UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

TEORIA DE OPERACIONES UNITARIAS(402)

Investigación # 1 OPERACIONES UNITARIAS

KATHERINE ROMERO VASQUEZ

CUARTO AÑO “B”

DOCENTE: ING.QCA LUIS BONILLA, MSC

FECHA: 20/05/15

GUAYAQUIL - ECUADOR

2015-2016

ContenidoRESEÑA HISTÓRICA.....................................................................................................3

RESUMEN........................................................................................................................3

CONCEPTO OPERACIÓN UNITARIA:.....................................................................3

CONCEPTO DE PROCESO UNITARIO:...................................................................3

OPERACIONES UNITARIAS BÁSICAS.......................................................................3

1. TRANSPORTE DE FLUIDOS..............................................................................3

2. TRANSFERENCIA DE CALOR...........................................................................3

3. GENERACION DE VAPOR (CALDEROS)........................................................4

4. EVAPORACION...................................................................................................4

5. HUMIDIFICACIÓN Y DESHUMIFICACION....................................................4

6. ABSORCION DE GASES.....................................................................................4

7. EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO...................................................................5

8. LIXIVIACION (EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO)........................................5

9. ADSORCION.........................................................................................................5

10. DESTILACION..................................................................................................5

11. SECADO............................................................................................................5

12. AGITACION Y MEZCLA.................................................................................6

13. CLASIFICACION (TAMIZADO).....................................................................6

14. SEDIMENTACION............................................................................................6

15. FILTRACION.....................................................................................................6

16. CRIBADO..........................................................................................................7

17. CRISTALIZACION...........................................................................................7

18. CENTRIFUGACION.........................................................................................7

19. DESINTEGRACION (MOLIENDA).................................................................7

20. MANEJO DE PRODUCTOS.............................................................................7

BIBLIOGRAFIA:..............................................................................................................8

RESEÑA HISTÓRICAUn vez que se estableció la Ingeniería Química como una nueva rama de estudio, el primer avance

teórico significativo sucedió en 1915. Se trató del concepto de operaciones unitarias, desarrollado por William Walker y Arthur Little. En palabras de Little, esto significaba que "cualquier proceso químico, cualquiera sea su escala, puede ser analizado como una serie coordinada de lo que podría ser denominado 'operaciones unitarias'”.Fueron las operaciones unitarias lo que permitieron determinar el espacio de actuación del Ingeniero Químico en la industria, y lograr que se reconociera a esta nueva ingeniería como independiente de las demás y con una metodología propia.

RESUMENEn las Industrias de procesos químicos y físicos así como en las de procesos biológicos y de alimentos, existen muchas semejanzas en cuanto a la forma en que los materiales de entrada o de alimentación se modifican o se procesan para obtener los materiales finales de productos. Estas operaciones unitarias son comunes a todos los tipos de industrias.

CONCEPTO OPERACIÓN UNITARIA:Se llama operación unitaria a una parte indivisible de cualquier proceso de transformación donde hay un intercambio de energía del tipo de físico, de una materia prima en otro producto de características diferentes.

CONCEPTO DE PROCESO UNITARIO:Es donde hay transformaciones químicas con presencia de una reacción química.

OPERACIONES UNITARIAS BÁSICAS

1. TRANSPORTE DE FLUIDOS

Concepto: estudia los principios que determinan el flujo y transporte de cualquier fluido de un

punto a otro. Aplicación: lubricantes de engranajes sintéticos, engranajes cónicos,

equipos de construcción móviles y como refrigerantes de compresores, industria hidráulica.

Equipos: selladores de roscas, adhesivos y selladores flexibles, formadores de juntas, antigripantes, composites reforzados, adhesivos estructurales.

2. TRANSFERENCIA DE CALOR

Concepto: Es el intercambio de energía en forma de calor entre diferentes cuerpos Aplicación: Aplicados en los coches, hospital, generación

eléctrica, vidrio, hoteles, siderúrgica. Equipos: intercambiador de calor, intercambiador de calor

de flujo continuo, jacketed pans, serpentines de calentamiento sumergidos en líquidos, intercambiadores de calor de superficie raspada, placa de intercambiadores de calor, procesamiento térmico, pasteurización, proceso de esterilización.

CONCEPTOS DE OPERACIONES UNITARIAS

3. GENERACION DE VAPOR (CALDEROS)

Concepto: Es una máquina o dispositivo de ingeniería diseñado para generar vapor. Este vapor se genera a través de una transferencia de calor a presión constante, en el cual el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia de estado.

Aplicación: Todo tipo de industrias (por ejemplo: industria petrolera, industria eléctrica, industrias químicas, metalúrgicas, etc.).

