PRODUCTIETECH_H4_SAMENVATTING.pdf

# Fundamenten van eenheidsoperaties en transportverschijnselen Dit onderwerp introduceert de fundamentele principes van eenheidsoperaties en de drijvende krachten achter fysieke transportverschijnselen die essentieel zijn voor diverse industriële processen [1](#page=1). ### 1.1 Inleiding tot eenheidsoperaties Eenheidsoperaties zijn processen die gebaseerd zijn op een beperkt aantal wetenschappelijke principes en basismechanismen, en toepasbaar zijn in een breed scala aan industriële sectoren. Ze kunnen onafhankelijk of in serie met elkaar worden ingezet [1](#page=1). #### 1.1.1 Soorten eenheidsprocessen Er worden drie hoofdtypes eenheidsprocessen onderscheiden: 1. **Mechanische eenheidsprocessen**: Deze behelzen veranderingen in de vorm, plaats of andere fysieke eigenschappen van een product, zonder dat de chemische samenstelling verandert [1](#page=1). 2. **Fysische eenheidsprocessen**: Hierbij verandert de fysische toestand van het product, zoals temperatuur, dichtheid of viscositeit [1](#page=1). 3. **Chemische eenheidsprocessen**: Deze leiden tot een verandering in de structuur of samenstelling van het product [1](#page=1). #### 1.1.2 Factoren die de keuze van eenheidsprocessen bepalen De selectie en opeenvolging van eenheidsprocessen wordt beïnvloed door: * De te verwerken grondstoffen, de beoogde toepassingen, de eindproducten en hun markteigenschappen [1](#page=1). * De keuze van de processen en de specifieke volgorde waarin ze aan elkaar gekoppeld worden [1](#page=1). * Een industrietak-specifieke specialisatie die steunt op meer geavanceerde en eigen fabricagetechnieken [1](#page=1). #### 1.1.3 Process and instrumentation diagrams (P&ID) Een Process and Instrumentation Diagram (P&ID) is een schema dat een productieproces weergeeft. Het toont [1](#page=1): * De apparatuur waarin de eenheidsoperaties plaatsvinden (procesapparaten) [1](#page=1). * De randapparatuur die reacties aanstuurt en de condities voor veiligheid en werking van de procesapparatuur regelt [1](#page=1). * Een vaste set aan symbolen, waarbij volle lijnen leidingen voor producten aanduiden en onderbroken lijnen aanvoeringlijnen. Het lezen van een P&ID vereist kennis van proceskunde en procestechniek [1](#page=1). ### 1.2 Fundamenten van fysieke transportverschijnselen Centraal bij eenheidsoperaties staan fysieke transportverschijnselen, die in drie hoofdcategorieën worden ingedeeld [1](#page=1): #### 1.2.1 Stroming (momentumtransfer) Stroming (of momentumtransfer) betreft de verplaatsing van een bulk fluïdum (gas of vloeistof) en vaste deeltjes als gevolg van een drukverschil. Het drijvende kracht achter stroming is een drukverschil ($\Delta P$) [1](#page=1) [2](#page=2). **Reynolds-getal (Re)** Het Reynolds-getal bepaalt of een stroming lineair of turbulent is [2](#page=2): $$ \text{Re} = \frac{\rho \cdot V \cdot L}{\eta} $$ waarbij $\rho$ de dichtheid is, $V$ de snelheid, $L$ een karakteristieke lengte, en $\eta$ de dynamische viscositeit [2](#page=2). * Bij $\text{Re} < 2000$ spreekt men van lineaire (laminare) stroming [2](#page=2). * Tussen $2000 < \text{Re} < 4000$ is de stroming onzeker [2](#page=2). * Bij $\text{Re} > 4000$ is de stroming turbulent, gekenmerkt door wervels, turbulentie en convectieve menging [2](#page=2). #### 1.2.2 Warmtetransfer Warmtetransfer is de verplaatsing van thermische energie als gevolg van een temperatuurverschil ($\Delta T$) (#page=1, 2). De energie verplaatst zich van een plaats met een hogere temperatuur naar een plaats met een lagere temperatuur. Mechanismen van warmtetransfer zijn onder andere conductie (geleiding), convectie en straling [1](#page=1) [2](#page=2). #### 1.2.3 Massatransfer Massatransfer is de verplaatsing van moleculen in een gas of vloeistof als gevolg van een concentratieverschil ($\Delta C$) (#page=1, 2). De drijvende kracht is hierbij het concentratieverschil [1](#page=1) [2](#page=2). Basis mechanismen voor massatransfer omvatten: * **Moleculaire diffusie**: Individuele verplaatsing van moleculen [2](#page=2). * **Eddy (of turbulente) diffusie**: Verplaatsing van een pakket materie, vergelijkbaar met convectie [2](#page=2). * **Advectie**: Het meebewegen van een stof met een zich verplaatsend fluïdum [2](#page=2). ### 1.3 Drijvende krachten en thermodynamisch evenwicht Fysische transportverschijnselen treden alleen op wanneer er een drijvende kracht aanwezig is [2](#page=2). * Stroming: $\Delta P$ [2](#page=2). * Warmte: $\Delta T$ [2](#page=2). * Massatransfer: $\Delta C$ [2](#page=2). Wanneer de drijvende kracht nul is ($\Delta P = 0, \Delta T = 0, \Delta C = 0$), is er sprake van thermodynamisch evenwicht, en vinden er geen fysieke transportverschijnselen plaats [2](#page=2). ### 1.4 Thermodynamica en kinetiek in transportverschijnselen Twee cruciale elementen zijn van belang bij alle fysieke transportverschijnselen [2](#page=2): 1. **Thermodynamica**: Deze discipline onderzoekt het verschil tussen de actuele situatie en de evenwichtssituatie. Het bepaalt in hoeverre een transport van momentum, warmte of massa kan plaatsvinden. Bijvoorbeeld, het vallen van een krijtje: de actuele situatie is dat het krijtje in de lucht is, de evenwichtssituatie is dat het op de grond ligt [2](#page=2). 2. **Kinetiek**: Dit beschrijft hoe snel een fysiek transportverschijnsel plaatsvindt voor een gegeven drijvende kracht ($\Delta P$, $\Delta T$, $\Delta C$). De snelheid hangt af van de weerstand die aan het transport wordt geboden. Een grotere weerstand leidt tot een kleinere kinetiek [2](#page=2). ### 1.5 Flux Flux drukt de mate van fysieke transportverschijnselen uit: het geeft aan hoeveel van iets per oppervlakte per tijdseenheid wordt verplaatst. De algemene formule voor flux is [2](#page=2): $$ \text{Flux} = \frac{\text{capaciteit}}{\text{oppervlakte}} = \frac{\text{drijvende kracht}}{\text{weerstand}} $$ waarbij capaciteit de hoeveelheid per tijd is [2](#page=2). ### 1.6 Wetten van behoud Bij het analyseren van eenheidsoperaties en transportverschijnselen zijn de volgende behoudswetten essentieel [2](#page=2): * **Wet van behoud van energie**: Energie kan niet gecreëerd of vernietigd worden, enkel omgezet [2](#page=2). * **Wet van behoud van massa**: Massa kan niet gecreëerd of vernietigd worden. In een proces is de inkomende massa altijd gelijk aan