UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

LABORATORIO DE OPERACIONES

UNITARIAS IIDOCUMENTO HERRAMIENTAS BSICAS

DE INGENIERIA QUIMICA

NOMBRE: Carvajal Santos Marcelo5to C CURSO LECTIVO: 2015 - 2016GUAYAQUIL - ECUADORCAPITULO # 1

1.- OPERACIONES UNITARIAS 1.1.- Definicin de Operaciones Unitarias.-

Se llama operacin unitaria a una parte indivisible de cualquier proceso de transformacin donde hay un intercambio de energa del tipo de fsico, de una materia prima en otro producto de caractersticas diferentes.

Se entiende que los procesos de transformacin en general y las operaciones unitarias, en lo particular, tienen como objetivo el modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en forma ms til a nuestros fines.

Esta transformacin puede realizarse de distintas formas: modificando la masa o composicin del cuerpo primario ya sea mezclndolo, separndolo o hacindolo reaccionar qumicamente; modificando la calidad de la energa que posee el cuerpo en cuestin, ya sea por enfriamiento, vaporizacin, aumento de presin; modificando las condiciones relativas a la cintica del cuerpo primario, ya sea aumentando o disminuyendo su velocidad o modificando la direccin que tiene en el espacio.1

De hecho, los cambios mencionados son los nicos cambios posibles que un cuerpo puede experimentar. Un cuerpo est absolutamente definido cuando estn especificadas:

1.1.1.- Escriba definiciones concretas de las siguientes Operaciones Unitarias:

Destilacin Evaporacin Cristalizacin SecadoAbsorcin Gaseosa Extraccin DESTILACION. La destilacin es un proceso que consiste separar los distintos componentes de una mezcla mediante el calor. Para ello que se calienta esa sustancia, normalmente en estado lquido, para que sus componentes ms voltiles pasen a estado gaseoso o de vapor y a continuacin volver esos componentes al estado lquido mediante condensacin por enfriamiento.

EVAPORACION. Es una operacin unitaria que permite remover un lquido de una mezcla, con el objetivo de separar componentes o concentrar una solucin, suministrando energa. En el proceso de evaporacin se comienza con un producto lquido y termina con uno ms concentrado pero bombeable. Este producto ms concentrado pasa a ser el producto principal del proceso en esta etapa.

CRISTALIZACION. La cristalizacin es una operacin de transferencia de materia en la que se produce la formacin de un slido (cristal o precipitado) a partir de una fase homognea (soluto en disolucin o en un fundido).

SECADO. El secado consiste en la separacin de la humedad de los slidos por una corriente de aire.

ABSORCION GASEOSA. Absorcin es la operacin unitaria que consiste en la separacin de uno o ms componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente lquido con el cual forma solucin (un soluto A, o varios solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la lquida). Este proceso implica una difusin molecular turbulenta o una transferencia de masa del soluto A a travs del gas B, que no se difunde y est en reposo, hacia un lquido C, tambin en reposo. Un ejemplo es la absorcin de amonaco A del aire B por medio de agua lquida C. Al proceso inverso de la absorcin se le llama empobrecimiento o desorcin; cuando el gas es aire puro y el lquido es agua pura, el proceso se llama deshumidificacin, la deshumidificacin significa extraccin de vapor de agua del aire.EXTRACCION. La extraccin es una operacin unitaria de transferencia de materia basada en la disolucin de uno o varios de los componentes de una mezcla (lquida o que formen parte de unslido) en un disolvente selectivo.

CAPTULO # 2

2.-PROCESOS UNITARIOS

2.1.- Definicin de Procesos Unitarios.-

Son procesos que involucran cambios qumicos de los materiales, como resultado de la reaccin qumica que tiene lugar. Por ejemplo, en la combustin de carbn, los materiales que entran y salen difieren qumicamente uno de otros: carbn y el aire de entrada, y los gases y residuos que salen de la cmara de combustin. La combustin es por consiguiente un proceso unitario. Los procesos unitarios tambin estn referidos como las conversiones qumicas.

2.1.1.- Escriba definiciones concretas de los siguientes Procesos Unitarios

Oxidacin

Fermentacin

Neutralizacin

Hidrlisis

Combustin

Polimerizacin

OXIDACION. Es la operacin de introducir oxgeno en un cuerpo de manera que forme parte de su constitucin ntima, tal sera el agua (H20) agregar un tomo de oxgeno y formar agua oxigenada ( H202 ) tambin Llamada perxido de hidrgeno 0 dixido de hidrgeno. La combustin es Tambin un proceso tpico de oxidacin pues toma el oxgeno del aire para quemar el carbono.

