عملیات واحد (اصول مهندسی شیمی)

 آزمایشات

آزمایش خشک کردن	Drying
آزمایش استخراج جامد – مایع	(Solid-Liquid) Extraction
آزمایش تعیین ضریب نفوذ	Diffusivity
آزمایش کار با جامدات	Solid Handling
آزمایش بستر سیال	Fluidized Bed
آزمایش تقطیر در ستون پرشده	Distillation In Packed Tower

 

 

Tray Dryer

روش انجام کار توزین کردن یک سینی توزین کردن سینی با ماسه (جامد خشک) اضافه کردن آب (مایع) بطوریکه ماسه کاملا مرطوب شود ایجاد کیک با ضخامت تقریبا یکسان خارج کردن آب اضافی توزین کردن سینی با ماسه و آب قرار دادن سینی در خشک کن درآوردن سینی از خشک کن در زمانهای معین و توزین آن تکرار آزمایش با ضخامت نصف سینی اول

ملاحظات مقدار ماسه در سینی اول:6Kg ، درسینی دوم: 3Kg زمانهای توزین سینی اول:   15, 10, 5, 5, 3, 3, 3,…min سینی پس از خروج از خشک کن، توزین وازسمت دیگرداخل خشک کن شود خودداری از تکان دادن و کج کردن سینی درحین عملیات پس از اتمام خشک کردن سینی اول، سینی دوم شروع شود زمانهای توزین سینی دوم:    min 10, 5, 5, 3, 3, 3, … خشک کردن تا کمتر از 50 gr آب باقیمانده ادامه می یابد اهداف آزمایش خشک کردن                                    رسم منحنی مشخصه خشک شدن تعیین رطوبت بحرانی محاسبه زمان موثر خشک شدن بررسی تاثیر ضخامت جامد

•  

Solid – Liquid Extraction

• روش انجام کار
  1. توزین مقدار معینی از جامد(ورموکولیت)  50 g
  2. ریختن جامد در کیسه و قرار دادن آن درمخزن استخراج
  3. ریختن مقدار لازم حلال(آب) در مخزن حلال
  4. تنظیم شیرهای سیستم(بستن مدار تزریقی، یا غوطه وری)
  5. وصل کردن تابلو به جریان الکتریکی
  6. روشن کردن پمپ و زدن کرونومتر
  7. نمونه گیری از شیر نمونه گیر هر 5 دقیقه
  8. تعیین غلظت نمونه با دستگاه رفراکتومتر
  9. تکرار آزمایش (با ثابت نگهداشتن کلیه شرایط) از روش دیگر 

• ملاحظات
  • در روش تزریقی حلال از بالا وارد و از پایین خارج میشود
  •  در روش تزریقی ریختن مایع بر روی کیسه انجام شود
  • در روش غوطه وری حلال از پایین وارد و از بالاخارج میشود
  • در روش غوطه وری قبل از سرریز مایع باید از شیر تخلیه نمونه گیری شود
  • در هر آزمایش حداقل 6 تا نمونه گرفته شود

• اهداف
  • مقایسه دو روش غوطه وری و تزریقی
  • مزایا و معایب روشهای استخراج
  • روشهای بهبود و افزایش سرعت و میزان انتقال جرم

 

Diffusivity

 

• روش انجام کار
  1. مواد شیمیایی با مقادیرزیر در لوله آزمایش ریخته شود                    
  2. 10^ccCCl₄,     6^CCCH ₂Cl₂,     6^ccCHCL₃  2^cc, 6^cc,
  3.  هریک از لوله ها روی ترازوی با دقت 0.0001 gr قرار گیرد
  4. زمان کم شدن 0.002 gr از وزن نمونه ها تعیین شود
  5. ارتفاع از سطح نمونه تا بالای لوله با کولیس اندازه گیری شود
  6. قطر داخلی لوله آزمایش با کولیس اندازه گرفته شود
  7. فشار آزمایشگاه با بارومتر اندازه گیری شود
  8. دمای نمونه ها تعیین شود

• ملاحظات
  • برای پرکردن لوله های آزمایش از قرار دادن سر پیپت در دهان خودداری شود
  • زمان کم شدن وزن هرنمونه حداقل سه بار و تقریبا یکسان باشد
  • بدلیل حساسیت ترازو دقت کافی بعمل آورده شود
  • درب لوله های آزمایش قبل و بعد از اندازه گیری بسته شود