de uitgaande massa plus de massa die wordt opgeslagen (accumulatie). In de meeste gevallen wordt accumulatie verwaarloosd, wat leidt tot een steady-state proces waarbij massa-input gelijk is aan massa-output [2](#page=2). > **Tip:** Begrijpen van de drijvende krachten ($\Delta P, \Delta T, \Delta C$) en de concepten van thermodynamica en kinetiek is cruciaal voor het analyseren van de snelheid en omvang van transportverschijnselen in eenheidsoperaties. > > **Voorbeeld:** Bij het ontwerpen van een warmtewisselaar is de $\Delta T$ de drijvende kracht voor warmtetransfer, terwijl de materiaaleigenschappen en de stromingscondities de weerstand bepalen, wat de kinetiek (de snelheid van warmteoverdracht) beïnvloedt. --- # Opslag en transport van materialen Dit deel van het document behandelt de verschillende methoden voor de opslag en het transport van gassen, vloeistoffen en vaste stoffen, inclusief de benodigde apparatuur en overwegingen voor materiaalkeuze en procesoptimalisatie. ### 2.1 Opslag en transport van gassen en vloeistoffen #### 2.1.1 Opslag van gassen en vloeistoffen De opslag van gassen, die grote volumes vereisen, wordt bij voorkeur vermeden door deze onder druk in bolvormige containers te bewaren, waardoor het volume afneemt volgens de gaswetten. Bolvormige containers bieden het grootste bruikbare volume per grondoppervlak. Een alternatieve methode is het vloeibaar maken van gassen en deze op te slaan in tanks [4](#page=4). Bij de opslag in tanks zijn de volgende aspecten cruciaal: * **Materiaalkeuze:** De tank moet inert zijn ten opzichte van de opgeslagen vloeistof en mag zelf niet worden aangetast door de vloeistof [4](#page=4). * **Lekvrijheid:** De tank moet volledig lekvrij zijn [4](#page=4). * **Verdamping tegengaan:** Een gesloten of drijvend dak voorkomt verdamping van de vloeistof [4](#page=4). * **Explosiegevaar:** Het opvullen van de ruimte boven het vloeistofoppervlak met een inert buffergas minimaliseert het explosiegevaar [4](#page=4). #### 2.1.2 Transport van vloeistoffen Het transport van vloeistoffen, met name tegen de zwaartekracht in of naar hogere drukken, vereist het leveren van arbeid om druk- en hoogteverschillen, evenals wrijvingsverliezen, te overwinnen. Deze arbeid wordt geleverd door pompen. Vloeistofpompen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën op basis van hun werkingsprincipe: centrifugaalpompen en verdringerpompen [4](#page=4). ##### Centrifugaalpompen Bij centrifugaalpompen wordt de energie van de motor voornamelijk omgezet in kinetische energie. Ze bestaan uit een pomphuis met een waaier. Het fluïdum wordt axiaal aangezogen en radiaal weggeslingerd via de persleiding. Hoewel er ook een lichte omzetting naar druk plaatsvindt, is de kinetische energie dominant. Een belangrijk voordeel is de constante, pulse-vrije aanvoer van stoffen. Belangrijke karakteristieken die de werking beïnvloeden, zijn de geometrie van de pomp en de dichtheid en viscositeit van de vloeistof. Voor grotere hoeveelheden vloeistoffen kunnen schroefpompen worden gebruikt, die de vloeistof axiaal wegpompen [4](#page=4). ##### Verdringerpompen Verdringerpompen zetten de energie van de motor voornamelijk om in potentiële energie (druk). Dit resulteert in hoge druk en lage snelheid binnen de pomp [4](#page=4). * **Alternerende zuiger- en plunjerpompen:** Hierbij beweegt een zuiger, waardoor het interne volume van de pompbuis vergroot en onderdruk ontstaat. Een klep opent zich, waardoor vloeistof binnenstroomt. Vervolgens wordt de plunjer naar de andere kant geduwd, wat leidt tot overdruk. Hierdoor opent de persklep en sluit de zuigleidingklep, waarna de vloeistof wordt weggeduwd. Het verschil tussen overdruk en onderdruk wordt de opvoerdruk ($\Delta P$) genoemd, die de opvoerhoogte bepaalt. Deze pompen leveren de vloeistof in pulsen, wat niet egaal is [4](#page=4) [5](#page=5). Om pulsen te minimaliseren, kunnen membranen worden gebruikt die schokken opvangen, of dubbele plunjerpompen waarbij de pompen complementair en 180° uit fase draaien [5](#page=5). * **Roterende pompen:** Deze pompen maken gebruik van in elkaar draaiende tandwielen binnen een vastomlijnd pomphuis [5](#page=5). * **Uitwendige vertanding:** Tandwielen draaien tegengesteld aan elkaar en creëren links een onderdruk, waardoor vloeistof wordt aangezogen en naar de persleiding wordt geduwd [5](#page=5). * **Inwendige vertanding:** Een tandwiel zit in een ander, waarbij de vloeistof in de holtes tussen de tandwielen wordt verplaatst [5](#page=5). * **Sikkelpomp:** Een variant met een sikkel tussen de holtes om het inwendige volume te vergroten [5](#page=5). Roterende pompen transporteren puls-vrij en zijn geschikt voor zeer viskeuze vloeistoffen [5](#page=5). * **Peristaltische pompen:** Deze pompen gebruiken rollers en een behuizing om vloeistoffen voort te duwen door leidingen dicht te knijpen. Ze werken in drie fasen: aanzuig-, afsluit- en doorvoerfase [5](#page=5). * **Voordeel:** Het fluïdum komt enkel in contact met de leidingen, wat contaminatie minimaliseert en ze geschikt maakt voor zeer zuivere vloeistoffen [5](#page=5). * **Nadeel:** Beperkt volume en niet volledig egaal transport [5](#page=5). #### 2.1.3 Keuze van het type pomp De keuze van het type pomp is afhankelijk van het gewenste debiet, de afstand, de viscositeit, corrosiviteit en de aanwezigheid van vaste deeltjes in de vloeistof. Centrifugaalpompen zijn over het algemeen goedkoper, duurzamer en robuuster, maar minder efficiënt voor viskeuze vloeistoffen [5](#page=5). #### 2.1.4 Transport van gassen Het transport van gassen vereist drukverschillen en wordt gerealiseerd door ventilatoren en compressoren [6](#page=6). ##### Werking van ventilatoren Ventilatoren maken gebruik van centrifugale kracht, gegenereerd door propellers en schoepen, om gas axiaal aan te zuigen en radiaal af te voeren. Door de lage dichtheid van gassen is de drukverhoging minimaal, maar voldoende voor beperkte verplaatsing [6](#page=6). ##### Werking van compressoren Compressoren werken sterk gelijkend op vloeistofpompen en worden onderverdeeld in twee typen: * **Centrifugaalcompressoren:** Deze gebruiken kleine afstanden tussen schoepen en pomphuis en werken op hoge toerentallen, wat resulteert in grote debieten (bv. in turbocompressoren) [6](#page=6). * **Verdringingscompressoren:** Deze