UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE MANABI
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
Nombre de los estudiantes
- EDUARDO VALENTIN ANCHUNDIA DELGADO
- BRYAN KELVIN QUIJIJE GUAICHA
- MERO MENDOZA STEVEN ABAD
- NESTOR FABIAN TELLO PILLIGUA
Definición de las Operaciones Unitarias (OU).
Fue introducido en 1915 por el profesor Little, del Massachussets Institute of.Technology (M.I.T). CLIK AQUI
JAN 1, 1915 - Arthur D. Little
Definiciones:
Todo proceso químico conducido en cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de lo que pudieran Llamarse Operaciones Unitarias, como
Todo proceso químico conducido en cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de lo que pudieran Llamarse Operaciones Unitarias, como
- Pulverización.
- Secado.
- Cristalización.
- Filtración.
- Evaporación.
- Destilación.
Las operaciones unitarias; son
la base de la industria química y de transformación de materiales y puede
definirse como un área del proceso o un equipo donde se incorporan materiales,
insumos o materias primas y ocurre un a función determinada, son
actividades básicas que forman parte del proceso.
Por ejemplo: La producción de pulpa o el descortezado en una fábrica de papel, o la destilación en un proceso de elaboración de productos químicos. Las transformaciones ocurridas durante una operación unitaria pueden estar referidas al cambios en la masa de acuerdo a la cantidad de materia o composición, cambios en la energía referidas a la energía total (cualquiera que sea el tipo de energía) de que el cuerpo esté dotado, o cambios del movimiento de la sustancia original dado por variaciones en la dirección, sentido y velocidad. Estos cambios están regidos por las leyes de conservación de la materia, la energía y la cantidad de movimiento
Generalmente los proceso
pueden descomponerse en la siguiente secuencia
- Materias Primas
- Operaciones físicas de acondicionamiento
- Reacciones químicas
- Operaciones físicas de separación
- Productos
Clasificación de las Operaciones Unitarias según los procesos fundamentales de trasferencia.
En cada proceso y/o operación unitaria se cambian las condiciones de una determinada cantidad de materia de una o más de las siguientes formas:
- Modificando su masa o composición
- Modificando el nivel o calidad de la energía que posee
- Modificando sus condiciones de movimiento
Operaciones Unitarias También Se Clasifican
- Transferencia de masa
- Transferencia de calor y masa
- Transferencia de cantidad de movimiento
- Operaciones físicas complementarias
- Reactores
Transferencia de masa:
Tienen una gran importancia desde el
punto de vista químico industrial, ya que es muy difícil encontrar un proceso
químico que no requiera previamente la purificación de la materia
prima o un
producto intermedio, o simplemente separar el o los productos finales del
proceso de sus subproductos. Las operaciones con transferencia
de masa están presentes en la producción de
fertilizantes, la industria azucarera, la producción de ácidos sulfúrico y
clorhídrico, las refinerías de petróleo, etc.
- Destilación: Separar mezcla líquida por diferencia en volatilidad
- Absorción: Purificar gas de un compuesto. por contacto con líquido.
- Extracción (lixiviación o lavado): Mezcla (liquido-liquido o solido-liquido) en disolvente selectivo.
- Adsorción: Eliminar compuesto. de fase fluida mediante sólido que lo retiene.
- Intercambio iónico: Sustitución de iones de disolución por otros en sólido.
Destilación
Separación de componentes de una mezcla
líquida en base a su
diferente
volatilidad (presiones de vapor)
Transferencia de calor
Siempre se realiza cuando existe una diferencia de
temperatura y el mecanismo de esta transferencia de calor se divide en:
- Intercambiador de calor: Intercambio entre fluidos
- Hornos: Sólido o fluido
- Aerorrefrigerantes: Fluido con aire ambiente
- Evaporadores: Concentrar una disolución
- Condensadores: Condensación de vapor por líquido frío.
- Acumuladores de calor: Recuperar calor de corrientes de gas.
- Placas solares: Calor del sol calienta agua
Evaporadores
Transferencia de calor y masa
Hay operaciones en las que se trasfieren simultáneamente materia y
energía, estando controladas estas operaciones por dos gradientes
simultáneamente. Si se pone aire seco frío en contacto con agua caliente
se transfiere vapor de agua desde el líquido hasta el aire, debido a que la
presión parcial del agua en el aire es menor a la que le correspondería en la
saturación. Esta evaporación de H2O se hace a costa de la propia energía del
agua, con lo cual ésta se enfría. El caudal de agua y la energía
transmitida dependen tanto del gradiente de húmeda
- Acondicionamiento de gases o enfriamiento de líquidos: Modifica humedad / temperatura de aire o agua.