FERMENTACION. proceso en el que ocurren cambios qumicos en las sustancias orgnicas producidos por la accin de enzimas Ilamadas fermentos, producidas por organismos diminutos tales como el moho, las bacterias y la levadura.

NEUTRALIZACION. Reaccin qumica que elimina las propiedades acidas o basicas de una sustancia o disolucin en general por combinacin con una base o un acido respectivamente.

HIDROLISIS. es una reaccin qumica entre una molcula de agua y otra molcula, en la cual la molcula de agua se divide y sus tomos pasan a formar parte de otra especie qumica. Esta reaccin es importante por el gran nmero de contextos en los que el agua acta como disolvente

COMBUSTION. Una reaccinqumicaen la cual generalmente se desprende una gran cantidad decaloryluz. En toda combustin existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustin (comburente), generalmenteoxgenoen forma de O2gaseosO.

POLIMERIZACION. La polimerizacin es una reaccin qumica en la que los monmeros, que son pequeas molculas con unidades estructurales repetitivas, se unen para formar una larga molcula en forma de cadena, un polmero.

CAPTULO #3

3.- PROCESOS DE FABRICACIN:

Fabricacin de azcar

Fabricacin de cemento

Fabricacin de la CervezaFABRICACION DE AZUCAR.

Corte: El corte es realizado en el campo por el personal llamado cortero de caa, con machetes y teniendo en cuenta tanto la altura superior como inferior para el mejor aprovechamiento del tallo de la caa, sitio en el cual se acumula la sacarosa. Adems, el cortero debe retirar todo lo que se considera como impurezas en la caa (hojas, rebrotes, races, cogollo, etc.).

Alce: Se realiza normalmente con mquinas llamadas alzadoras de caa y ocasionalmente en forma manual, procedimiento conocido como alce a rolito.Transporte: El transporte se realiza en camiones con capacidad de 12 toneladas de caa, con cargue en paquetes de 6 toneladas y desde una distancia mxima de 35 Km. en la zona Venezolana.Romanas de caa y laboratorio de materia prima: La caa que llega del campo en camiones se pesa en dos romanas Howe Richardson de 80 Ton. de capacidad cada una. Luego se muestrea con la sonda para su anlisis en el Laboratorio de Materias Primas. De esta manera se determina a la caa de cada camin su peso y rendimiento terico para efectos de pagos a proveedores.

Manejo y almacenamiento de caa: La caa se descarga de los camiones por medio de una gra radial de 6 toneladas de capacidad para almacenarla en el patio o para descargarla sobre la mesa de caa.Transporte y preparacin de caa: La mesa descarga la caa a unos conductores de tablillas de acero que la pasan por dos juegos de picadoras las cuales desmenuzan la caa y dejan expuestas las clulas interiores para el trabajo de extraccin en los molinos.

Molinos: La caa preparada por las picadoras llega al tren de molienda constituido por cinco (5) juegos de tres mazas (rodillos metlicos) en medio de las cuales, va el colchn de caa y mediante presin se extrae el jugo que se recolecta en tanques.En el recorrido de la caa por el tren de molienda se le agrega agua o jugo pobre en azcar para que la sacarosa contenida en la caa que avanza por los molinos, se agote al mximo y as el material leoso (bagazo) que sale del ltimo molino tenga el mnimo contenido de azcar y de humedad. Este bagazo del ltimo molino se conduce a las calderas como combustible para la generacin de vapor.

Pesaje y purificacin del jugo: El jugo diluido compuesto que se extrae en los molinos se pesa y se le aade cal para neutralizar su acidez, y reaccionar con ciertos componentes del jugo que le permitir separar gran parte de las impurezas insolubles y no azcares solubles que vienen en el jugo. El calentamiento del jugo es primordial para la efectividad de las reacciones qumicas.Al jugo encalado y caliente se le adiciona un polmero floculante y se dispone en un tanque clarificador de construccin especial interna, donde las impurezas se precipitan y se obtiene un jugo claro sobrenadante el cual se separa continuamente.El material precipitado tiene un alto contenido de azcar y para retirrselo se le agrega bagacillo y ocasionalmente ms floculante llevndose a un filtro rotatorio para la separacin del jugo con ayuda de vaco, formar una torta y lavarla continuamente con agua para reducir el contenido de sacarosa. La materia slida resultante, llamada comnmente cachaza se conduce a una tolva y el jugo filtrado se retorna al tanque de encalado.