hanteren hetzelfde principe als verdringerpompen voor vloeistoftransport. Ze kunnen ook worden gebruikt voor het creëren van lokale onderdruk (vacuüm), bijvoorbeeld voor indamping en destillatie [6](#page=6). ### 2.2 Opslag en transport van vaste stoffen #### 2.2.1 Opslag van vaste stoffen Vast granulair materiaal wordt doorgaans opgeslagen in silo's. Bij de opslag moet rekening gehouden worden met de afschuifhoek van het materiaal voor oppervlakteberekeningen en om de maximaal toegelaten druk op de wanden niet te overschrijden. Het creëren van optimale omstandigheden met betrekking tot vochtigheid en temperatuur is belangrijk voor de kwaliteit van het materiaal en de veiligheid (bv. ter voorkoming van zelfontbranding) [6](#page=6). #### 2.2.2 Transport van vaste stoffen Het transport van vaste stoffen kan mechanisch of pneumatisch plaatsvinden. ##### Mechanisch transport Dit omvat methoden om vaste stoffen, met name van laag naar hoog, te verplaatsen met behulp van speciale transportmiddelen: * **Triltransport:** Door trillingen in een transportgoot te veroorzaken, worden deeltjes door schokken onder een vaste hoek verder getransporteerd [6](#page=6). * **Schroeftransport:** Een spiraalvormige schroef draait en transporteert deeltjes omhoog, waarbij de specifieke geometrie terugvloeiing voorkomt [6](#page=6). ##### Pneumatisch transport Bij pneumatisch transport wordt een compressor gebruikt om lucht samen te drukken. Granulair materiaal wordt vervolgens in deze luchtstroom geleid, waardoor het mee verplaatst wordt. Deze methode is enkel geschikt voor droge stoffen die niet te kleverig, te zwaar of te groot zijn [6](#page=6). --- # Warmteoverdracht en apparatuur Dit onderwerp behandelt de principes van thermische energieoverdracht via conductie, convectie en straling, evenals de bijbehorende apparatuur zoals warmtewisselaars en koelmachines. ### 3.1 Warmteoverdracht processen Warmteoverdracht is het fysisch transportverschijnsel van thermische energie gedreven door een temperatuurverschil $\Delta T$ [7](#page=7). #### 3.1.1 Conductie (warmtegeleiding) Conductie is de overdracht van kinetische energie van deeltjes van een warmer naar een kouder gebied door middel van trillingen en botsingen. De warmtestroom ($\Phi$) door een plaat met dikte $\Delta x$ en oppervlakte $A$, met temperaturen $T_1$ en $T_2$ aan de zijden, wordt gegeven door [7](#page=7): $\Phi = \frac{Q}{\Delta t} = \lambda \cdot A \cdot \frac{T_2 - T_1}{\Delta x}$ [7](#page=7). Hierin is $\lambda$ de warmtegeleidingscoëfficiënt van het medium. De warmteflux is de warmtestroom per oppervlakte-eenheid [7](#page=7): Flux = $\frac{\Phi}{A} = \lambda \cdot \frac{T_2 - T_1}{\Delta x}$ [7](#page=7). Lucht heeft een lage warmtegeleidingscoëfficiënt en is daardoor een slechte geleider, wat het geschikt maakt voor isolatie. Poreuze materialen of luchtlagen in dubbelglas benutten dit principe [7](#page=7). #### 3.1.2 Convectie (convectieve warmteoverdracht) Convectie vindt plaats door de verplaatsing van fluïdumpakketten die warmte overdragen [8](#page=8). * **Gedwongen convectie:** Veroorzaakt door externe krachten, zoals een ventilator [8](#page=8). * **Vrije/natuurlijke convectie:** Ontstaat door dichtheidsverschillen als gevolg van temperatuurverschillen, zoals de circulatie van lucht door een radiator [8](#page=8). De convectieve warmteoverdracht door een fluïdum langs een oppervlak $A$ wordt beschreven door de convectieve oppervlaktewarmteoverdrachtscoëfficiënt $h_C$: $\Phi = \frac{Q}{\Delta t} = h_C \cdot A \cdot (T_W - T)$ [8](#page=8). Hierbij is $T_W$ de temperatuur van het oppervlak en $T$ de gemiddelde temperatuur van het fluïdum. De coëfficiënt $h_C$ is afhankelijk van de geometrie, de stromingseigenschappen van het fluïdum en het temperatuurverschil [8](#page=8). #### 3.1.3 Elektromagnetische straling Warmteoverdracht door straling gebeurt via elektromagnetische golven, voornamelijk in het infrarode gebied. Straling kan worden doorgelaten (transmissie), teruggekaatst (reflectie) of opgenomen (absorptie). De warmtestroom door straling wordt beschreven met de stralings-oppervlaktewarmtecoëfficiënt $h_S$ [8](#page=8): $\Phi = \frac{Q}{\Delta t} = h_S \cdot A \cdot (T_W - T)$ [8](#page=8). Vaak treden warmtestraling en convectieve warmteoverdracht gelijktijdig op. De totale oppervlaktewarmteoverdrachtscoëfficiënt $h$ is dan de som van beide: $h = h_C + h_S$ [8](#page=8). In veel processen komen conductieve, convectieve en stralingswarmteoverdracht tegelijk voor. De globale warmtedoorgangscoëfficiënt $K$ geeft aan hoeveel joules per seconde per vierkante meter per graad Celsius worden overgedragen [8](#page=8). Voor een systeem met warmtestroom die door drie processen gaat (convectie/straling, conductie, convectie/straling), waarbij de warmtestromen $\Phi_1, \Phi_2, \Phi_3$ en temperaturen $T_1, T_2, T_3, T_4$ gelden: $\Phi_1 = h_i \cdot A \cdot (T_1 - T_2)$ (initieel proces) [8](#page=8). $\Phi_2 = \lambda \cdot A \cdot \frac{T_2 - T_3}{\Delta x}$ (conductie) [8](#page=8). $\Phi_3 = h_o \cdot A \cdot (T_3 - T_4)$ (extern proces) [8](#page=8). In een steady-state proces is de warmtestroom constant: $\Phi_1 = \Phi_2 = \Phi_3 = \Phi$. De globale warmtedoorgangscoëfficiënt $K$ relateert de totale warmtestroom aan het temperatuurverschil [9](#page=9): $\Phi = K \cdot (T_1 - T_4)$ [9](#page=9). De reciproke van $K$ kan worden gezien als de totale weerstand tegen warmtestroom: $\frac{1}{K} = \frac{1}{h_i} + \frac{\Delta x A}{\lambda} + \frac{1}{h_o}$ [9](#page=9). Hierin representeert de termen de convectieweerstanden aan beide zijden en de conductieweerstand door de wand. Een hoge $K$ waarde is wenselijk voor efficiënte warmteoverdracht, wat een lage totale weerstand impliceert. Turbulentie in het fluïdum kan de weerstand verhogen [9](#page=9). > **Tip:** Om de warmteoverdracht te maximaliseren ($K$ zo groot mogelijk te maken), moet de totale weerstand zo klein mogelijk zijn. Dit kan door de juiste materiaalkeuze voor de wand, en door de eigenschappen (aard, snelheid, viscositeit) van de fluïda te optimaliseren. ### 3.2 Warmteoverdracht apparatuur #### 3.2.1 Warmtewisselaars Een warmtewisselaar is een apparaat dat warmte overdraagt van een warm fluïdum naar een koud fluïdum zonder dat ze met elkaar mengen. De scheiding gebeurt via een metalen