clases

1. OPERACIONES UNITARIAS Y
PROCESOS INDUSTRIALES
UNIDAD 1. OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS
INDUSTRIALES
Sergio Gonzales Benavides 1

2. Logro de la sesión
El estudiante conoce los
fundamentos de las principales
operaciones unitarias que se
utilizan en la industria
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3. Contenido:
❑ Definición de Operaciones Unitarias.
❑ Secado.
❑ Transferencia de Calor
❑ Conducción
❑ Convección
❑ Radiación
❑ Filtración.
❑ Principio
❑ Medio Filtrante
❑ Equipos de Filtración

4. IMPORTANCIA
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Conocer las principales operaciones unitarias, nos
permitirá familiarizarnos con los distintos procesos
productivos: caracteristicas, limitantes, costos
involucrados.

5. OPERACION UNITARIA
Definición:
Son operaciones fisicas, realizadas para producir
cambios que no involucran cambios químicos,
unicamente transmisión de masa, flujo y calor.
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6. Secado
El objetivo principal de la operación del
Secado es la eliminación de un líquido por
conversión en vapor, que se separa del
sólido.
La energía utilizada para evaporar el líquido
Es suministrada en forma de calor.
La transferencia de calor puede ser por:
• Conducción
• Convección
• Radiación
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https://youtu.be/hYZd2qhQ47s

7. Conducción
El sólido se sitúa en un recipiente
calentado externamente, que tiene
una salida para eliminar el vapor
El recipiente se mantiene a presión
reducida,
para aumentar la fuerza impulsora
térmica.
La velocidad de secado disminuye a
medida que el material se seca.
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8. Convección
El gas caliente se sopla sobre la
superficie del sólido húmedo
proporcionando los 2 efectos:
• Entregar calor
• Eliminar el vapor húmedo
El coeficiente de transferencia de
calor suele ser grande y no varía
mayormente durante el transcurso
del secado.
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9. Radiación
No requiere ningún medio físico y no
implica en sí mismo ninguna forma de
eliminar el vapor.
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10. Humedad base seca: X = kg de agua / kg de sólido seco
Humedad Base Húmeda: kg de agua / kg de sólido húmedo
= kg. H2O / (Kg. Sól. Seco + kg Agua)
= X / (1 + X)
Humedad No Ligada:
Humedad que ejerce una presión de vapor de equilibrio igual a la del líquido puro (a T = cte.)
Humedad Ligada:
Humedad que ejerce una presión presión de vapor de equilibrio menor
a la del líquido puro (a T= cte.)
Humedad Libre:
Humedad en exceso de la humedad de equilibrio: ( X – X* ). Solo puedo eliminar la humedad
libre.
Humedad de equilibrio:
Humedad de un sólido que está en equilibrio con un gas de una presión parcial de
vapor (o de una dada humedad relativa).
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11. Filtración
La filtración es la operación Unitaria
que se utiliza para separar partículas
sólidas (insolubles) contenidas en
fluídos (líquidos o gases), mediante el
paso del fluído a través de una
superficie con orificios de determinado
tamaño (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.
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12. Filtración
A la suspensión de sólidos en líquidos se
conoce como papilla de alimentación o
suspensión, al líquido que pasa a través de la
membrana se conoce como filtrado, la
membrana es conocida como medio filtrante y
a los sólidos separados se conocen como torta
de filtración.
El fluido circula a través del medio filtrante en
virtud de una diferencia de presión, existiendo
los filtros que trabajan con sobrepresión aguas
arriba, presión atmosférica aguas arriba y los
que trabajan al vacío aguas abajo.
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13. Filtración
Según el tamaño de la partícula a separar :
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14. Filtración
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15. Filtración
La filtración es ampliamente utilizada en la
elaboración de alimentos y bebidas,
requiriéndose varios tipos de filtros en la
producción y envasado de:
* licores
* mayonesa
* agua
* mantecas
• cerveza
• Jugos
• Jarabes
• Aceites
• chocolates
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16. Filtración
Para que el fluido pase a través del
medio filtrante, se necesita una
FUERZA IMPULSORA, que puede ser:
• Gravedad
• Vacío
• Presión
• Fuerza centrífuga
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17. Medio Filtrante
Son importantes porque son los que
realizan la separación de sólidos
contenidos en el fluido, teniendo en
cuenta que su correcta elección hace
que la operación se realice
eficientemente.
Características:
• Mínima resistencia al flujo
• Soportar condiciones del proceso
• Ser químicamente inertes y no
tóxicos.
• Facilidad de retiro de torta
• Relación vida útil/costo
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18. Clasificación
Medios Filtrantes
** Rígidos:
• Carbón poroso
• porcelana
• Alúmina fundida
• Placas metálicas perforadas
• Mallas de plástico.
** Flexibles:
• Pulpa de asbesto
• Materiales sintéticos
• Papel
• Telas de algodón
Generalmente se usan combinaciones 18

19. Ayuda Filtrante
Cuando los sólidos a filtrarse son
compresibles, se tapona muy rápido el
medio filtrante y hace que se lave el
filtro continuamente, por lo que se hace
necesario éstos materiales.
Son partículas no compresibles y de
tamaño grande.
Estos pueden:
• Mezclarse directamente con el
líquido a filtrar
• Pasar previamente a la filtración
• Una combinación de los 2 anteriores
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20. Equipos de Filtración
Por la manera de operar:
** Continua:
• Rotario de vacío
• De tambor rotario
** Discontinua:
• Filtro prensa
• Filtro de placas horizontales
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https://youtu.be/P-ua266EQUs

21. Selección de Equipos
de Filtración
Depende generalmente de factores
económicos.
Tomar en cuenta:
• Viscosidad, reactividad
• Concentración de sólidos
• Tamaño y forma de partículas
sólidas
• Volumen del material a filtrar
• Gastos relativos a mano de obra,
capital, fuerza motriz.
• Deformabilidad y tendencia a la
floculación de las partículas.
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22. Selección de Equipos
de Filtración
En la estimación de costos:.
• Costo adquisición equipo
• Costo de instalación
• Costo de operación
• Costo mantenimiento
• Costo medio filtrante
• Vida útil del equipo
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23. Para tomar en cuenta:
Para seleccionar un filtro de clarificación o un filtro de
torta:
• Característica del fluido(Q, P, sólidos,
granulometría, T, prop. Químicas)
• Filtros continuos o discontinuos (↑P) instalación.
• Filtros de torta: (V=cte) :Torta pequeña
• Filtro de torta: (P=cte.): Disminuye paulatinamente
el flujo de filtrado.
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24. RESUMEN
1.-Qué es una operacion unitaria?
2.-Cuáles son las 3 formas de transmision de calor ?
Explicar.
3.-Cuál es el objetivo del secado?
4.-Qué es humedad No Ligada y qué es humedad Libre?
5.-Qué es Filtración? Cómo se clasifica?
6.-Cual puede ser la Fuerza Impulsora de la filtración?
7.-Para que sirve el medio filtrante? Cómo se clasifican?
Dar caracteristicas que se deben considerarse al seleccionar
un filtro
8.-Qué es un evaporador? Qué tipos hay? 24

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