Evaporacin: El jugo claro se conduce a un sistema de evaporacin de mltiple efecto que tiene como fin concentrar los slidos solubles contenidos en el jugo claro (un 15%) y llevarlos a un 60-65 % de concentracin. Este jugo concentrado se denomina jarabe o meladura.

Cristalizacin de crudo: La meladura rica en sacarosa se lleva por evaporacin a una etapa de mayor concentracin (sobresaturacin), estableciendo la cristalizacin de la sacarosa mediante la alimentacin de semilla de azcar (cristales de azcar previamente molidos, de tamao microscpico). Esto se efecta en los tachos que son unos evaporadores especiales que se operan a baja temperatura en condiciones de vaco. El material resultante es una masa cocida que contiene lquido (miel) y cristales (azcar).El proceso de agotamiento de la sacarosa que viene en la meladura se realiza en tres etapas normalmente, elaborndose entonces masas cocidas (A, B y C) de diferente contenido de sacarosa. Bsicamente, la miel obtenida de la primera masa cocida sirve para elaborar la segunda, y la de sta a la tercera. La melaza o miel tercera es el subproducto final la cual se pesa, se almacena en tanques y se vende para su uso en destileras o en fbricas de produccin de alimentos para animales.

Centrifugacin masas de crudo: Los cristales de azcar contenidos en la masa cocida procesada en los tachos, se separan del licor madre o miel por medio de fuerza centrfuga en tambores rotatorios (centrfugas) que contienen mallas finas interiores y se disean para operar en forma continua o discontinua.El cristal de azcar se lava en la centrfuga para eliminarle a voluntad los residuos de miel que lo cubren, y este producto se denomina azcar crudo o lavado, dependiendo de las caractersticas finales del mismo. Luego se descarga para conducirla a tolvas de almacenamiento.

Purificacin de licor: El azcar crudo (lavado) se disuelve en tanques en un proceso continuo, controlando su concentracin y su temperatura.Al licor disuelto se le adicionan productos qumicos de uso en la industria alimenticia que ayudan a formar precipitados para arrastrar las impurezas del licor y/o provocar su decoloracin. Las impurezas del licor disuelto se separan por flotacin en clarificadores abiertos, con la ayuda del aire, un polmero floculante y calentamiento controlado. La espuma con las impurezas del azcar crudo (lavado) se retornan al tanque de jugo encalado.

Cristalizacin de refino: La sacarosa contenida en el licor filtrado cristaliza cuando se lleva por evaporacin a una etapa de sobresaturacin adecuada. Al igual que en el crudo se establece la cristalizacin mediante la adicin de semilla de azcar de tamao microscpico. El material resultante es una masacocida que contiene lquido (miel) y cristales (azcar).

Centrifugacin de refino: Los cristales de la masacocida se separan del licor madre mediante fuerza centrfuga en tambores rotatorios que contienen mallas interiores. El cristal de azcar se lava para eliminarle residuos de miel y se descarga para conducirla a las tolvas de almacenamiento. La miel (de refinera) separada y su lavado se retorna al proceso de refino para elaborar otras masas cocidas y una parte se recircula al proceso de crudo.

Secado del azcar: El azcar hmedo obtenido y almacenado en tolvas se descarga a un conductor de banda que alimenta a la secadora de tambor rotatorio donde el azcar se pone en contacto primero con aire caliente para eliminacin de humedad, en el sentido de la corriente y luego con aire ambiente filtrado para su enfriamiento en contracorriente. El producto seco se conduce a una tolva de almacenamiento.

Envasado: El azcar seco y a temperatura ambiente se empaca en sacos o bolsas de diferentes pesos y presentaciones dependiendo del mercado y se despacha al almacn de producto terminado para su posterior venta al comercio.

FABRICACION DE CEMENTO.

El proceso de fabricacin del cemento comprende cuatro etapas principales: extraccin y molienda de la materia prima, homogeneizacin de la materia prima, produccin del clnker y a materia prima para la elaboracin del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso)se extrae de canteras o minas y dependiendo de la dureza y ubicacin del material, el sistema de explotacin y equipos utilizados vara.

Una vez extrada la materia prima es reducida a tamaos que puedan ser procesados por los molinos de crudo.

La etapa de homogeneizacin puede ser por va hmeda o por va seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales.

En el proceso hmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneizacin y de all hasta los hornos en donde se produce el clnker a temperaturas superiores a los 1500 centgrados. En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control qumico es ms eficiente y el consumo de energa es menor, ya que al no tener que eliminar el agua aadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son ms cortos y el clnker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas.