wand, waarbij warmte wordt overgedragen door convectie aan de fluïdumzijde en conductie door de wand [9](#page=9). ##### Soorten warmtewisselaars * **Tubulaire warmtewisselaar:** Het koude fluïdum stroomt door de binnenste buis en het warme fluïdum langs de buitenkant. Bochten in de buizen verhogen turbulentie en daarmee de warmteoverdrachtscoëfficiënt. Een Shell-and-tube warmtewisselaar maakt gebruik van meerdere buisjes binnen een omhulsel. Oneffen oppervlaktes en 'baffles' (tussenschotten) bevorderen turbulentie en de stromingsweg [9](#page=9). * **Platenwisselaar:** Bestaat uit parallelle stalen platen die een scheidingswand vormen tussen de twee fluïda. Geribbelde platen worden gebruikt om turbulentie te creëren [10](#page=10). > **Voordelen platenwisselaar:** Compact, makkelijk te demonteren voor onderhoud, capaciteit is eenvoudig te verhogen door meer platen toe te voegen (groter oppervlak $A$) [10](#page=10). > **Nadelen platenwisselaar:** Alleen geschikt voor kleine fluïdumhoeveelheden vanwege de smalle ruimtes tussen de platen, bijvoorbeeld in de voedingsindustrie [10](#page=10). ##### Configuratie van warmtewisselaars * **Gelijkstroomconfiguratie:** Beide fluïda stromen in dezelfde richting. Het temperatuurverschil neemt af naarmate de warmteoverdracht vordert, wat leidt tot een beperkte efficiëntie (maximaal 50% bij gelijke fluïda en stromingssnelheden) [10](#page=10). * **Tegenstroomconfiguratie:** De fluïda stromen in tegengestelde richtingen. Dit zorgt voor een constanter, gemiddeld temperatuurverschil over de gehele lengte, wat resulteert in een significant hogere efficiëntie en rendement [10](#page=10). #### 3.2.2 Koelmachine Een koelmachine onttrekt warmte van een lage temperatuur naar een hogere temperatuur, met als input arbeid. Het apparaat bestaat uit een kringproces met vier hoofdonderdelen [10](#page=10): 1. **Verdamper:** Een warmtewisselaar waar een koelvloeistof verdampt en warmte uit de te koelen ruimte onttrekt [10](#page=10). 2. **Compressor:** Samendrukking van het gasvormige koelmiddel, waardoor de temperatuur stijgt tot boven de omgevingstemperatuur [10](#page=10). 3. **Condensor:** Het opgewarmde gas wordt vloeibaar, waarbij warmte aan de omgeving wordt afgegeven [10](#page=10). 4. **Expansievat:** De vloeistof ondergaat een drukval, wat leidt tot een afname van druk en temperatuur, waarna de cyclus kan herhalen [10](#page=10). --- # Mengen en scheidingsprocessen Dit hoofdstuk behandelt de fundamentele principes van het mengen van verschillende stoffen en de diverse technieken die worden gebruikt om deze mengsels te scheiden, met een focus op mechanisch-fysische en fysisch-chemische scheidingsprocessen. ### 4.1 Mengen Mengen is het samenvoegen en zo gelijkmatig mogelijk verdelen van deeltjes van twee of meer verschillende stoffen of fasen om een zo hoog mogelijke mate van homogeniteit te bereiken. Homogene mengsels vormen spontaan door moleculaire diffusie of vrije convectie, resulterend in oplossingen. Heterogene mengsels vormen niet spontaan en kunnen ontmengen of scheiden, wat leidt tot dispersies. Het mengen van heterogene mengsels vereist arbeid, bijvoorbeeld door roeren. Mengbaarheid wordt bevorderd door gelijkaardige eigenschappen van de te mengen stoffen, zoals polariteit en viscositeit [11](#page=11). #### 4.1.1 Gassen met gassen Gassen vormen altijd homogene mengsels. Het mengproces kan worden versneld door snelle injectie van een gas in een ander, het gebruik van een ventilator om turbulentie te creëren, of door statische mixers die turbulentie induceren via hun grillige structuur [11](#page=11). #### 4.1.2 Gassen met vloeistoffen Deze mengsels worden vaak gebruikt als hulpmiddel bij bewerkingen of chemische reacties die een groot vloeistof/gas contactoppervlak vereisen, met uitzonderingen in de voedingsindustrie [11](#page=11). * **Vloeistof in gas dispersies:** Ontstaan door het verstuiven of vernevelen van kleine vloeistofdruppels in een gasvolume. Toepassingen omvatten het bevochtigen van lucht, het verspreiden van insecticiden, snelle verdamping in vacuüm, en het afkoelen van stoom [11](#page=11). * **Gas in vloeistof dispersies:** Gassen worden in vloeistoffen gemengd via gesinterde platen of roerders. Bellenkolommen creëren gasbellen in de vloeistof, waarbij fijnere bellen een groter contactoppervlak bieden. Toepassingen zijn onder andere beluchting bij afvalwaterzuivering, verwarmen van vloeistoffen met stoom, en chemische reacties zoals de hydrogenering van eetbare oliën [11](#page=11). #### 4.1.3 Gassen met vaste stoffen Dit is de kern van fluïdizatie en pneumatisch transport [12](#page=12). * **Fluïdizatie:** Een gas stroomt opwaarts door een bed van vast granulair materiaal. Bij opdrijving van de gassnelheid ontstaat wrijving. Bij de minimale fluïdizatiesnelheid bereiken deeltjes een evenwicht tussen opwaartse druk en zwaartekracht, waarbij ze omgeven zijn door gas en een stabiel, homogeen bed vormen. Verdere snelheidsverhoging leidt tot een turbulenter, instabiel bed, en bij nog hogere snelheden tot pneumatisch transport [12](#page=12). #### 4.1.4 Vloeistoffen met vloeistoffen Menging gebeurt door convectiestroming (roeren), waarbij de keuze van de roerapparatuur afhangt van de viscositeit en oplosbaarheid. Propellers en turbines worden gebruikt voor lage viscositeit, terwijl ankers, peddels, bladroerders en helicale roerders geschikt zijn voor viskeuzere vloeistoffen. Voor pasta's worden kneedmachines gebruikt [12](#page=12). #### 4.1.5 Vloeistoffen met vaste stoffen Dit hangt af van de verhouding van de componenten, de oplosbaarheid van de vaste stof en de stromingseigenschappen. Bij veel vaste stof en weinig vloeistof spreekt men van bestuiving. Met weinig vaste stof en veel vloeistof worden vergelijkbare apparaten als bij vloeistof-vloeistof mengsels gebruikt, mits de vloeistof niet te viskeus is en de deeltjes niet te groot. Tussenliggende gevallen vereisen kneedmachines [13](#page=13). #### 4.1.6 Vaste stoffen met vaste stoffen Factoren zoals deeltjesgrootte, dichtheid, vorm, oppervlakte-eigenschappen, vochtgehalte en stromingseigenschappen zijn bepalend. Mengmethoden omvatten het samenvoegen van pneumatische transportleidingen, het tegelijkertijd ledigen van silo's, toediening aan gefluïdizeerde bedden, en het gebruik van mengtrommels en