• اهداف
• در این آزمایش ضریب نفوذ یک طرفه هر یک از مواد در داخل لایه ساکن هوا تعیین میشود
  • تاثیر طول لایه انتقال جرم بر ضریب نفوذ بررسی شود
  • تاثیر جرم مولکولی بر ضریب نفوذ بررسی شود
  •  

Solid Handling

• در این آزمایش پارامترهای آسیاب گلوله ای اپتیمم میشوند
• روش انجام کار
  • تعیین توزیع دانه بندی خوراک
  • تمیز کردن آسیاب
  • ریختن گلوله ها با اندازه معین بداخل آسیاب
  • پیدا کردن دور حداقل و حداکثر آسیاب و تعیین سه دور گردش
  • وارد کردن خوراک بداخل آسیاب
  • آسیاب کردن خوراک
  • تخلیه و جداسازی گلوله ها از مواد و تعیین توزیع دانه بندی محصول
  • تکرار آزمایش در سرعتهای دیگر با ثابت نگهداشتن سایر شرایط

• ملاحظات
  • نسبت اندازه گلوله ها 1  عدد درشت، 2 عدد متوسط، 6 عدد ریز
  • مقدار گلوله مورد استفاده 2.5 Kg
  • مقدار جامد مورد استفاده 100gr
  • الکها بترتیب از دانه درشت تا دانه ریز از بالا به پایین چیده میشود
  • توزین کردن میزان باقیمانده روی هر الک وزن میشود

• اهداف
  • رسم نمودار Oversize و  Undersize سرند و مقایسه آنها
  • رسم نمودار درصد وزنی مواد باقیمانده روی سرند به اندازه آن
  • بدست آوردن دور اپتیمم آسیاب
  • بررسی عملکرد سرند و آسیاب

Fluidized Bed

• در این آزمایش سیالیت در بستری از ذرات جامد با جریان سیال در ارتفاعهای مختلف بررسی میشود
• روش انجام کار
  • ریختن مقدار جامد در بستر تا ارتفاع معین
  • برقرار کردن جریان سیال از درون بستر
  • تغییر دبی سیال ورودی
  • ثبت تغییرات دبی سیال، افت فشارو ارتفاع بستر
  • تکرار آزمایش در ارتفاع های اولیه متفاوت بستر 

• ملاحظات
  • ارتفاع های اولیه 18, 26, 36 cm  میباشد
  • کم کردن تخلل بستر با ضربه زدن ملایم به اطراف قبل از شروع
  • اضافه کردن دبی سیال تا تلاطم کامل بستر ادامه می یابد
  • منحنی های سیالیت بستر با افزایش و کاهش دبی (رفت و برگشتی) بدست می آید

• اهداف
  • رسم منحنی لگاریتمی افت فشار – سرعت و بدست آوردن U_mf
  • رسم منحنی هیسترزیس ارتفاع بستر- سرعت و بدست آوردن U_mf
  • محاسبه مقدار  U_mf   تئوری
  • محاسبه عدد Froude در هر حالت

Distillation in Packed Tower

 

• جدا سازی مخلوطی از آب و الکل اتیلیک از هم
• روش انجام کار
  1. تعیین غلظت خوراک با هیدرومتر
  2. تنظیم غلظت الکل(اضافه کردن در صورت لزوم)
  3. انتفال خوراک به ریبویلر
  4. باز کردن شیر بخار ورودی به ریبویلر و تنظیم آن
  5. باز کردن شیر آب کندانسور
  6. نمونه گیری از جریان برگشتی و همزمان ثبت شرایط برج
  7. تکرار نمونه گیری و ثبت متغیرها تا رسیدن به حالت S. S.
  8. نمونه گیری از انتهای ریبویلر، سرد کردن و تعیین غلظت آن

• ملاحظات
  • ثابت نگهداشتن فشار بخار ورودی به کویل
  • تنظیم فشار بخار با مقدار ثابت بین 1.5 – 2 bar
  • باز کردن شیر آب سرد به مقدار حداقل لازم
  • برگرداندن نمونه ها پس از تعیین غلظت به داخل برج
  • ثبت مقادیر متغیرها  هر 5 دقیقه در جدول

• اهداف
  • محاسبه Height Equivalent of a Theoretical Plate

  از طریق تجربی در حالت    Steady State

       از طریق معادله انتقال جرم