clase s de operaciones unitarias

2. Materias
Primas
Operaciones
físicas de
acondicionamie
nto
Reacciones
químicas
Operaciones
físicas de
separación
Productos
Éstos tienen como objetivo modificar las condiciones de una determinada
unidad de masa para conseguir una finalidad. Este cambio se puede conseguir:
- Modificando su masa o composición.
- Modificando su nivel o cantidad de energía.
- Modificando las condiciones de movimiento: velocidad.

3. Para la clasificación de las operaciones unitarias se atiende
a la propiedad que predomina en una transformación. En
base a ello la clasificación se hace en dos grandes grupos:
Operaciones unitarias físicas.
- De
transferencia
de materia.
- De
transferencia
de energía.
- De
transferencia
simultánea
de materia y
energía.
- De
transferencia
de cantidad
de
movimiento.
-
Operaciones
unitarias
químicas.

4. Es la separación de los
componentes de una
mezcla líquida por
vaporización y re
condensación de la
misma.

5. Esta operación se aplica en todos los
niveles industriales de producción,
desde aplicaciones en industria
farmacéutica y de química fina, hasta
la industria del petróleo y producción
a gran escala.

6. La operación de secado es un proceso
que implica transferencia de masa,
donde la humedad contenida en el
sólido se transfiere por evaporación
hacia la fase gaseosa.
El secado es habitualmente la etapa
final de una serie de operaciones y con
frecuencia, el producto que se extrae
de un secador para empaquetado.

7. Su aplicación es común en la industria de alimentos, así como, el secado de
granos o madera, los cuales tienen un gran contenido de humedad en ellos.
Existen procesos químicos industriales importantes en los cuales conviene el
secado, entre otros, está el secado de la sal, la cual es pasada, una vez
cristalizada por un túnel de aire, para eliminar el exceso de humedad en la
misma, también se puede mencionar el secado del carbón, de productos
alimenticios, de arena, entre otros.
El uso del secado como medio de preservación
de materiales biológicos, esto se debe, a que la
actividad microbiológica cesa a niveles de humedad
menores del 10%.

8.  Secadores de bandejas: Consiste en un gabinete, de tamaño
suficientemente grande para alojar los materiales a secar, en el cual se
hace correr suficiente cantidad de aire caliente y seco.
Secador continuo de túnel: Está formado por un túnel, por el cual pasan
bandejas o carretillas con el material a secar, dentro del túnel, se hace fluir,
generalmente a contracorriente, aire caliente, el cual sirve para secar los
sólidos.
 Secadores Rotatorios: Consta de un cilindro hueco que gira sobre su eje,
con una ligera inclinación, para permitir el desliz de los sólidos a secar hacia
la boca de salida.
 Secadores por aspersión: se atomiza una suspensión líquida, la cual es
recibida por una corriente a contraflujo de aire caliente que evapora el
líquido, de modo que caen las partículas sólidas que se separan de la
corriente de gas, por no ser volátiles.

9. Operación unitaria física regida por
la transferencia de materia.
Consiste en la eliminación de algún
componente de una fase fluida
mediante un sólido que lo retiene.
El fluido puede ser un líquido o un
gas.
Los sólidos empleados han de tener
una gran superficie de adsorción
como es el caso del carbón activo,
gel de sílice, alúmina activada.

11. La evaporación es un proceso por el cual una sustancia en estado líquido
pasa al estado gaseoso, tras haber adquirido energía suficiente para vencer
la tensión superficial.
La evaporación es utilizada para eliminar el vapor formado por ebullición de
una solución líquida para así obtener una solución concentrada. En la gran
mayoría de los casos, la evaporación vista como operación unitaria se refiere
a la eliminación de agua de una solución acuosa.

12. El proceso de evaporación consiste en la eliminación de un líquido de una solución,
por tratamientos térmicos.
Se utiliza en las siguientes industrias:
- Industria Lechera con evaporadores verticales de tubos largos.
- Industria de jugos de frutas con evaporadores de película descendente y el de
Hidrolizados película agitada.
- Extractos.
- Industria frigorífica.
- Industria avícola.

13. TIPOS DE EVAPORADORES:
• Evaporador de tubo horizontal
• Evaporador de tubo vertical
• Evaporador vertical de tubos largos
• Evaporador de película descendente
• Evaporador de película ascendente
• Evaporador de circulación forzada
Evaporador de simple efecto:
Lleva a cabo la eliminación del vapor por medio de un solo equipo, la mayoría de
los evaporadores se calientan con vapor de agua que condensa sobre tubos
metálicos. Generalmente el vapor es de baja presión, inferior a 3 atm absolutas, y
con frecuencia el líquido que hierve se encuentra a un vacío moderado.