schroef-/lintmengers. Apparatuur die deeltjes verkleint, zoals plet- en maalmolens, bevordert de menging [13](#page=13). ### 4.2 Scheidingsprocessen Het doel van scheidingsprocessen is het splitsen van voedingsstromen in meerdere gewenste deelstromen of eindproducten, om stromen op te zuiveren of waardevolle stoffen terug te winnen. Voor het scheiden van homogene mengsels is energie vereist. Scheidingsprocessen kunnen worden ingedeeld naar de aard van de scheiding: fasecreatie, fasetoediening, scheiding via een barrière, scheiding door toediening van vaste deeltjes, en scheiding door aanleggen van een gradiënt [13](#page=13). #### 4.2.1 Mechanisch-fysische scheidingsprocessen Deze processen worden voornamelijk toegepast op heterogene mengsels [14](#page=14). ##### 4.2.1.1 Mechanisch-fysisch scheiden van vaste stoffen Scheiding is gebaseerd op deeltjesgrootte, bevochtigbaarheid, en elektrische/magnetische eigenschappen [14](#page=14). * **Zeven:** Stoffen worden gescheiden op basis van deeltjesgrootte met behulp van roosters. Bij grote deeltjes wordt dit triëren genoemd. Zeefverstopping kan worden vermeden met luchtstromen. Beweging, hellen, trillen of draaien van de zeef versnelt het proces. Types apparatuur zijn trommelzeven, horizontaal bewegende zeven en verticaal bewegende zeven [14](#page=14). * **Flotatie:** Scheidt deeltjes op basis van hun bevochtigbaarheid, waarbij hydrofiele deeltjes van hydrofobe deeltjes worden gescheiden door middel van schuimflotatie. Toepassingen zijn de zuivering van mineralen, en het scheiden van inkt van papier [14](#page=14). * **Scheiding door magnetische eigenschappen:** Scheidt magnetische van niet-magnetische deeltjes door ze in de buurt van een magneet te brengen [15](#page=15). * **Scheiding door elektrische eigenschappen:** Scheidt geleidende en niet-geleidende deeltjes door ze een lading te geven en ze te laten interageren met geladen elektrodes of trommels [15](#page=15). ##### 4.2.1.2 Mechanisch-fysisch scheiden van vaste stoffen en fluïda * **Filtratie:** Scheidt vaste stoffen van vloeistoffen (suspensies) door ze over een filter te laten lopen, waarbij een filtraat en filterkoek ontstaan. De drijvende kracht is drukverschil of centrifugatie. Factoren zoals deeltjeskarakteristieken, filtermedium en filterkoekdikte zijn bepalend. Filtermediums variëren van grofkorrelig materiaal tot membranen. Verschillende filtratietypes, gebaseerd op deeltjesdiameter, omvatten conventionele filtratie, microfiltratie, ultrafiltratie, nanofiltratie en hyperfiltratie/omgekeerde osmose [15](#page=15) [16](#page=16). * **Zeeffiltratie:** Gebruikt een semipermeabel membraan met zeer kleine poriën, zoals bij omgekeerde osmose. Osmose is het scheiden van twee fasen door een semipermeabel membraan, gedreven door concentratieverschil. Omgekeerde osmose vereist arbeid om het proces om te keren [16](#page=16). * **Dieptefiltratie (klaringsfiltratie):** Gebruikt een filterbed van grofkorrelig materiaal waar deeltjes worden weerhouden binnen de poriën. Zandfiltratie is een voorbeeld. Reiniging gebeurt door backwashing [16](#page=16). * **Koekfiltratie:** De filterkoek zelf neemt de filtrerende werking over, waarbij deeltjes aan het oppervlak van het filtermedium worden tegengehouden. De structuur van de koek hangt af van de deeltjeskarakteristieken en filtratieparameters. Industriële filtersystemen omvatten platenfilters, filterpersen en zakkenfilters. Vacuümfilters, zoals de trommelfilter, gebruiken onderdruk voor filtratie [17](#page=17). * **Bezinking (sedimentatie):** Scheidt deeltjes op basis van verschillen in grootte en dichtheid. De netto kracht is het verschil tussen zwaartekracht en opwaartse Archimedeskracht. Deeltjes met grotere dichtheid of grotere omvang bezinken sneller. Stroomgoten met opeenvolgende, grotere bezinkingstanks kunnen de verblijftijd verlengen en zo een betere scheiding bereiken [18](#page=18). * **Centrifugatie en cyclonen:** Gebruiken centrifugale kracht om vaste deeltjes van vloeistoffen of gassen te scheiden, of om niet-mengbare vloeistoffen te scheiden. De centrifugale kracht is `Fc = m. Ω². r`. De G-waarde geeft de verhouding tot zwaartekracht aan [19](#page=19). * **Dichtewand centrifuges:** Gebruikt voor centrifugale bezinking, zoals bij het ontvetten van melk of het verrijken van uranium [19](#page=19). * **Openwand centrifuges:** Gebruikt voor filtratie, waarbij vloeistof door een geperforeerde wand gaat en vaste stof achterblijft [19](#page=19). * **Cycloon:** Scheidt vaste deeltjes uit een gas door de gasstroom zelf centrifugale kracht op te wekken. Een hydrocycloon werkt voor vloeistoffen [20](#page=20). #### 4.2.2 Fysisch-chemische scheidingsprocessen ##### 4.2.2.1 Drogen Drogen verwijdert kleine hoeveelheden water uit stoffen door verdamping of sublimatie, meestal thermisch. Het proces is endotherm en vereist warmteoverdracht via conductie, convectie of straling. Methoden omvatten drogen met verwarmde lucht, contact met een verwarmd oppervlak, stralingswarmte, en vriesdrogen [20](#page=20). * **Werking van drogen met warme lucht:** Gebaseerd op het verschil in dampdruk (drijvende kracht voor massatransfer) en temperatuurverschil (drijvende kracht voor warmtetransfer). De relatieve vochtigheid (`RV = (P / PS) x 100%`) is cruciaal; warme, onverzadigde lucht met een lage RV is effectief. Procesoptimalisatie omvat het maximaliseren van temperatuur- en concentratieverschillen en het minimaliseren van weerstand door turbulentie [21](#page=21). * **Apparatuur:** Kamerdrogers werken in batches. Tunneldrogers en trommeldrogers zijn continuprocessen. Fluïdized bed/wervelbed drogers gebruiken een gefluïdizeerd bed voor efficiënte menging. Sproeidrogers vernevelen oplossingen en suspensies tot poeder [22](#page=22) [23](#page=23). ##### 4.2.2.2 Indamping & kristallisatie Indampen (evaporatie) verwijdert grote hoeveelheden oplosmiddel, meestal water, om oplossingen op te concentreren. Het vindt plaats bij het kookpunt van het oplosmiddel, waarbij het oplosmiddel vluchtiger is dan de opgeloste stof. De indampsnelheid hangt af van de warmteoverdracht en massatransport van damp [23](#page=23). * **Apparatuur:** Open-pan indampers, buisvormige warmtewisselaars en meertrapsindampers maken gebruik van warmterecuperatie om energie te besparen (#page=23, 24) [23](#page=23) [24](#page=24). * **Doelstellingen:** Solvent terugwinnen, oplossing concentreren, en opgeloste stof terugwinnen [24](#page=24). * **Kristallisatie:** Vormt vaste kristallijne deeltjes uit een homogene, oververzadigde oplossing. Oververzadiging kan worden bereikt door indamping van het oplosmiddel of afkoeling van de oplossing (waardoor de maximale oplosbaarheid daalt). Kristallisatie kan ook plaatsvinden vanuit een smelt, een homogene dampfase, of via rekristallisatie [24](#page=24). ##### 4.2.2.3 Destillatie Scheidt verbindingen in een vloeibare, binaire oplossing op basis van verschillen in vluchtigheid (kookpunt). De meest vluchtige stof condenseert als destillaat, terwijl de minst vluchtige stof het residu vormt. Het kookpuntdiagram geeft de temperatuur-samenstellingsrelatie weer [25](#page=25). * **Enkelvoudige destillatie:** Omvat evenwichts- of flashdestillatie en enkelvoudige batchdestillatie (#page=25, 26). Deze methoden zijn effectief voor stoffen met een kookpuntverschil van minstens 50°C [25](#page=25) [26](#page=26). * **Fractionele destillatie (rectificatie):** Wordt gebruikt voor stoffen met vergelijkbare kookpunten, door herhaalde destillaties in een fractioneerkolom. Elke plaat in de kolom komt overeen met een thermische schotel, wat het aantal evenwichten bepaalt. Continue rectificatie is efficiënter en maakt gebruik van reflux en een reboiler [26](#page=26) [27](#page=27). ##### 4.2.2.4 Absorptie en stripping * **Absorptie:** Brengt een gasmengsel in contact met een vloeistof (absorbent) waarin één of meer componenten selectief oplossen (gas->vloeistof massatransfer) [27](#page=27). * **Fysische absorptie:** Gebaseerd op selectieve massatransfer zonder chemische verandering, tot thermodynamisch evenwicht is bereikt. De evenwichtspartitiecoëfficiënt `K = Cvlequilibruim / Cgas` bepaalt de selectiviteit [28](#page=28). * **Chemische absorptie (chemisorptie):** Omvat eerst fysische absorptie, gevolgd door chemische reactie van het geabsorbeerde component. Dit verhoogt de absorptiecapaciteit, flux, en kan gevaarlijke stoffen veilig wegreageren [28](#page=28). * **Keuze van solvent:** Belangrijke criteria zijn affiniteit voor het gewenste product, hoog kookpunt, lage viscositeit, stabiliteit, niet-toxiciteit en kostprijs [28](#page=28). * **Factoren die absorptiesnelheid beïnvloeden:** Groot contactoppervlak, hoge concentratieverschillen, lage temperatuur en hoge druk [29](#page=29). * **Stripping (desorptie):** Het omgekeerde proces van absorptie, waarbij componenten van vloeistof naar gas worden overgebracht [28](#page=28). * **Doel & toepassingen:** Waardevolle producten scheiden, schadelijke producten verwijderen, deodoriseren, en chemische reacties [29](#page=29). * **Apparatuur (absorptietorens):** Zeefplatenkolommen, ventielplatenkolommen, borrelplatenkolommen, gepakte kolommen (random en gestructureerd), sproeikolommen, bellenkolommen en centrifugale contractoren worden gebruikt (#page=29, 30) [29](#page=29) [30](#page=30). ##### 4.2.2.5 Extractie Scheidt selectief stoffen (solute) uit een vaste stof of vloeistof naar een ander vloeibaar solvent. Het solvent mag niet homogeen mengbaar zijn met de voeding, moet een hoge affiniteit voor de solute hebben, en een groot dichtheidsverschil met de voeding. Extractie heeft de voorkeur boven destillatie voor hoogkokende verbindingen in lage concentraties, thermolabiele verbindingen, stoffen met gelijkaardige kookpunten maar verschillen in oplosbaarheid, en het verwijderen van anorganische stoffen [31](#page=31). * **Enkelvoudige extractie:** De efficiëntie wordt bepaald door de extractie-efficiëntie `E = msolute, extract / msolute, totaal` en de evenwichtspartitiecoëfficiënt `K = Csolvent* / Cvoeding*` (#page=31, 32) [31](#page=31) [32](#page=32). * **Meervoudige extractie:** Verhoogt de efficiëntie, met name in tegenstroom, waar het solvent optimaal wordt benut (#page=32, 33) [32](#page=32) [33](#page=33). * **Vloeistof-vloeistof extractie (LLE):** Maakt gebruik van ternaire fasediagrammen om de concentraties en ontmengingsgedragingen weer te geven. Apparatuur omvat mixer-settlers, sproeikolommen, gepakte kolommen en kolommen met mechanische agitatie [33](#page=33) [34](#page=34). * **Vast-vloeistof extractie (leaching):** Scheidt stoffen uit vaste materialen met een solvent. Uitvoeringsvormen zijn percolatie (fixed bed), moving-bed extractie (Bollmann, Hildebrandt, bandextractor) en dispersie/agitatie met afscheiding (#page=35, 36). Solvent recuperatie gebeurt vaak door destillatie [35](#page=35) [36](#page=36). ##### 4.2.2.6 Adsorptie en desorptie, ionenuitwisseling en chromatografie * **Adsorptie:** Selectief weerhouden van een gas of vloeistof aan het oppervlak van een vaste stof (adsorbent) door intermoleculaire krachten. Adsorptie is optimaal bij lage temperatuur en hoge druk. Het specifieke oppervlak van het adsorbens (`m²/g`) is cruciaal en wordt vergroot door kleine adsorbentia en hoge inwendige porositeit. Toepassingen zijn het onttrekken van ongewenste bestanddelen en het drogen van gassen en vloeistoffen [37](#page=37) [38](#page=38). * **Ionenuitwisseling:** Selectief weerhouden van ionen uit een vloeistof aan het oppervlak van een vaste stof met permanent gebonden ladingen. Kationen- en anionenuitwisselaars worden gebruikt, afhankelijk van de aard van de te scheiden ionen [37](#page=37) [38](#page=38). * **Chromatografie:** Scheidt componenten van een mobiele fase (gas of vloeistof) op basis van hun affiniteit voor een stationaire fase in een kolom. Verschillende retenties en elutietijden leiden tot de vorming van verschillende fracties [38](#page=38). * **Sorbentia:** Belangrijke criteria voor sorbentia zijn hoge selectiviteit, capaciteit, snelle sorptiekinetiek, chemische/thermische/mechanische stabiliteit, weerstand tegen fouling, gemakkelijke regeneratie en lage kosten (#page=38, 39). Ze worden ingedeeld in organische (bv. actieve kool), anorganische (bv. silicagel, zeolieten) en synthetische organische polymeren [38](#page=38) [39](#page=39). * **Adsorptie-apparatuur:** Slurry contractors en cyclische batch operaties worden gebruikt [39](#page=39). --- # Mechanische vervaardigingstechnieken van discrete producten 6. Mechanische vervaardigingstechnieken van discrete producten Dit onderdeel behandelt de mechanische bewerkingen die nodig zijn