Este documento describe varias operaciones unitarias comunes utilizadas en procesos industriales. Define una operación unitaria como una parte indivisible de un proceso de transformación. Luego describe gráficos de flujo para representar secuencias de operaciones, e identifica operaciones unitarias como intercambiadores de calor, mezclado, destilación, cristalización, extracción líquido-líquido, absorción, adsorción, secado e humidificación. Finalmente clasifica las operaciones unitarias en físicas, químicas y

1. Ing. Tahis Vilaín, M.Sc.
Lapso 2015-I

2. Se llama operación unitaria a una parte
indivisible de cualquier proceso de
transformación, sea
, de una materia prima en
otro producto de características diferentes.

3. PROCESO
UNIDAD DE PROCESO
Flujo de
Entrada
Flujo de
salida

4. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE
LOS PROCESOS

5. • En todo tipo de ingeniería se requiere de planos que especifiquen
tamaños, formas, conexiones y corrientes. Estos planos sirven para
calcular, construir o cotizar equipos o procesos.
• Los planos reciben el nombre de diagramas de flujo cuando
representan la secuencia u operaciones que se llevan a cabo para
fabricar cierto producto.
• En los diagramas de flujo se dibujan los equipos mayores de un
proceso, y las corrientes que entran y salen de estos equipos.
DIAGRAMA DE FLUJO

7. Proceso de
Curtiembre

8. Flujogramas de Procesos

10. OPERACIONES UNITARIAS

11. OPERACIONES UNITARIAS

12. INTERCAMBIADORES DE CALOR

13. AERORREFRIGERANTES

14. ACUMULADORES DE CALOR

15. EL MEZCLADO
MEZCLADOR
El éxito de muchos procesos industriales depende de la
eficaz agitación y mezclado de los fluidos
MEZCLADO AGITACIÓN=
Movimiento inducido de
un material en forma
específica dentro de un
contenedor
Distribución al azar de
dos o mas fases.
Homogeneizar
Ejemplo: un tanque con agua fría puede ser
agitado pero no mezclado

16. Tanques de Agitación

17. Rodete de Flujo axial
Tipos de rodetes
Rodete de Flujo radial o tangencial

18. Mezcladores

19. DESTILACIÓN
Alimentación Destilado
Condensado
Desperdicio
Separación de líquidos miscibles por diferencia en
sus puntos de ebullición

20. Destilación
Alambique

21. CRISTALIZACIÓN
Mezcla
final
Cristales
de Soluto
Sustancia
Cristalina
Mezcla
Solubilidad:
Propiedad física variable.
100 g de Agua a 100 ºC puede disolver:
• 952 g de AgNO3
Ejemplo:
100 g de Agua a 20 ºC puede disolver:
• 222 g de AgNO3
• 0,003 g de AgCO3
• 0,00002 g de AgBr
Temperatura

22. CRISTALIZACIÓN

23. EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO
EXTRACTOR
Mezcla líquida
Agua+Acetona
Solvente
MIBK
Extracto
Acetona+MIBK
Refino
Agua
Separación de líquidos miscibles por diferencia de solubilidad de uno de sus
componentes (generalmente el soluto) con un solvente extractor
Regla de Fases de Gibbs para un
sistema en equilibrio
GL= 2 + C - Π
Ley de Nernst: Un soluto que se
adiciona a una mezcla de dos líquidos
inmiscibles entre sí, se distribuye
solubilizándose en cada uno de los
líquidos

24. Coeficiente de Partición o de
Distribución K
Método Gráfico
Solvente T (ºC) K
Benceno
25 14.40
50 15.50
Metilciclohexano
25 2.05
50 3.41
Nitrobenceno 25 18.89
Tolueno 25 12.91
K para solventes extractores para la Anilina
EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

25. ABSORCIÓN
Gas Entrada
Solvente
Gas
salida
Solvente + componente
no deseado

26. ADSORCIÓN
Adsorbente
(Sólido)
Gas o líquido Gas Purificado

27. ADSORCIÓN
Características:
•Superficie específica y porosidad del sólido
•Tamaño de partícula
•Tamaño, estructura y distribución de los
poros

28. SECADO
Secador
Muestra Húmeda
Agua Extraída
Material
Seco

29. SECADO

30. HUMIDIFICACIÓN
Aire
Entrada
Seco
Aire
Húmedo
Agua de
Repuesto
Salida

31. Tipos de Operaciones Unitarias.
 Físicas: Son los métodos de tratamiento en los cuales
predomina la aplicación de fuerzas físicas.
Ejemplos en el área ambiental: desbaste, desarenadores, sedimentadores,
flotación, floculación, filtros, centrifugación, destilación, evaporación,
extracción con solventes, ósmosis inversa, adsorción con carbón activado,
desorción térmica, ciclones, filtros de manga, precipitadores
electrostáticos, lavadores con líquido.

32. Tipos de Operaciones Unitarias.
 Químicas: Son los métodos de tratamiento en los cuales
la eliminación o conversión de los contaminantes es
provocado por la adición de productos químicos o por
otras reacciones químicas.
Ejemplo: precipitación; adsorción, desinfección con cloro,
dióxido de cloro, cloruro de bromo, con ozono y con rayos
ultravioletas; decloración, neutralización, hidrólisis,
fotólisis, oxidación-reducción y deshalogenación, La
oxidación térmica regenerativa, oxidación térmica
recuperativa, oxidación catalítica, adsorción en carbón
activo y la rotoconcentración con zeolitas.
Los aspectos estrictamente químicos de estos procesos se estudian en un campo
paralelo denominada cinética de reacción o ingeniería de las reacciones químicas.

33. Tipos de Operaciones Unitarias.
 Biológicas: Son los métodos de tratamiento en los cuales
se consigue la eliminación de contaminantes por medio
de la actividad biológica.
Ejemplos: procesos aerobios, procesos anaerobios, procesos
anóxicos, combinados, lagunaje, fitorremediación in situ,
fitoextracción, rizofiltración, fitodegradación,
fitovolatilización, biolavadores, filtros de escurrimiento,
biofiltros.