Ing. Procesos y Operaciones Unitarias - ICYTAL

Universidad Austral de Chile
Escuela de Ingeniería Civil Industrial
Asignatura: Química de Procesos (BAIN 059)
Prof. : Elton F. Morales Blancas
OPERACIONES UNITARIAS
Definición
El estudio de la Ingeniería de Procesos se realiza analizando todas las formas de
procesamiento físico y agrupándolas en un número pequeño de operaciones
básicas, los cuales son llamadas Operaciones Unitarias.
Las Operaciones Unitarias estudian principalmente la transferencia y los cambios
de energía, transferencias y cambios de materiales que se llevan a cabo por
medios físicos, pero también por medios fisicoquímicos.
El Proceso es el conjunto de Operaciones Unitarias. Así, el concepto esencial
es por lo tanto dividir los procesos físicos de alimentos o sistemas biológicos en
operaciones unitarias básicas cada uno de los cuales pueden encontrarse en
forma independiente y los cuales dependen de principios físicos coherentes.
Debido a la dependencia de la Operación Unitaria sobre un principio físico, o de un
pequeño grupo de principios asociados, pueden “construirse” relaciones
cuantitativas en la forma de ecuaciones matemáticas para describirlos. Las
ecuaciones pueden utilizarse para seguir que está sucediendo en el proceso y
para el control y modificación del proceso, si es requerido.
Dos Leyes muy importantes que todas las Operaciones Unitarias obedecen son
las “Leyes de la Conservación de Masa y Energía”
Clasificación de las Operaciones Unitarias
1. Flujo de fluidos. Estudia los principios que determinan el flujo y transporte de
cualquier fluido de un punto a otro.
2. Transferencia de calor. Esta operación unitaria concierne a los principios que
gobiernan la acumulación y transferencia de calor y de energía de un lugar a
otro.
3. Evaporación. Un caso especial de transferencia de calor, que estudia la
evaporación de un disolvente volátil (como el agua), de un soluto no volátil
como la sal o cualquier otro tipo de material en solución.
4. Secado. Separación de líquidos volátiles, por lo general agua, de los
materiales sólidos.
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5. Destilación. Separación de los componentes de una mezcla líquida por medio
de una ebullición basada en las diferencias de presión de vapor.
6. Absorción. En este proceso se separa un componente gaseoso de una
corriente de gases por tratamiento con un líquido.
7. Extracción líquido-líquido. En este caso, el soluto de una solución líquida se
separa poniéndolo en contacto con otro disolvente líquido que es relativamente
inmiscible en la solución.
8. Lixiviación líquido-sólido. Consiste en el tratamiento de un sólido finalmente
molido con un líquido que disuelve y extrae un soluto contenido en el sólido.
9. Cristalización. Se refiere a la extracción de un soluto, tal como la sal, de una
solución por medio de la precipitación de dicho soluto.
10. Separaciones mecánico-físicas. Implican la separación de sólidos, líquidos o
gases por medios mecánicos, tales como filtración, sedimentación o reducción
de tamaño, que por lo general, se clasifican como operaciones unitarias
individuales.
Procesos Fundamentales de Transporte
1. Transferencia de momento. Se refiere a la que se presenta en los materiales
en movimiento, como en operaciones unitarias de flujo de fluidos,
sedimentación y mezclado.
2. Transferencia de calor. En este proceso fundamental se considera la
transferencia de calor de un lugar a otro; se presenta en las operaciones
unitarias de transferencia de calor, secado, evaporación, destilación y otras.
3. Transferencia de masa. En este caso se transfiere masa de una fase a otra
fase diferente; el mecanismo básico es el mismo ya sea que las fases sean
gaseosas, sólidas o líquidas. Este proceso incluye destilación, absorción,
extracción líquido-líquido y lixiviación.
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