voor de productie van aftelbare producten. ### 6.1 Inleiding tot mechanische vervaardigingstechnieken Mechanische vervaardigingstechnieken omvatten de eenheidsbewerkingen die nodig zijn voor de productie van discrete, dat wil zeggen aftelbare en afzonderlijk te scheiden, producten die geen gas, vloeistof of granulaire stof zijn. Deze technieken kunnen worden onderverdeeld in verschillende categorieën die het productieproces van begin tot eind bestrijken [40](#page=40). ### 6.2 Categorieën van mechanische vervaardigingstechnieken De mechanische vervaardigingstechnieken voor discrete producten omvatten een reeks processen die worden ingedeeld op basis van de transformatie die het materiaal ondergaat [41](#page=41). #### 6.2.1 Oervormen Oervormen is het proces waarbij een materiaal met een niet gedefinieerde vorm, zoals een metaalsmelt of poeder, zijn eerste vorm krijgt. Dit kan bereikt worden door technieken zoals gieten, extruderen, sinteren en poedermetallurgie [41](#page=41). #### 6.2.2 Omvormen Omvormen is een secundaire vormgevingsstap die plaatsvindt na de oervorming. Hierbij wordt de vorm, kristalstructuur en/of mechanische eigenschappen van het materiaal gewijzigd. Voorbeelden van omvormingstechnieken zijn buigen, bewegen, forceren en dieptrekken [41](#page=41). #### 6.2.3 Scheiden en afnemen Deze categorie omvat processen waarbij overtollig materiaal wordt verwijderd [41](#page=41). * **Scheiden:** Hierbij wordt materiaal verwijderd dat nog bruikbaar is. Voorbeelden zijn het uitsnijden van een deel van een plaat of het snijden van deuren in een plaat, uitgevoerd door middel van snijden, knippen en ponsen [41](#page=41). * **Afnemen (verspanen):** Bij afnemen wordt materiaal verwijderd op een wijze dat het overtollige materiaal niet meer bruikbaar is. Voorbeelden hiervan zijn boren, draaien, frezen, slijpen en zagen, waarbij de structuur van het materiaal tot poeder kan worden gereduceerd [41](#page=41). #### 6.2.4 Verbinden Verbinden is het proces waarbij losse onderdelen tot een constructie worden gemonteerd die de beoogde functie kan uitoefenen. Veelvoorkomende verbindingsmethoden zijn lassen, solderen, lijmen, nieten en klinken [41](#page=41). #### 6.2.5 Veranderen van materiaaleigenschappen en opbrengen van lagen Dit omvat behandelingen die gericht zijn op het veranderen of optimaliseren van de eigenschappen van materialen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen twee soorten behandelingen [41](#page=41): * **Bulkbehandeling:** Deze behandelingen dringen diep door (tot enkele tientallen millimeters) onder het oppervlak van het materiaal. Voorbeelden zijn gloeien en harden, waarbij de kristalstructuur wordt gewijzigd door opwarming en afkoeling [41](#page=41). * **Oppervlaktebehandeling:** Deze behandelingen zijn beperkt tot het oppervlak (meestal minder dan 1 millimeter). Ze worden toegepast voor diverse doeleinden, zoals het verhogen van de weerstand tegen corrosie en oxidatie, het verbeteren van de slijtvastheid, het aanbrengen van isolatie, en voor reiniging of verfraaiing. Een voorbeeld hiervan is het lakken van een auto [41](#page=41). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Eenheidsprocessen | Processen die gebaseerd zijn op een beperkt aantal wetenschappelijke fundamentele principes en basismechanismen, toepasbaar in diverse industrieën. | | Mechanische eenheidsprocessen | Processen waarbij de vorm, plaats of fysieke staat van een product verandert zonder wijziging van de chemische samenstelling. | | Fysische eenheidsprocessen | Processen waarbij de fysische eigenschappen zoals temperatuur, dichtheid of viscositeit van een product veranderen, zonder de chemische structuur te wijzigen. | | Chemische eenheidsprocessen | Processen die leiden tot een verandering in de chemische structuur of samenstelling van een product. | | Process and Instrumentation Diagram (P&ID) | Een schema dat apparatuur, leidingen en instrumentatie in een productieproces weergeeft met behulp van gestandaardiseerde symbolen. | | Stroming (momentumtransfer) | Het verplaatsen van een bulk fluïdum (gas/vloeistof) of vaste deeltjes als gevolg van een drukverschil. | | Warmtetransfer | Het verplaatsen van thermische energie van een plaats met een hogere temperatuur naar een plaats met een lagere temperatuur, als gevolg van een temperatuurverschil. | | Massatransfer | De verplaatsing van moleculen in een gas of vloeistof als gevolg van een concentratieverschil. | | Reynolds-getal | Een dimensieloos getal dat wordt gebruikt om te bepalen of een stroming laminair of turbulent is. | | Laminare stroming | Een stromingsregime waarbij fluïdumdeeltjes parallel aan elkaar bewegen zonder menging. | | Turbulente stroming | Een stromingsregime dat wordt gekenmerkt door wervels, willekeurige bewegingen en intensieve menging van fluïdumdeeltjes. | | Moleculaire diffusie | Het proces waarbij individuele moleculen zich verplaatsen van een gebied met een hoge concentratie naar een gebied met een lage concentratie. | | Eddy- of turbulente diffusie | De verplaatsing van een pakket materie door turbulentie, wat leidt tot menging. | | Advectie | Het meebewegen van een stof met een zich verplaatsend fluïdum. | | Materiaalbalans | Een boekhouding van de massa die een proces binnenkomt en verlaat, gebaseerd op de wet van behoud van massa. | | Indamper | Een apparaat dat wordt gebruikt om water of een ander oplosmiddel uit een oplossing te verdampen om de concentratie van de opgeloste stof te verhogen. | | Kristallisatie | Het proces waarbij vaste kristallijne deeltjes gevormd worden uit een homogene fase, typisch uit een oververzadigde oplossing. | | Silo | Een grote opslagcontainer, meestal cilindrisch, gebruikt voor het opslaan van bulkmaterialen zoals granulaire stoffen. | | Pneumatisch transport | Een methode om vaste deeltjes te verplaatsen door een luchtdicht leidingstelsel met behulp van een luchtstroom. | | Hydraulisch transport | Een methode om vaste deeltjes te verplaatsen met behulp van een vloeistof, meestal water, als transportmedium. | | Conductie (warmtegeleiding) | De overdracht van thermische energie door directe botsingen van deeltjes in een materiaal, zonder bulkverplaatsing van het materiaal zelf. | | Convectie (convectieve warmteoverdracht) | De overdracht van warmte door de verplaatsing van fluïdum (gas