El clnker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneizacin, es luego molido con pequeas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento.

FABRICACION DE CERVEZA.

Germinacin de la maltaEl grano de cebada, seleccionado, limpiado y humedecido, se extiende en una gran sala llamada cmara de germinacin, la cual esta acondicionada a 18-20C. Enseguida con ayuda del Galland, (aparato formado por dos cilindros, uno metlico exterior y otro interior giratorio de tela metlica) en donde caen las semillas desde una tolva; por un eje interior sale una corriente de aire hmedo. El proceso dura de ocho a nueve das y se interrumpe con una corriente de aire a 25C que deseca los granos (malta verde. Enseguida se tuestan en hornos especiales entre 100 y 200C y se muelen hasta reducirlos a harina.

MaceracinTransformacin del almidn en azcar fermentable, que se realiza entre 60 y 70C mediante la diastasa y dura unas 3 horas. El agua caliente se aade a las cubas que tienen agitadores en las que est la harina de malta. Hirviendo el lquido se detiene la accin enzimtica, y las protenas indeseables coagulan y precipitan. Se filtra en una cuba decantadora (lauter), provista de doble fondo agujereado, o bien en filtros prensa. El filtrado, llamado mosto, se hierve en grandes depsitos, en donde se adiciona la cantidad precisa de lpulo. Se filtra, se enfra y airea.

FermentacinSe introducen levaduras que se clasifican en:1) altas: formadas por cultivos de Saccharomyces cerevisiae, que suben a la parte posterior del tanque de fermentacin (cervezas "ale"). El proceso empieza alrededor de los 9C; la temperatura asciende unos pocos grados en la fermentacin tumultuosa, y finalmente desciende alrededor de 5C en el enfriamiento. Al cabo de unos das comienza la fermentacin lenta, que dura de quince a veinte das, segn la fbrica y el tipo de cerveza.

2) bajas: formadas por cultivos de S. Carlsbergensis, que se depositan en la parte inferior, con temperaturas entre 15 y 20C (cervezas "Lager").

MaduracinEste proceso consiste en dejar reposar el lquido en tanques especiales durante algunos meses. Se adicionan agentes antioxidantes, cido sulfuroso o cido ascrbico, para evitar el cambio de gusto. A veces se filtra con ayuda de agentes clarificantes.

EnvasadoEl contenido de anhdrido carbnico se regula en el tanque embotellador. El envasado de la cerveza se realiza en botellas, botes, cubas o barriles, generalmente se pasteuriza. La cantidad de alcohol oscila del 2 al 6%. Gracias al envasado la cerveza llega a su hogar con las mayores garantias de conservacin, sabor y cuerpo.

3.1.- Inserte Las Tablas #2 Y #3 Del Captulo II (Paginas 10-26) del texto Industria De Procesos Qumicos Por R. Novus Shreve.

CAPTULO #4

4.- SUMINISTROS BSICOS O SERVICIOS GENERALES DE UNA PLANTA INDUSTRIAL

4.1.- Definicin, procedimiento de obtencin o generacin y usos en Ingeniera Qumica de los siguientes suministros bsicos o servicios generales:

Agua Potable

Energa Elctrica

Agua Ablandada

Agua de Enfriamiento

Aire Comprimido.-

Vapor de Agua.-

AGUA POTABLE. Se puede producir agua potable a partir de cualquier fuente natural de agua como por ejemplo agua subterrnea, lagos y ros (agua superficial) o agua de mar.

Los parmetros del agua potable estn establecidos por la Organizacin Mundial de la Salud o por la Unin Europea.

El agua destinada al consumo humano no puede contener solidos suspendidos, microorganismos y compuestos quimicos txicos. Su composicin en minerales vara dependiendo del pas pero para la mayora de los minerales existe una concentracin maxima que asegura un agua equilibrada, agradable para el consumo y segura.

En las redes municipales de suministro de agua existe un especial esfuerzo en evitar la corrosin y la formacin de depsitos en las caeras de tal forma que estas se conservan en perfecto estado. Siempre que sea posible se mantienen valores de pH 8, TAC 8 y TH 8.

Para agua embotellada, el sabor puede variar de unas a otras como consecuencia de la proporcin de calcio, magnesio, sulfato y hierro.

Puedes encontrar respuesta a tus preguntas en FAQ agua potable.

Ejemplo de proceso de purificacin para obtencin de agua potable.

