¿Cuál es el mecanismo de separación de la centrifugación en zona de equilibrio?

El principio de separación de equilibrio: el uso de medios de separación (como energía térmica, solventes o adsorbentes) para convertir un sistema de mezcla homogénea en un sistema de dos fases, y luego la separación se logra en función de la distribución desigual de los componentes en la mezcla. en las dos fases en equilibrio de fases. El medio de separación puede ser un medio energético (ESA) o un medio material (MSA), en ocasiones ambos pueden usarse simultáneamente. ESA se refiere a la transferencia de calor de una persona a otra o de un sistema, así como a la entrada o salida de trabajo. MSA sólo puede disolver o adsorber parcialmente uno o unos pocos componentes de la mezcla. En este momento, MSA suele ser el componente con mayor concentración en una fase determinada. Por ejemplo, absorbentes en el proceso de absorción, agentes de extracción en el proceso de extracción, etc. MSA también es completamente miscible con la mezcla. Cuando se usan MSA y ESA juntos, las volatilidades relativas de los componentes se pueden cambiar selectivamente de modo que algunos componentes se puedan separar completamente entre sí, como en la destilación extractiva.

Cuando las volatilidades relativas de los componentes en la mezcla separada son bastante diferentes, la evaporación instantánea o la condensación parcial pueden alcanzar completamente el grado de separación requerido.

Si la diferencia de volatilidad relativa entre los componentes no es lo suficientemente grande, la separación requerida no se puede lograr mediante evaporación instantánea y condensación parcial, y la separación requerida solo se puede lograr mediante destilación.

Se debe considerar la destilación extractiva cuando las volatilidades relativas entre los componentes que se están separando son muy pequeñas y es necesario utilizar una columna de destilación con un gran número de platos para separarlos. En la destilación extractiva, MSRA se utiliza para aumentar selectivamente la volatilidad relativa de ciertos componentes en la alimentación, reduciendo así el número de placas requeridas a un nivel más razonable. En términos generales, MSA debería tener una volatilidad menor que cualquier combinación de ingredientes. El MSA se introduce en una bandeja cerca de la parte superior de la torre y se requiere reflujo en la parte superior de la torre para limitar el contenido de MSA en el producto superior.

Si el gas de la parte superior de la columna de destilación no se puede condensar completamente, se puede añadir absorbente desde la parte superior como reflujo. Esta operación unitaria se llama evaporación por absorción (o absorción por destilación). Si la materia prima es gas, no es necesario montar una sección de vaporización, es absorción. Normalmente, la absorción se realiza a temperatura y presión ambiente, sin necesidad de añadir ESA a la torre. Cada componente de la materia prima del gas se disuelve en el absorbente según su diferente solubilidad.

La desorción es el proceso inverso de la absorción y generalmente se logra poniendo en contacto un gas de extracción (MSA) con una materia prima líquida a temperaturas superiores a la temperatura y presión ambiente. Debido a que no es necesario calentar la caldera de columna hasta que hierva, esta característica es muy importante cuando la estabilidad térmica del líquido de alimentación es deficiente. Si aún se requiere el contacto gas-líquido encima de la placa de alimentación para lograr el grado de separación requerido, se puede utilizar el proceso de desorción por reflujo. Si el líquido en el fondo de la torre de desorción es térmicamente estable, puede hervir simplemente calentándolo sin agregar MSA. Esto se llama desorción por rebullición.

Los sistemas con bajo contenido de azeótropos no son adecuados para la separación mediante destilación ordinaria y, a menudo, se utiliza la destilación azeotrópica. Por ejemplo, para separar el ácido acético del agua, se selecciona el acetato de butilo (MSA) y el azeótropo más bajo formado por MSA y agua se destila desde la parte superior de la columna. Después de la separación, el éster se devuelve a la columna y se obtiene ácido acético puro del fondo.

La extracción líquido-líquido es una tecnología de separación ampliamente utilizada en la industria. Se puede dividir en solvente único y solvente dual. Tiene muchas formas diferentes en aplicaciones industriales prácticas.

El secado es una operación unitaria que utiliza calor para eliminar la humedad (humedad u otros líquidos) de los materiales sólidos. La humedad eliminada se transfiere de la fase sólida a la fase gaseosa, donde la fase sólida es el material que se seca y la fase gaseosa es el medio de secado.

La evaporación generalmente se refiere al proceso de convertir un líquido en gas mediante transferencia de calor, provocando la vaporización. La humidificación y la evaporación son similares en concepto, pero el propósito de la humidificación o deshumidificación suele ser agregar o eliminar vapor de un gas.

La cristalización es una operación unitaria común en las instalaciones de producción de muchos productos orgánicos y muchos productos inorgánicos. Se utiliza para producir productos sólidos de partículas pequeñas. La cristalización es esencialmente un proceso de purificación. Por tanto, las condiciones para la cristalización son tales que las impurezas permanecen en solución mientras el producto deseado se separa de la solución.

La sublimación es el proceso en el que una sustancia cambia directamente de sólido a gas sin pasar por el estado líquido, normalmente en alto vacío. Se utiliza principalmente para eliminar componentes volátiles de sustancias difíciles de volátiles. Por ejemplo, la purificación del azufre, la purificación del ácido benzoico y la fusión y secado de alimentos.

La extracción supercrítica se puede utilizar para separar y extraer ingredientes activos y productos bioquímicos de productos naturales. Procesamiento de materias primas alimentarias y separación y refinación de productos químicos.

La extracción por membrana es un proceso de extracción basado en membranas. La función de la membrana porosa es proporcionar una superficie de contacto de fase estable para la transferencia entre dos fases líquidas. La membrana en sí generalmente no tiene selectividad para el proceso de separación. La característica de este proceso es que no existe fase dispersa durante el proceso de extracción, por lo que no existen problemas como inundación y retromezcla. Procesos similares incluyen la absorción o desorción de gas por membrana y la destilación por membrana.