Equipos: normal, serpentil, caldera piro tubular, caldera paquete acuotubular, caldera Stirling.

4. EVAPORACION

Concepto: La evaporación es un proceso físico que consiste en el pasaje lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido energía suficiente para vencer la tensión superficial.

Aplicación: Impusa los motores de vapor, calderas, industria azucarera, industria aditiva alimentaria, industria farmacéutica, industria láctea, recuperación de solventes de aromas.

Equipos: evaporador de película (ascendente y descendente), de calandria, de tubo, de múltiple efecto, balsón de evaporador, evaporador rotatorio.

5. HUMIDIFICACIÓN Y DESHUMIFICACION HUMIFICACION.-

Concepto: 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. Aplicación: Aplicación en la industria de alimentos, el

acondicionamiento de aire y en el secado de gases Equipos: Humidificadores Centrífugos, Tipo electrodo,

De vapor vivo, Por atomización. DESHUMIFICACION.-

Concepto: es el proceso de retirar el vapor de agua contenida en el aire, llamada también humedad

Aplicación: Aplicación en la industria de alimentos, el acondicionamiento de aire y en el secado de gases

Equipos: Deshumidificador por refrigeración o enfriamiento. Deshumidificador a base de Silica Gel o desecantes.

6. ABSORCION DE GASES Concepto: este es el proceso mediante el cual se separa un componente gaseoso

de una corriente por tratamiento con un líquido (desecado con absorbentes líquidos).

Aplicación: columnas de relleno Ecolav, lavadoras Venturi, columnas vacías, separadores de gotas, atex., industria química.

Equipos: química mineral, fina, farmacéutica, fertilizantes, alimentaria, metalúrgica, tratamientos de superficie, tratamiento de aguas, biomasa.

7. EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO

Concepto: el soluto de una solución liquida se separa poniendo en contacto con otro disolvente líquido que es relativamente inmiscible en la solución.

Aplicación: industria del petróleo Equipos: columnas de relleno. Columnas

pulsadas, columnas pulsadas horizontales, tanques agitadores.

8. LIXIVIACION (EXTRACCION SOLIDO-LIQUIDO)

Concepto: consiste en el tratamiento de un sólido finamente molido con un líquido que se disuelve y se extrae un soluto contenido en el sólido.

Aplicación: obtención de aceites y grasas animales y vegetales, industria minera., industria alimentaria.

Equipos: lixiviación por percolación, batería de lixiviación por percolación, sistema continuo de extractores solido-liquido por percolación, lixiviación por inmersión,

9. ADSORCION

Concepto: en este proceso un componente de una corriente líquida o gaseoso es retirado y adsorbido por un adsorbente

sólido (desecación por los adsorbentes sólidos) Aplicación: industria de alimentos, industria del gas Equipos: secador por adsorción

10. DESTILACION

Concepto: Proceso que consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor y, a continuación, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación. El objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles.

Aplicación: Aceite esenciales, destilación del petróleo, industria de aditivos alimentaria, bebidas alcohólicas.

Equipos: columna de destilación, alambiques (utilizado en la industria del licor), refrigerante, bomba de vacío.

11. SECADO Concepto: El secado es un

método de conservación de alimentos consistente en extraer el agua de estos, lo que inhibe la proliferación de microrganismos y dificulta la putrefacción. O que se realiza para eliminar el agua mediante el calor.

Aplicación: El secado es un método de conservación de alimentos, granos y semillas,

industria láctea, industria cementera, tabiqueras, papel, vitaminas, pigmentos, arena y arcillas. Equipos: Secador de charolas, por convección natural, de lecho fijo, columna, rotatorio al

vacío, estufas de secado, secador solar, secador por spray, hornos rotativos, evaporador de lecho fluilizado.

12. AGITACION Y MEZCLA

AGITACION.- Concepto: Operación química que consiste en crear movimientos turbulentos en un fluido

mediante dispositivos mecánicos que actúan sobre el (agitadores). Aplicación: Se emplea industrialmente para acelerar ciertas operaciones como la extracción, el

mezclado y la absorción. Equipos: portátiles, verticales de montaje fijo, de montaje lateral.

MEZCLADO.-

Concepto: Se le llama así al proceso de unir una sustancia con otra normalmente espesas o sólidas

Aplicación: Fabricación de concreto Equipos: mezcladores para sólidos y líquidos viscosos, mezcladora horizontal, mezcladora

rotatoria, mezcladora verticales, mezcladora de pantalón.