Agricultura

El manejo del agua, tanto para la agricultura de temporal como de riego, increment la produccin de alimentos durante los ltimos 50 aos, apoyando a una poblacin mundial y disminuyendo las hambrunas. Se estima que para el ao 2030, como resultado del crecimiento demogrfico, la poblacin ser de alrededor de 8,300 millones de personas, por lo que los patrones de agricultura tendrn que adaptarse a la demanda en el consumo de alimentos. Para producir alimentos diarios para una persona se pueden necesitar alrededor de 5,000 litros de agua; por eso, la produccin de alimentos y de fibras vegetales requiere la mayor proporcin de agua dulce de origen natural para consumo humano, o cerca de 70% del agua que se extrae.

Domstico

Alrededor de 48% de la poblacin, mundial en la actualidad vive en ciudades de tamao mediano grande, y se calcula que 60% de la poblacin estar en este tipo de urbes en el ao 2030. Tomando en cuenta todas las grandes ciudades del mundo, 94% de la poblacin urbana tiene agua entubada dentro o fuera de la vivienda, y 86% cuenta con servicio de drenaje. Se estima que en el mundo cerca de 50% de la poblacin mundial, carecen de instalaciones bsicas de saneamiento y 2,660 millones aun no tienen alcantarillado y consumen agua de fuentes inseguras y contaminadas. Esto significa que ms de 39% de la poblacin no tiene acceso a agua de buena calidad.

Los requisitos bsicos humanos de agua para beber, para la higiene, el bao y la preparacin de alimentos son de 50 litros por persona por da (1,825 metros cbicos al ao). Un recin nacido en un pas desarrollado consume una cantidad de agua de 30 a 50 veces mayor que un recin nacido en un pas en vas de desarrollo. En 1990 ms de mil millones de personas tenan acceso a menos de 50 litros de agua al da. Una persona que vive en una ciudad de un pas desarrollado utiliza, en promedio, 526 a 633 litros de agua al da, que se distribuyen de la siguiente manera.

Industria

El agua destinada para la industria (aluminio, automotriz, qumica, procesadora de alimentos, minera, de la pulpa y del papel, del petrleo, acero y textil entreoros) representa 22% del uso total del agua en el mundo; para el ao 2025 se calcula que los requerimientos de agua para la industria se incrementen 1.6 veces.

La energa hidrulica es la fuente renovable de electricidad ms importante y ms utilizada en el mundo. A nivel global, la hidroelectricidad representa 19% de la produccin total de electricidad. La energa hidroelctrica aprovecha el movimiento del agua para convertirlo en corriente elctrica comercial; la primera vez que esto se realizo fue en Inglaterra en 1880 y es una tecnologa que se sigue aprovechando en la actualidad sin grandes modificaciones ya que se funcionamiento es sencillo. Algunos procesos industriales demandan una gran cantidad de agua

ENERGIA ELECTRICA.

En general, la generacin de energa elctrica consiste en transformar alguna clase de energa (qumica, cintica, trmica o lumnica, nuclear, solar entre otras), en energa elctrica. Para la generacin industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales elctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escaln del sistema de suministro elctrico. La generacin elctrica se realiza, bsicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre s en cuanto a su principio de funcionamiento, varan en funcin a la forma en que se accionan.

Desde que se descubri la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnolgica para llevar la energa elctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construccin de grandes y variadas centrales elctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribucin. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. As, los pases industrializados o del primer mundo son grandes consumidores de energa elctrica, mientras que los pases en vas de desarrollo apenas disfrutan de sus ventajas.

Corriente de Energa.

Dependiendo de la fuente primaria de energa utilizada, las centrales generadoras se clasifican en qumicas cuando se utilizan plantas de radioactividad, que generan energa elctrica con el contacto de esta, termoelctricas (de carbn, petrleo, gas, nucleares y solares termoelctricas), hidroelctricas (aprovechando las corrientes de los ros o del mar: mareomotrices), elicas y solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energa elctrica generada a nivel mundial proviene de los dos primeros tipos de centrales reseados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en comn el elemento generador, constituido por un alternador de corriente, movido mediante una turbina que ser distinta dependiendo del tipo de energa primaria utilizada.

Por otro lado, un 64 % de los directivos de las principales empresas elctricas consideran que en el horizonte de 2018 existirn tecnologas limpias, WN, accesibles y renovables de generacin local, lo que obligar a las grandes corporaciones del sector a un cambio de mentalidad.

AGUA ABLANDADA.

