Post on 08-Dec-2014
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA
INFORME
Presentado al:
Ing. GUEVARA YANQUI Pascual - Facilitador del curso
093 B “ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS”
Realizado por:
AMARO QUISPE Henderson Max
Alumno del IX Ciclo de Ingeniería Química
Huancayo, 14 de abril de 2013
OPERACIONES UNITARIAS
OPERACIONES UNITARIAS
Estudian principalmente la transferencia y los cambios de energía así como la
transferencia y los cambios de materiales que se llevan a cabo por medios
físicos. Las operaciones untarías se utilizan ampliamente en la preparación de
las etapas físicas separación y purificación de los productos, recirculación de
los materiales no convertidos y control de la transferencia de energía hacia o
desde los reactores químicos, etc.
1. OPERACIONES UNITARIAS CONTROLADAS POR LA TRANSFERENCIA
DE MATERIA:
1.1. DESTILACIÓN:
Consiste en separar dos o más componentes de una mezcla liquida (en la que
los componentes son más o menos volátiles) aprovechando la diferencia de
volatilidades de los componentes de la mezcla.
1.2. RECTIFICACIÓN:
Separación de uno o varios componentes de una mezcla líquida mediante la
acción de un vapor generado por calefacción de la mezcla original .Se lleva
acabo en una columna, donde el vapor que abandona la cabeza de la columna
se condensa, y una fracción del liquido condensado se devuelve a la columna
lo que constituye el reflujo; el resto se retira como producto destilado.
1.3. ABSORCIÓN:
Consiste en poner en contacto un gas con un líquido para que éste disuelva
determinados componentes del gas, que queda libre de los mismos.
La fase liquida es ajena en naturaleza a la fase gaseosa.
1.4. DESABSORCIÓN:
Es la operación donde se verifica la transferencia de materia de uno o varios
componentes de la fase líquida a la fase gaseosa .Así un gas disuelto en un
líquido es arrastrado por un gas inerte siendo eliminado del líquido.
1.5. EXTRACCIÓN LIQUIDO-LIQUIDO:
La operación se basa en la disolución de uno o varios componentes de una
mezcla (liquida o que formen parte de un solido) en un disolvente
selectivo .Aprovecha la diferencia de solubilidades de los componentes de la
mezcla en el disolvente añadido .En la operación de extracción liquido-liquido ,
uno o varios componentes de la fase liquida conocida como refinado, pasan a
la otra fase liquida o extracto, que se caracteriza por ser de distinta naturaleza
y por ser toral o parcialmente inmiscible con la primera.
1.6. ADSORCIÓN:
Consiste en la eliminación de algunos componentes de una fase fluida
mediante un solido que lo retiene .La adsorción es un fenómeno de superficie:
las moléculas, átomos o iones adsorbidos están confinados en la superficie de
los poros del sólido, unidos por fuerzas de Van der Waals.
1.7. DESORCIÓN:
Esta operación se realiza comúnmente para la regeneración del lecho sólido
saturado de soluto, y para la recuperación del soluto adsorbido.
1.8. LIXIVIACIÓN:
Esta operación consiste en la transferencia de uno o varios componentes
desde la fase refinado, constituida por sólidos suspendidos, a la fase liquida o
extracto.
En la extracción solido-líquido se acostumbra trabajar por cargas o en
semicontinuo por la dificultad de manipulación del solido que hay que someter
a extracción.
1.9. INTERCAMBIO IÓNICO:
Consiste en la sustitución de uno o varios iones de una disolución por otros que
forman inicialmente parte de la estructura de un sólido (resina de intercambio
iónico).Los poros de una resina contienen iones positivos y negativos formando
una sal. En estado seco los iones mantienen su posición media en la
estructura, pero cuando se sumergen en un líquido polar, uno o varios iones
quedan libres para desplazarse hacia el seno del líquido mientras otros iones
de carga equivalente pasan del líquido al sólido, de modo que la resina
permanece eléctricamente neutra.
2. OPERACIONES UNITARIAS CONTROLADAS POR TRANSMISIÓN DE
CALOR:
2.1. EVAPORACIÓN:
Consiste en la separación de una muestra líquida, generando a partir de la
misma, por ebullición, un vapor integrado por los componentes más volátiles de
la mezcla .Se utiliza para concentrar disoluciones obteniéndose vapor del
disolvente.
2.2. CONDENSACIÓN:
Es la operación por la que un vapor pasa a estado líquido al intercambiar calor
con un líquido frio.
3. OPERACIONES UNITARIAS CONTROLADAS POR LA TRANSFERENCIA
SIMULTÁNEA DE MATERIA Y CALOR:
3.1. HUMIDIFICACIÓN:
Consiste en aumentar la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa,
el vapor puede aumentar pasando el gas a través de un líquido que se evapora
en el gas. Ésta transferencia hacia el interior de la corriente gaseosa tiene lugar
por difusión.
3.2. DESHUMIDIFICACIÓN:
Consiste en reducir la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa ,
mediante una condensación parcial del vapor , que se separa.
3.3. CRISTALIZACIÓN:
Es la formación de partículas solidas en el seno de una fase homogénea .El
proceso de formación de cristales consta de dos etapas: la nucleación y el
crecimiento. La nucleación es la formación, a partir de los iones o moléculas de
soluto, de núcleos cristalinos de tamaño suficiente para mantenerse sin
solubilizarse en la solución (solución sobresaturada).El crecimiento es el
proceso de aumento de tamaño de un núcleo cristalino, por adición de nuevos
iones o moléculas.