- Cristalización: Formación cristal sólido en sol. líquido sobre saturada.
- Secado: Reducción de contenido de líquido en sólido.
- Liofilización criodeshidratación: Eliminación de agua de sólido, sublimación.
Secado
Transferencia de cantidad de movimiento
Se emplea para separar partículas sólidas de un líquido, este dispositivo
consiste en un recipiente de anchura considerable que se alimenta por su fondo.
La diferencia de densidades entre las partículas sólidas y el líquido
hace que las partículas sólidas sedimenten depositándose en el fondo de donde
son eliminadas de forma continua en forma de lodos. En este proceso las
partículas sólidas ceden parte de su cantidad de movimiento a las moléculas del
líquido. Las moléculas de líquido aceleradas por contacto con el sólido
transmiten su movimiento a capas de líquido más alejadas. La operación de
sedimentación está pues controlada por el transporte de cantidad de movimiento.ad como del de temperatura.
Así pues, la humidificación es una operación de transmisión simultánea de
materia y energía.
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- Fluidización y transporte neumático: Circulación de fluido por lecho sólidos
- Filtración: Separación sólido líquido y sólido gas.
- Sedimentación: Separación sólido líquido y líquido líquido
- Clasificación hidráulica: Separación de una mezcla de sólidos
- Flotación: Separación sólido líquido y sólido sólido
- Centrifugación: Separación de fases densidad parecida
Filtración
Circulación de fluido a través de un lecho
de sólidos: separación sólido líquido y sólido gas.
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Operaciones
físicas complementarias
- Trituración: Reducción del tamaño de partícula
- Molienda: Reducción del tamaño de partícula.
- Tamizado: Separación por tamaños de partículas.
Trituración
Reducción del
tamaño de partícula del sólido.
Reactores:
Propósito
Equipos donde se llevan a cabo las reacciones químicas
Operación
Según el modelo de flujo, reactores de mezcla perfecta – reactores
de flujo de pistón.
Aparatos
- Reactor Batch
- Reactor Continuo Agitado (RCA)
- Reactor Tubular Flujo Pistón (RTFP)
Aplicación
de las operaciones unitarias en la industria
Destilación
Es aplicable en sistemas que contengan líquidos
orgánicos de punto de ebullición bastante diferenciados
Esta operación se realiza en todos los niveles
industriales de producción desde la aplicación en la industria farmacéutica y
de química fina, hasta la industria de petróleo y producción a gran escala
Secado:
Su aplicación es común en las industrias de alimento,
así como el secado de granos o madera, los cuales tienen un gran contenido de
húmedas en ellos.
Adsorción:
Una de las aplicaciones más conocida de la adsorción,
es la extracción de humedad del aire comprimido. También se presenta en las
industrias alimentarias en la decoloración tantos en azucares como de aceites,
en potabilización de agua, depuración de aguas residuales eliminación de olores
de gases industriales y desulfuración de gas natural.
Evaporización
El proceso de vaporización consiste en la eliminación
de un líquido de una solución, por tratamiento térmico
Se utiliza en las siguientes industrias
- Industria lechera con evaporadores verticales de tubos largos
- Industrias de jugos de frutas con evaporadores de película descendente y de hidrolizados película agitada.
- Extracto
- Industrias frigoríficas
- industria avícola
Cristalización
Es una operación necesaria para todos los productos químicos que se presenta comercialmente en forma de polvos o cristales, ya sea el azúcar o sacarosa, la sal común o cloruro de sodio se presente en las industrias azucarera.
Desorción:
Utilizado para eliminar sustancias químicas dañinas
del suelo o otros elementos como lodos o sedimento, utilizando calor para
transformarla en gases
Filtración
La filtración en la industria va desde un simple”
calado” hasta separación muy complejas se utiliza en la industria farmacéutica, para procesos
de aguas residuales, industria alimenticia. También se aprecia en la
eliminación de amoniaco y los nitritos del agua
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Fuentes
web graficas:
