना। उदाहरण के लिए, प्लेट स्तंभ में आसवन का विश्लेषण प्रत्येक प्लेट के द्रव्यमान संतुलन को लिखकर किया जाता है, जिसमें ज्ञात वाष्प-तरल संतुलन और दक्षता, ड्रिप आउट और ड्रिप में कुल द्रव्यमान प्रवाह सम्मिलित होता है, जिसमें प्रत्येक घटक के लिए एक उप-प्रवाह होता है। इनमें से एक ढेर का संयोजन पूरे स्तंभ के लिए समीकरणों की प्रणाली देता है। समाधानों की एक श्रृंखला है, क्योंकि उच्च प्रतिवाह अनुपात कम प्लेटों को सक्षम बनाता है, और इसके विपरीत अभियन्ता को स्वीकार्य आयतन रोकना, स्तंभ ऊंचाई और निर्माण की लागत के संबंध में इष्टतम समाधान खोजना होगा।

यह भी देखें

• आसवन रचना
• बाहर निकालना
• प्रक्रिया अनुकरण
• पृथक्करण प्रक्रिया
• रसायन अभियान्त्रिकी की इकाई संरचना

बाहरी संबंध

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