3.4. SECADO:
Es una operación unitaria mediante la cual se elimina humedad de un a
sustancia .La fase previa todo secado es la eliminación mecánica de agua
mediante filtros-prensa o centrifugas, reduciéndose luego por vía térmica la
humedad que quede. En esta última etapa se somete el producto húmedo a la
acción de una corriente de aire caliente y seco, evaporándose el líquido con el
consiguiente aumento de la humedad del aire.
3.5. LIOFILIZACIÓN:
Es una peculiar modalidad de secado que consiste en la eliminación del agua
de un solido por sublimación de la misma, es decir, el agua del solido
previamente congelada se pasa directamente a vapor.
4. OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSPORTE DE CANTIDAD DE
MOVIMIENTO:
4.1. FLUIDIZACIÓN Y TRANSPORTE NEUMATICO:
Se da cuando una corriente ascendente de fluido (líquido, gas o ambos) se
utiliza para suspender partículas sólidas. Desde un punto de vista
macroscópico, la fase sólida (o fase dispersa) se comporta como un fluido, de
ahí el origen del término "fluidización". Al conjunto de partículas fluidizadas se
le denomina también "lecho fluidizado".
4.2. FILTRACIÓN:
Es una operación unitaria donde se consigue la separación de los sólidos que
se encuentran suspendidos en un medio liquido haciendo pasar la suspensión
a través de un medio poroso , el cual va a retener las partículas solidas dejando
pasar el liquido. Los sólidos quedaran retenidos en función de su granulometría
y según sea el tamaño de los poros.
4.3. SEDIMENTACIÓN:
Es una operación unitaria dentro de los procesos de tratamiento de aguas que
tiene como finalidad el remover los sólidos suspendidos que el agua pueda
contener.
Los sólidos en suspensión sedimentables son aquellos que por acción de la
gravedad se separan del seno del líquido y son arrastrados hacia el fondo del
tanque sedimentador, donde pueden ser separados del agua a la cual se desea
darle tratamiento para remoción de dichas partículas.
4.4. CLASIFICACIÓN HIDRAULICA:
Es una operación de separación de una mezcla de sólidos en distintas
fracciones, basada en la diferente forma, tamaño y densidad de las partículas
que constituyen la mezcla.
4.5. FLOTACIÓN:
Es una operación unitaria de separación basada en la diferencia de densidades
entre un líquido y una partícula solida recubierta de burbujas de aire.
4.6. CENTRIFUGACIÓN:
Consiste en la separación de dos fases de densidad bastante parecida creando
un campo de fuerza centrifuga mediante un sistema mecánico de rotación.
5. OPERACIONES FISICAS COMPLEMENTARIAS:
5.1. TRITURACIÓN:
Es un proceso de reducción de materiales comprendido entre los tamaños de
entrada de 1 metro a 1 centímetro (0,01m), diferenciándose en trituración
primaria (de 1 m a 10 cm) y trituración secundaria (de 10 cm a 1 cm). Diseño
de Elementos de Máquina Los medios de molienda tienen 3 tipos de
movimientos: Rotación alrededor de su propio eje. Caída en catarata en donde
los medios de molienda caen rodando por la superficie de los otros cuerpos.
Caída en cascada que es la caída libre de los medios de molienda sobre el pie
de la carga.
5.2. MOLIENDA:
Es un proceso que persigue extraer jugos de diversos productos de la tierra
como la caña de azúcar o la uva. El término molienda es de uso común, se
refiere a la pulverización y a la dispersión del material sólido. Pueden ser
granos de cereal, uva, aceitunas, etc. en productos de alimentación. Aunque
también pueden ser piedras o cualquier otro material sólido.
5.3. TAMIZADO:
Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas sólidas de diferentes
tamaños por un tamiz. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del
tamiz atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo.
5.4. OSMOSIS INVERSA:
Consiste en separar un componente de otro en una solución, mediante las
fuerzas ejercidas sobre una membrana semi-permeable. Su nombre proviene
de "osmosis", el fenómeno natural por el cual se proveen de agua las células
vegetales y animales para mantener la vida.
5.5. MEZCLADO:
Operación unitaria cuyo objetivo es tratar a dos o más componentes de forma
que cada unidad (partícula, molécula,...) de uno de los componentes contacte
lo más posible con las de los demás.
5.6. AGITACIÓN:
Se refiere al movimiento inducido de un material en una forma específica,
generalmente con un modelo circulatorio dentro de algún tipo de contenedor.
BIBLIOGRAFIA:
Curso de Ingeniería Química :Introducción a los Procesos , las
Operaciones Unitarias y los Fenómenos de Transporte, COSTA LOPEZ
J. ,CERVERA MARCH S., CUNILL GARCIA F., ESPLUGAS VIDAL
S.,MANS TEIXIDÓ C., MATA ALVAREZ J., ESPAÑA, EDITORIAL
REVERTE, 1991, Págs. 79-81.
Referencias virtuales:
http://www.fing.edu.uy/iq/cursos/iaiq/materiales/OperacionesUnitarias.pdf
http://issuu.com/maluegu/docs/operaciones_y_procesos_unitarios?
mode=window&pageNumber=32