Ainevirtoja

Ainevirtoja ovat materiaalin virrat prosessissa, eli ne kuvaavat aineen kulkua järjestelmän läpi. Jokainen virta voidaan määritellä massavirran tai molaarisen virran kautta, sekä sen koostumuksen, lämpötilan ja paineen perusteella. Yleisiä yksiköitä ovat kg/s tai kg/h massavirralle sekä mol/s molempien komponenttien osalta. Ainevirtoja käytetään sekä syöttö- että poistovirtoina sekä mahdollisina sivu- tai palautusvirtauksina.

Ainevirtojen hallinta on keskeistä massatasapainon ja prosessin suunnittelun kannalta. Jokaiselle virralle määritellään tunnus sekä arvojen joukko, johon sisältyvät koostumus (komponenttien pitoisuudet), lämpötila ja paine. Näiden tietojen avulla voidaan laatia massatasapainot, joissa kaikkien sisääntyneiden massojen summa vastaa ulosvirtoja plus mahdollinen varastoituminen.

Mittauksessa ja ohjauksessa käytetään erilaisia virtausmittareita, kuten massamittareita (esim. Coriolis-sensoreita) sekä volumetriaa. Kun virtaukset tunnetaan, voidaan tehdä sekä yksittäisten laitteiden että koko prosessin energiatasapainoja sekä tehokkuuslaskelmia.

Käytännön esimerkkejä ovat reaktorit, joissa syötöt tuovat reagenteja ja poistoissa syntyy tuotteita sekä sivuvirtoja, sekä tislauksen kaltaiset erotuslaitokset, joissa virtojen hallinta määrittelee erottelun tehokkuuden. Ainevirtojen analysointi ja hallinta ovat thus perusta kemian- ja prosessitekniikan laskelmilta, suunnittelulle ja optimoinnille.