Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Samenvatting

Samenvatting Separation Process Design (BPE20806)

Beoordeling
3.9
(13)
Verkocht
41
Pagina's
63
Geüpload op
13-10-2017
Geschreven in
2017/2018

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.

Meer zien Lees minder
Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

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

Geschreven voor

Instelling
Studie
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
13 oktober 2017
Bestand laatst geupdate op
25 oktober 2017
Aantal pagina's
63
Geschreven in
2017/2018
Type
SAMENVATTING

Onderwerpen

$4.82
Krijg toegang tot het volledige document:
Gekocht door 41 studenten

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Beoordelingen van geverifieerde kopers

7 van 13 beoordelingen worden weergegeven
4 jaar geleden

5 jaar geleden

7 jaar geleden

6 jaar geleden

7 jaar geleden

8 jaar geleden

8 jaar geleden

Lang man

3.8

13 beoordelingen

5
4
4
3
3
6
2
0
1
0
Betrouwbare reviews op Stuvia

Alle beoordelingen zijn geschreven door echte Stuvia-gebruikers na geverifieerde aankopen.

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
hugocloudt Wageningen University
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
701
Lid sinds
10 jaar
Aantal volgers
293
Documenten
30
Laatst verkocht
5 maanden geleden
BSc & MSc Biotechnology graduate (Wageningen University)

The summaries I wrote during my BSc Biotechnology at Wageningen University allowed me to complete this program with ease and graduate cum laude. To help you finish your study with the same ease as I did, I offer these summaries to you, as well as the summaries I wrote during my subsequent MSc Biotechnology at Wageningen University. I hope that you enjoy my summaries as much as I did!

4.0

184 beoordelingen

5
52
4
81
3
45
2
4
1
2

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen