इकाई संचालन

केमिकल इंजीनियरिंग और संबंधित क्षेत्रों में, एक प्रक्रिया (इंजीनियरिंग) में एक इकाई संचालन एक बुनियादी कदम है। यूनिट संचालन में एक भौतिक परिवर्तन या रासायनिक परिवर्तन शामिल होता है जैसे पृथक्करण, क्रिस्टलीकरण, वाष्पीकरण, निस्पंदन, पोलीमराइज़ेशन, आइसोमेराइज़ेशन और अन्य प्रतिक्रियाएँ। उदाहरण के लिए, दुग्ध प्रसंस्करण में, निम्नलिखित इकाई संचालन शामिल हैं: होमोजिनाइजेशन (रसायन विज्ञान), pasteurization  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 यूनिट 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 केमिकल इंजीनियरिंग नामक पुस्तक लिखी और समझाया कि विभिन्न प्रकार के रासायनिक उद्योगों में ऐसी प्रक्रियाएँ होती हैं जो समान भौतिक नियमों का पालन करती हैं। उन्होंने इन समान प्रक्रियाओं को इकाई संचालन में अभिव्यक्त किया। प्रत्येक इकाई संचालन समान भौतिक नियमों का पालन करता है और सभी प्रासंगिक रासायनिक उद्योगों में इसका उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, नैपालम या दलिया के लिए एक मिक्सर डिजाइन करने के लिए एक ही इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है, भले ही उपयोग, बाजार या निर्माता बहुत अलग हों। यूनिट ऑपरेशंस केमिकल इंजीनियरिंग के मूलभूत सिद्धांतों का निर्माण करते हैं।

केमिकल इंजीनियरिंग
केमिकल इंजीनियरिंग यूनिट संचालन में पाँच वर्ग होते हैं:
 * 1) पाइपलाइन परिवहन, निस्पंदन और द्रवीकरण सहित द्रव प्रवाह प्रक्रियाएं।
 * 2) वाष्पीकरण और उष्मा का आदान प्रदान करने वाला  सहित  गर्मी का हस्तांतरण  प्रक्रियाएं।
 * 3) गैस अवशोषण, आसवन, निष्कर्षण (रसायन विज्ञान), सोखना और सुखाने सहित सामूहिक स्थानांतरण प्रक्रियाएं।
 * 4) थर्मोडायनामिक प्रक्रियाएं, जिसमें गैस द्रवीकरण और प्रशीतन शामिल हैं।
 * 5) यांत्रिक प्रक्रियाएं, जिसमें कन्वेयर सिस्टम,  कुचल डालने वाला  और मिल (पीसना) शामिल हैं।

केमिकल इंजीनियरिंग यूनिट संचालन भी निम्न श्रेणियों में आते हैं जिनमें एक से अधिक वर्गों के तत्व शामिल होते हैं:
 * संयोजन (मिश्रण (प्रक्रिया इंजीनियरिंग))
 * पृथक्करण (आसवन, क्रिस्टलीकरण)
 * प्रतिक्रिया (रासायनिक प्रतिक्रिया)

इसके अलावा, कुछ इकाई संचालन हैं जो इन श्रेणियों को भी जोड़ते हैं, जैसे कि प्रतिक्रियाशील आसवन और हलचल टैंक रासायनिक रिएक्टर। 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 मॉडलिंग की आवश्यकता होती है। यह आम तौर पर उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं को डिजाइन करने के लिए जरूरी है, और इसे एक अलग अनुशासन माना जाता है, जिसे रासायनिक प्रतिक्रिया इंजीनियरिंग कहा जाता है।

केमिकल इंजीनियरिंग यूनिट संचालन और केमिकल इंजीनियरिंग यूनिट प्रसंस्करण सभी प्रकार के रासायनिक उद्योगों के मुख्य सिद्धांत हैं और रासायनिक संयंत्रों, कारखानों और उपकरणों के डिजाइन की नींव हैं।

सामान्य तौर पर, 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 डिजाइन मापदंडों के लिए समीकरणों को हल करके, फिर कई में से एक इष्टतम समाधान का चयन करके डिज़ाइन किया गया है। संभव है और फिर भौतिक उपकरणों को डिजाइन करना। उदाहरण के लिए, प्लेट कॉलम 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 शामिल 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 भाटा अनुपात कम प्लेटों को सक्षम बनाता है, और इसके विपरीत। इंजीनियर को स्वीकार्य वॉल्यूम होल्डअप, कॉलम ऊंचाई और निर्माण की लागत के संबंध में इष्टतम समाधान खोजना होगा।

यह भी देखें

 * आसवन डिजाइन
 * बाहर निकालना
 * प्रक्रिया अनुकरण
 * पृथक्करण प्रक्रिया
 * केमिकल इंजीनियरिंग की इकाई संचालन

बाहरी संबंध


Procés unitari Processo unitário Operacja jednostkowa