13. CLASIFICACION (TAMIZADO)

Concepto: El tamizado es un método físico para separar mezclas. Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz o cedazo. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo

Aplicación: Es un método muy sencillo utilizado generalmente en mezclas de sólidos heterogéneos. Los orificios del tamiz suelen ser de diferentes tamaños y se utilizan de acuerdo al tamaño de las partículas de una solución homogénea, que por lo general tiene un color amarillo el cual lo diferencia de lo que contenga la mezcla.

Equipos:

14. SEDIMENTACION

Concepto: en la extracción continua, la dispersión que sale del mezclador debe pasarse a un sedimentado o decantador, en donde ocurre cuando menos la ruptura primaria. Es el método mecánico de separación de mezclas heterogéneas, estas pueden ser formadas por un líquido y un sólido, o por dos líquidos

Aplicación: tratamiento de las aguas residuales, miel, melaza, preparación de jugos.

Equipos: embudo de decantación o decantador.

15. FILTRACION

Concepto: Se denomina filtración al proceso de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido

Aplicación: Sistemas de tratamiento de agua potable, filtros domésticos de café, industrias petroquímicas

Equipos: prensa, rotatorio, centrífugo, para polvo, verticales, de membrana, de canasta, cartuchos, discos filta, nano filtros, mallas, carbón activado.

16. CRIBADO

Concepto: se utilizan para clasificar el producto en diferentes tamaños, dependiendo de la apertura de la tela de criba. Trabajan mediante un mecanismo con flecha que genera vibración.

Aplicación: industria minera y construcción

Equipos: cribas vibratoria horizontales, cribas vibratoria inclinadas y cribas de alta frecuencia.

17. CRISTALIZACION

Concepto: Es un proceso por el cual se forma un sólido cristalino, ya sea a partir de un líquido. La operación de cristalización es aquella por medio de la cual se separa un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan

Aplicación: Purificación de vitaminas, ácido cítrico, azúcar, sal, etc. La preparación de los principales activos de los fármacos.

Equipos: cristalizador de enfriamiento, de evaporación con circulación forzada, de evaporación de desviador y tubo de extracción, evaporador al vacío (tradicional azucarero).

18. CENTRIFUGACION

Concepto: es un método mecánico de separación de líquidos no miscibles, o de sólidos y líquidos por la aplicación de una fuerza centrífuga.Aplicación: industria química, petroquímica, refinerías, industrias alimenticias, farmacéuticas, textiles, azucarera, etc.

Equipos: sedimentadoras tubular, cámara múltiple, tazón sólido, decantadoras, discos. Y filtrantes.

19. DESINTEGRACION (MOLIENDA)

Concepto: 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.

Aplicación: molienda de uva para obtener su jugo, producción de harina Equipos: molienda convencional, de barras, bolas y SAG.

20. MANEJO DE PRODUCTOS

Concepto: puede llegar a ser el problema de la producción ya que agrega poco valor al producto, consume una parte del presupuesto de manufactura. Este manejo de materiales incluye consideraciones de movimiento, lugar, tiempo, espacio y cantidad. El manejo de materiales debe asegurar que las partes, materias primas, material en proceso, productos terminados y suministros se desplacen periódicamente de un lugar a otro.

Aplicación: ingeniería industrial y empresas. Equipos: grúas, transportadores, los carros, ductos, dispositivos diversos, equipos mecanizado

o automático, áreas de almacenamiento, distribución de almacenes.

BIBLIOGRAFIA:

Anibal, T. D. (2015). UNIDAD 1. PROCESOS Y OPERACIONES UNITARIAS. Obtenido de http://procfisicoquimindustriales.wikispaces.com/1.+Operaciones+y+procesos+unitarios

Arévalo, K. N. (5 de septiembre de 2013). CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS DE TRA. Obtenido de prezi: https://prezi.com/x5isvcv0nura/clasificacion-de-las-operaciones-unitarias-y-procesos-de-tra/

Humidificación. (2012). Humidificación y deshumidificación. Obtenido de Filtramex, S. de R.L. de C.V. : http://www.filtramex.com/princip-humedad.html

Ibérica, H. (2015). Equipos para el Transporte de Fluidos. Obtenido de http://www.loctite.es/equipos-para-el-transporte-de-fluidos-8199.htm

Pulla, P. (s.f.). La operación unitaria de humidificación. Obtenido de http://www.monografias.com/trabajos81/operacion-unitaria-humidificacion/operacion-unitaria-humidificacion.shtml

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CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

TEORIA DE OPERACIONES UNITARIAS(402)

Investigación # 2DISEÑO DE PLANTAS DE VILBRAN:

Principales símbolos utilizados para representar los equipos que intervienen en un determinado proceso y

que serán utilizados en un diagrama de flujo integral de una planta.

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DOCENTE: ING.QCA LUIS BONILLA, MSC

FECHA: 20/05/15

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