Procesos básicos físicos y químicos La fabricación de un producto químico requiere en general, la realización de una serie de procesos parciales, más o menos independientes de los que la ‹‹preparación›› y ‹‹purificación de las materias primas›› la ‹‹reacción›› propia mente dicha y el ‹‹acondicionamiento de los productos finales›› se presentan en la fabricación de casi todos los productos. Cada uno de estos procesos parciales se puede subdividir a su vez en fases de trabajo de las que, por ejemplo, la trituración, la desecación, el tamizado, etc., son procesos físicos, mientras, la tostación, la reducción, etc., se cuentan entre los procesos químicos. Ambos tipos de procesos son igualmente importantes y en su sensata coordinación garantizan el curso deseado del proceso total. En Estados Unidos, los procesos de trabajo físicos fundamentales se denominan ‹‹operaciones unitarias››, y los químicos ‹‹procesos unitarios››. En el siguiente diagrama establece como es que surge la necesidad de producir nuevas formas de satisfacer las necesidades. Materia Prima Empleando Transformando Consumiendo Se obtienen productos Satisfacción de las necesidades Materia Prima Materia necesaria para elaborar un producto o para iniciar un proceso. Producto Terminado Materia prima que ha sufrido alguna transformación o cambio. Clasificación de los productos de acuerdo con su empleo: 1. Productos básicos: Son productos de gran consumo industrial y poco valor unitarioprecio por unidad de masa- obtenidos en grandes cantidades por la industria química básica, a partir de las materias primas naturales. Cada producto se emplea en la fabricación de un gran número de otros productos más elaborados. (Ejemplos: H2SO4, Etileno, etc.) 2. Productos intermedios: Son productos estables de elevado consumo que dan lugar cada uno a unos cuantos productos finales, pero en sí mismos nos son empleados directamente por el consumidor. (fenol, cloruro de vinilo, etc.) 3. Productos químicos finos: Productos químicos de muy levada pureza y rigurosas especificaciones, producidas en cantidades moderadas, empleadas en productos farmacéuticos, aditivos de alimentos, etc. PROFRA. NELLY M. BAENA LÓPEZ PREPARACIÓN Y TRANSPORTE DE MATERIALES Página 1 4. Productos finales: Se obtiene de los productos intermedios mediante a industria química transformadora, son menor capacidad de producción, que las industrias básicas. Están sometidos a la fluctuación de la demanda. 5. Productos de Consumo: Son los productos finales que estas disponibles para su uso y que contiene las especificaciones deseadas. PROCESO: Es un conjunto de etapas que implican modificaciones de la composición química o ciertos cambios físicos en la materia que se va a preparar, procesar, separar o purificar. La existencia de un proceso o su posibilidad de existencias implica que habrá usuarios que pagarán por el material producido, en cantidades, calidades y precios aceptables por el consumidor. Cualquier proceso si importar la escala, puede resolverse en una serie coordinada de lo que puede llamarse “operaciones unitarias”. Clasificación de los procesos según la forma que realizan las entradas y salidas. Proceso Intermitente: Se alimenta el material a un sistema al inicio del proceso, retirándolos productos una sola vez, después un tiempo prolongado. La masa no atraviesa los límites del sistema entre el momento de la alimentación y la salida del producto. Proceso Continuo: Representan entradas y salidas constantes en la duración del mismo. Proceso smibatch o semiintermitente. En este proceso las entradas son casi instantáneas y las salidas son continuas o viceversa. OPERACIONES UNITARIAS: Son las operaciones que se efectúan sobre las materias primas o productos secundarios, que pueden cambiar su estado físico, pero sin alterar sus propiedades. Clasificación de las operaciones unitarias Entre las operaciones mas importantes se encuentran: • Flujo de fluidos: Estudia los principios que determinan le flujo y transporte de los fluidos de un punto a otro. • Transferencia de calor. Esta operación unitaria involucra los principios que gobiernan la acumulación y transferencia de calor y de energía de un lugar a otro. • Evaporación. Estudia la evaporación de un solvente de un soluto no volátil. • Secado. Estudia la separación de líquidos volátiles en los materiales sólidos. • Destilación. Separación de los componentes de una mezcla líquida por medio de un a temperatura de ebullición basadas en las diferencias de presión., PROFRA. NELLY M. BAENA LÓPEZ PREPARACIÓN Y TRANSPORTE DE MATERIALES Página 2 • • Absorción. Se realiza la separación de un componente gaseoso de una corriente da gases por el tratamiento con un líquido. Cristalización. Se refiere a la extracción de una solución por medio de la precipitación de dicho soluto. Procesos Fundamentales de transporte: 1. Transporte de momento. Se refiere a la trasferencia que representa a los materiales en movimiento, tales como flujo de fluidos, sedimentación, mezclado, etc. 2. Transporte de calor. En este proceso se considera la transferencia de calor de un lugar a otro, se presentan las operaciones tales, como, secado, evaporación, destilación, etc. 3. Transporte de masa. Se realiza transferencia de masa de una fase a otra, incluyendo procesos de absorción, extracción, lixiviación, etc.+ En el siguiente diagrama se resume el estudio de las operaciones unitarias OPERACIONES UNITARIAS FENÓMENOS DE TRANSPORTE TRASFERENCIA DE MOMENTO * Flujo de Fluidos * Sedimentación TRASFERENCIA DE CALOR • • Evaporación Destilación TRASFERENCIA DE MASA • • • Absorción Extracción Destilación Bibliografía: 1. J. Costa López S. Cervera March, “Curso de Ingeniería Química. Introducción a las Procesos, Operaciones Unitarias y Fenómenos de Transporte”, Edit, Reverté, 1994. 2. McCabe Warren, Smith J.,”Operaciones básica de Ingeniería Química”; Edit. Reverteré, 1ª Edición, 1981. 3. Foust Wenzel, Clump, “Principios de Operaciones Unitarias”, Etid. CECSA, 3ª edición, 1990. 4.- Himmelblau David M., Principios y Cálculos Básicos de la Ingeniería Química, Editorial CECSA, 1ª. Edición, USA, 1992. 5.- Creus Sole Antonio, Instrumentación Industrial, Editorial Alfaomega Marcombo, 4a Edición, España, 1989 PROFRA. NELLY M. BAENA LÓPEZ PREPARACIÓN Y TRANSPORTE DE MATERIALES Página 3