14.  Evaporador de efecto múltiple:
Éste aumenta la evaporación por kilogramo de vapor de agua utilizando una serie de
evaporadores entre el suministro de vapor vivo y el condensador.
La presión en cada efecto es menor que la del efecto del cual recibe el vapor de agua
y superior a la del efecto al cual suministra vapor.

15. Es una operación unitaria regida
por transferencias de materia que
consiste en poner en contacto un
gas con líquido con el objetivo de
que en él se disuelva alguno de los
componentes del gas.
La absorción puede ser física o
química, según el gas que se
disuelva en el líquido absorbente o
reaccione con él dando un nuevo
compuesto químico.

16. Algunas aplicaciones de la absorción:
• Eliminación de gases ácidos como H2S, CO2, SO2.
• Preparación del agua de Seltz.
• Absorción del amoniaco
• Climatización
•Pinturas
•Preservar el vacío entre las paredes de las vasijas de Dewar diseñadas para
almacenar aire o hidrógeno líquidos.
•Desempeña un importante papel en la catálisis de las reacciones de gas
por las superficies sólidas.
•Se ha utilizado para la recuperación y concentración de las vitaminas y
otras sustancias biológicas; y encuentra su utilidad en el método
denominado análisis cromatográfico, que consiste en la evaluación de
pequeñas cantidades de sustancia por al adsorción progresiva de
numerosos constituyentes presentes de forma simultánea en una solución
o gas.

17. Es la operación Unitaria en la que el componente
sólido insoluble de una suspensión sólido-líquido se
separa del componente líquido haciendo pasar este
último a través de una membrana porosa la cual
retiene a los sólidos en su superficie (filtración de
torta) o en su interior (Clarificación), gracias a una
diferencia de presión existente entre un lado y el otro
de dicha membrana.
Mediante el paso forzado de este atreves de un
medio filtrante o membrana sobre la cual depositan
los sólidos.
Es usada industrialmente, tiene varios tipos o
clasificación dependiendo de lo que se esta
separando. Existen la filtración por clarificación, la
filtración por torta y las microfiltraciones y
ultrafiltraciones.

18. La extracción líquido-líquido, también conocida
extracción de solvente, es un proceso químico
empleado para separar componentes de una
mezcla no homogénea mediante la relación de
sus concentraciones en dos fases liquidas
inmiscibles.
Se requiere que los dos líquidos que se ponen
en contacto sean inmiscibles. Representa una
solución ventajosa con relación a la destilación
porque permite extraer varias sustancias que
tengan un grupo funcional parecido. Para no
utilizar la destilación con arrastre de vapor se
emplea este método.

19. La extracción líquido-líquido se utiliza en la industria del petróleo para la extracción
del asfalto mediante propano líquido.
La extracción sólido-líquido tiene las siguientes aplicaciones: obtención de aceites y
grasas animales y vegetales, obtención de extracto de materia vegetal y animal.
Industria minera (lixiviación), obtención de azúcar a partir de la remolacha.
- Se lleva a cabo la técnica de extracción cuando suponga un menor coste
económico.
- Se utiliza como alternativa a la destilación a vacío.
- Separación de metales:
*Uranio - Vanadio
*Hafrio - Zirconio
*Tungsteno - Molibdeno

20. Utensilios de extracción líquido-líquido
- Columnas de relleno: han de utilizarse en contracorriente. Por
arriba alimentación y por abajo disolvente.
- Columnas pulsadas: dotadas de movimiento de agitación, es decir,
columnas girando alrededor de ellas.
- Columnas pulsadas horizontales: suelen tener placas perforadas .
- Tanques agitadores: mezcladores combinados con decantadores .
Extractores por etapas: se utiliza es de dos tipos principalmente:
cascadas de mezclado-sedimentación de una y de varias etapas
torres perforadas de varias etapas.
Mezcladores: Son de dos tipos; mezcladores de flujo y tanques de
mezclado.
Sedimentadores: En la extracción continua, la dispersión que sale
del mezclador debe pasarse a un sedimentador o decantador, en
donde ocurre cuando menos la ruptura primaria.

21. ACTIVIDAD
1. Mencione los impactos ambientales que
originan las industrias
2. Cuáles son las industrias que contaminan
más?
3. Defina las operaciones unitarias trabajadas en
clase a través de un ejemplo.
4. Qué se puede hacer para evitar la
contaminación?