100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na betaling Zowel online als in PDF Je zit nergens aan vast
logo-home
Samenvatting Separation Process Design (BPE20806) €3,49   In winkelwagen

Samenvatting

Samenvatting Separation Process Design (BPE20806)

13 beoordelingen
 663 keer bekeken  40 keer verkocht

In deze samenvatting van het vak Separation Process Design dat wordt gegeven aan Wageningen University komt alle stof die is behandeld gedurende de colleges aan bod. Ook de leesstof uit de reader is in de samenvatting verwerkt. Kortom: een completere samenvatting voor dit vak is niet te vinden.

Laatste update van het document: 7 jaar geleden

Voorbeeld 4 van de 63  pagina's

  • 13 oktober 2017
  • 25 oktober 2017
  • 63
  • 2017/2018
  • Samenvatting
Alle documenten voor dit vak (1)

13  beoordelingen

review-writer-avatar

Door: julien_dijkhoff • 3 jaar geleden

review-writer-avatar

Door: wietras • 3 jaar geleden

review-writer-avatar

Door: jarnoklein1 • 6 jaar geleden

review-writer-avatar

Door: koentielemans • 4 jaar geleden

review-writer-avatar

Door: PetervanderHeijden • 6 jaar geleden

review-writer-avatar

Door: gwoort • 6 jaar geleden

review-writer-avatar

Door: master-oet • 6 jaar geleden

Lang man

Bekijk meer beoordelingen  
avatar-seller
hugocloudt
Separation Process Design – Summary lectures + reader
Lecture 1 - Introduction
Separation process -> always consists of multiple separation steps (unit operations) -> never one
separation step!

Two existing types of separations:
1. Phase/particle separation: 2 or more phases (solid, liquid, gas) are separated from each other.
2. Molecule separation: molecules of different compounds are separated from each other.

Phase separations are harder than molecule separations in general!

Designing process -> use:
1. Experience
2. General scheme for separation processes:




3. Some general rules:
- Remove the most plentiful and/or easiest to remove impurities first
- Make the most difficult and expensive separations last
- Use the greatest differences in the physico-chemical properties between the product and the
impurities

,- Select and sequence processes that exploit different driving forces for separation
- Minimize costs and use of energy and additional materials
- Maximize efficiency, selectivity, concentration factor and purity of the product
- Use mathematical models and experiments

Driving forces for biotechnological separation processes are differences in:
1. Volatility
2. Solubility/polarity
3. Density
4. Size
5. Electrical charge

When modelling a separation unit use:
- Mass balances
- Energy balances
- Force balances
- Equilibrium-based approach (thermodynamic approach) or rate-based approach

Symbols + units used in this course:

Phase/Particle separations Molecule separations
Quantity Symbol Unit Symbol Unit
Stream flow rate φ m3 s-1 F mole s-1
Volumetric or ε m3 m-3 x or y mole mole-1
mole fraction (volumetric (mole fraction)
fraction)
Distribution m mole mole-1
coefficient
(equilibrium
constant)
Density ρ kg m-3
Total cT moles m-3
concentration
Velocity v m s-1
Superficial u m s-1 u m s-1
velocity
Area A m2
Pressure Δp Pa
difference
Flux J mole m-2 s-1
Diffusion D m s-2
coefficient
Boundary layer δ m
thickness
Distance z m
perpendicular to
interface
Transfer k m s-1
coefficient
Specific interface a m2 m-3
area

, Volume V m3 V m3
Heat input NQ W NQ W
Electrical power P W P W
input
Separator Yi Yi
efficiency for
component i
Separator Φij Φij
selectivity for
components i + j
Concentration CFi CFi
factor for
component i


Performance indicators separation process:
1. Efficiency (Y)




2. Concentration factor (CF)




3. Selectivity (Φ)




A good separation process has a:
1. High efficiency -> much product is recovered and not much product is lost (economically good)
2. High concentration factor -> much higher concentration of product in the outgoing stream than in
the ingoing stream of the separator (facilitates further processing)
3. High selectivity -> much higher product-solvent ratio in the outgoing stream than in the ingoing
stream of the separator

A single separator seldom scores well on all goals (high efficiency, high concentration factor, high
selectivity)!

Efficiency whole process = efficiencies single steps of process multiplied
Concentration factor whole process = concentration factors single steps of process multiplied

Lecture 2 – Mass balances, energy balances, thermodynamic equilibrium
General mass balance process:
Accumulation = in – out + production – consumption
No reaction occurs in a separation process so production = 0 and consumption = 0
General mass balance separation process:
Accumulation = in – out

Steady state/continuous process? -> accumulation = 0

, Mass balance for phase/particle separator:
Accumulation = in - out




Include density (ρ) in mass balance!

No accumulation (steady state)? -> divide mass balance by density (ρ) -> result = volumetric balance

Mass balance for molecule separator:
Accumulation = in – out




Sum of mole fractions (x or y) = 1
Sum of volumetric fractions (ε) = 1

For 1 unit operation you have:
- Multiple mass balances -> # = amount of components you have in your unit operation -> total mass
balance is NOT an extra equation, you can use it instead of one of the component balances, but you
cannot use it together with all the component balances
- 1 energy balance

Sorts of energy (all units are J mole-1):
1. Kinetic energy (ek): the energy which leads to motion of objects/particles.
2. Potential energy (ep): the energy an object/particle has due to its position in a force field.
- Electrical energy
- Gravitational energy
3. Internal energy (eI): the energy of a mass which is determined by random motions of the
molecules of that mass so which is determined by the temperature.

General energy balance process:
Accumulation = in – out + production – consumption
Energy can’t be produced or consumed so production = 0 and consumption = 0
General mass balance (separation) process:
Accumulation = in – out

Continuous process/steady state? -> accumulation = 0

Energy balance molecule separator in steady state:
0 = Σ Fi (ek,i + ep,i + eI,i) – Σ Fo (ek,o + ep,o + eI,o) + Σ pi Fi VM,I – Σ po Fo VM,o + P + NQ

Σ Fi (ek,i + ep,i + eI,i) -> input of energy via molecules which enter the separator
Σ Fo (ek,o + ep,o + eI,o) -> output of energy via molecules which leave the separator
Σ pi Fi VM,I -> input of energy by doing work to let the molecules enter the separator
Σ po Fo VM,o -> output of energy by doing work to let the molecules leave the separator
P -> other work done which increases (+P) or decreases (-P) the energy of the separator
NQ -> added (+NQ) of substracted (NQ) heat from the separator

Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:

Verzekerd van kwaliteit door reviews

Verzekerd van kwaliteit door reviews

Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!

Snel en makkelijk kopen

Snel en makkelijk kopen

Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.

Focus op de essentie

Focus op de essentie

Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!

Veelgestelde vragen

Wat krijg ik als ik dit document koop?

Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.

Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?

Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.

Van wie koop ik deze samenvatting?

Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper hugocloudt. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.

Zit ik meteen vast aan een abonnement?

Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €3,49. Je zit daarna nergens aan vast.

Is Stuvia te vertrouwen?

4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)

Afgelopen 30 dagen zijn er 67096 samenvattingen verkocht

Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen

Start met verkopen
€3,49  40x  verkocht
  • (13)
  Kopen