of vloeistof) zelf, die warmte meevoert. | | Elektromagnetische straling | Energie die wordt uitgestraald in de vorm van elektromagnetische golven, inclusief warmtestraling. | | Warmtewisselaar | Een apparaat dat warmte overdraagt van een warm fluïdum naar een koud fluïdum zonder dat de fluïda met elkaar mengen. | | Tubulaire warmtewisselaar | Een warmtewisselaar die bestaat uit buizen, waarbij warmte wordt overgedragen tussen fluïda die door en om de buizen stromen. | | Platenwisselaar | Een warmtewisselaar die bestaat uit parallelle platen die een groot contactoppervlak bieden voor warmteoverdracht tussen twee fluïda. | | Koelmachine | Een apparaat dat warmte onttrekt uit een koude omgeving en deze afgeeft aan een warmere omgeving, met behulp van een kringproces. | | Mengen | Het proces van het samenvoegen en gelijkmatig verdelen van deeltjes van twee of meer verschillende stoffen of fasen om een homogeen of heterogeen mengsel te verkrijgen. | | Homogeen mengsel | Een mengsel waarin de bestanddelen uniform verdeeld zijn en een enkele fase vormen. | | Heterogeen mengsel | Een mengsel waarin de bestanddelen niet uniform verdeeld zijn en uit meerdere fasen kunnen bestaan. | | Fluïdizatie | Het proces waarbij een vaste deeltjeslaag zich gedraagt als een fluïdum wanneer er een gas of vloeistof met voldoende snelheid doorheen wordt geleid. | | Scheidingsprocessen | Processen die worden gebruikt om stromen te splitsen in afzonderlijke componenten of producten, vaak voor zuivering of terugwinning van waardevolle stoffen. | | Mechanisch-fysische scheidingsprocessen | Scheidingsprocessen die gebaseerd zijn op fysieke eigenschappen van de stoffen, zoals grootte, dichtheid of bevochtigbaarheid. | | Zeven | Een scheidingsproces waarbij deeltjes worden gescheiden op basis van hun grootte door ze te laten passeren door een rooster of gaas met specifieke maaswijdtes. | | Flotatie | Een scheidingsproces dat deeltjes scheidt op basis van hun bevochtigbaarheid, door ze te laten hechten aan luchtbellen en naar de oppervlakte te drijven. | | Filtratie | Een scheidingsproces dat een suspensie (vaste stof in vloeistof) scheidt door de vloeistof te laten passeren door een filtermedium, terwijl de vaste deeltjes worden tegengehouden. | | Filtraat | De vloeistof die na filtratie door het filtermedium is gegaan. | | Filterkoek | De ophoping van vaste deeltjes die op het filtermedium achterblijven na filtratie. | | Omgekeerde osmose | Een membraangebaseerd scheidingsproces waarbij druk wordt toegepast om een oplosmiddel (meestal water) door een semipermeabel membraan te persen, terwijl opgeloste stoffen worden achtergehouden. | | Dieptefiltratie | Filtratie waarbij deeltjes worden vastgehouden in de poriën van een filtermedium met een grovere structuur. | | Koekfiltratie | Filtratie waarbij de filterkoek zelf het primaire filtermedium wordt. | | Bezinking (sedimentatie) | Een scheidingstechniek gebaseerd op het verschil in dichtheid en deeltjesgrootte, waarbij zwaardere deeltjes naar de bodem zakken in een vloeistof. | | Centrifugatie | Een scheidingsproces dat gebruik maakt van centrifugale kracht om vaste deeltjes van vloeistoffen of gassen te scheiden, of om niet-mengbare vloeistoffen te scheiden. | | Cycloon | Een apparaat dat vaste deeltjes uit een gas- of vloeistofstroom scheidt met behulp van centrifugale kracht opgewekt door de stroming zelf. | | Drogen | Het proces van het verwijderen van vocht (meestal water) uit materialen of producten, voornamelijk door verdamping of sublimatie. | | Indamping (evaporatie) | Het wegkoken van grote hoeveelheden oplosmiddel (meestal water) uit een oplossing om de concentratie van de opgeloste stof te verhogen. | | Destillatie | Een scheidingsproces dat wordt gebruikt om vloeibare mengsels te scheiden op basis van verschillen in kookpunten (vluchtigheid) van de componenten. | | Fractionele destillatie | Een verfijnd destillatieproces dat wordt gebruikt om componenten met vergelijkbare kookpunten te scheiden door herhaalde verdamping en condensatiecycli. | | Absorptie | Een proces waarbij één of meerdere componenten uit een gas- of vloeistofmengsel selectief oplossen in een absorberend vloeistof (solvent). | | Stripping (desorptie) | Het omgekeerde proces van absorptie, waarbij een opgeloste stof uit een vloeistof wordt verwijderd door contact met een gas. | | Extractie | Een scheidingsproces waarbij een stof selectief wordt overgebracht van de ene vloeistoffase (voeding) naar een andere, niet-mengbare vloeistoffase (solvent). | | Adsorptie | Een oppervlaktefenomeen waarbij moleculen van een gas of vloeistof zich hechten aan het oppervlak van een vaste stof (adsorbens). | | Ionenuitwisseling | Een proces waarbij ionen uit een oplossing selectief worden vervangen door ionen die gebonden zijn aan een vaste hars. | | Chromatografie | Een scheidingsmethode die wordt gebruikt om mengsels te scheiden op basis van verschillen in affiniteit voor een stationaire en een mobiele fase. | | Sorbentia | Materialen die worden gebruikt voor adsorptie, ionenuitwisseling of andere scheidingsprocessen op basis van oppervlakte-interacties. | | Membraanscheiding | Een scheidingsproces dat gebruik maakt van een semipermeabel membraan om moleculen of ionen te scheiden op basis van grootte, lading of andere eigenschappen. | | Discrete producten | Producten die aftelbaar zijn en afzonderlijk van elkaar te scheiden, in tegenstelling tot gassen, vloeistoffen of granulaire stoffen. | | Oervormen | Het proces van het creëren van de eerste ruwe vorm van een product, vaak uit een smelt of poeder. | | Omvormen | Het wijzigen van de vorm, structuur of mechanische eigenschappen van een product door middel van mechanische bewerkingen zoals buigen of dieptrekken. | | Scheiden en afnemen | Processen waarbij overtollig materiaal wordt verwijderd, hetzij bruikbaar (scheiden) of niet bruikbaar (afnemen/verspanen). | | Verbinden | Het monteren van verschillende onderdelen tot een functionele constructie, bijvoorbeeld door lassen, lijmen of solderen. | | Bulkbehandeling | Behandelingen die diep in het materiaal doordringen om de materiaaleigenschappen te veranderen. | | Oppervlaktebehandeling | Behandelingen die beperkt blijven tot het oppervlak van het materiaal, vaak voor bescherming, verfraaiing of het verbeteren van slijtvastheid. |