El ablandamiento del agua es un proceso importante porque la dureza del agua en las casas y en las compaias es disminuido durante este proceso.

Cuando el agua es dura, puede atascar las tuberas y el jabn se disolver menos fcilmente. El ablandamiento del agua puede prevenir estos efectos negativos.

El agua dura causa un alto riesgo de depositos de cal en los sistemas de agua de los usuarios. Debido a la deposicin de la cal, las tuberas se bloquean y la eficiencia de las calderas y los tanques se reduce. Esto incrementa los costes de calentar el agua para uso domstico sobre un 15 a un 20%.

Otro efecto negativo de la precipitacin de la cal es que tiene un efecto daino en las maquinarias domsticas, como son las lavadoras. El ablandamiento del agua significa aumental la vida media de las maquinarias domsticas, como son las lavadoras, y aumentar las vida de las tuberas, incluso contribuye a incrementar el trabajo, y una expansin en la vida de los sistemas de calefaccin solar, aires acondicionados y muchas otras aplicaciones basadas en agua.

Se la utiliza en las centrales hidroelctricas, en la produccin de energa nuclear y en muchos procesos industriales.

Como el agua que se utiliza para las calderas, esta tiene que ser blanda debido a que la solubilidad de algunas sales como las de sodio y magnesio disminuye con la temperatura, lo que ocasionara que se fuera acumulando un sedimento en las tuberas de estas y producira un efecto de bloqueo en los conductos (similar al efecto del colesterol en las arterias), lo que generara a la larga un incremento en la presin de funcionamiento de la caldera, convirtindola en una bomba de tiempo.

AGUA DE ENFRIAMIENTO.

Muchos factores hacen del agua un excelente refrigerante, tales como:

Es normalmente abundante

Es fcilmente utilizable: es de fcil manejo

Es poco costosa.

Puede transportar (acarrear) grandes cantidades de calor por unidad de volumen.

No se expande ni se comprime significativamente, dentro de los rangos de temperatura normalmente usados.

No se descompone.

Se pueden usar como fuentes de agua de enfriamiento:

Agua fresca: Es la fuente principal de agua de reposicin para los sistemas de agua de enfriamiento. El agua fresca puede ser: agua superficial (ros, arroyos, reservorios) o agua subterrnea (agua de pozos poco profundos o profundos). En general, los suministros de agua subterrnea son ms consistentes en composicin y contienen menos materia suspendida que los suministros de agua superficiales, los cuales son directamente afectados por las lluvias, erosi6n y otras condiciones ambientales.

Agua de mar y aguas residuales: Debido a las consideraciones ambientales, al costo del agua y al agua utilizable, algunas plantas usan agua de mar y aguas residuales, tratadas en plantas de efluentes, como fuentes de agua de enfriamiento. Se debe prestar mucha atencin al diseo y tratamiento de los sistemas de tratamiento de agua de enfriamiento, que usan estas fuentes de agua para obtener desempeos confiables y larga vida.

Fuentes de agua de enfriamiento

En general las propiedades qumicas ms importantes del agua de enfriamiento son:

Conductividad: Es una medida de la facultad (habilidad) para conducir la electricidad. En agua de enfriamiento, la conductividad indica la cantidad de minerales y gases disueltos en el agua. La conductividad es medida en micromhos y puede variar de muy pocas unidades para agua destilada, a ms de 10,000 para el agua salada.

pH: Da una indicacin de acidez o basicidad del agua. La escala del pH va del O al 14, donde el cero representa la mxima acidez y el 14 la mxima basicidad.

Alcalinidad: En el agua de enfriamiento dos formas de alcalinidad juegan un rol clave, ellas son la alcalinidad de carbonatos (C03=) y la alcalinidad de bicarbonatos (HC03-)

Dureza: Se refiere a la cantidad de minerales de calcio y magnesio presentes en el agua. La dureza en agua natural puede variar de unas pocas partes por milln (ppm) a por encima de 800 ppm.

AIRE COMPRIMIDO.Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presin del aire al valor de trabajo deseado. Los mecanismos y mandos neumticos se alimentan desde una estacin central. Entonces no es necesario calcular ni proyectar la transformacin de la energa para cada uno de los consumidores. El aire comprimido viene de la estacin compresora y llega a las instalaciones a travs de tuberas.

Los compresores mviles se utilizan en el ramo de la construccin o en mquinas que se desplazan frecuentemente.

En el momento de la planificacin es necesario prever un tamao superior de la red, con el fin de poder alimentar aparatos neumticos nuevos que se adquieran en el futuro. Por ello, es necesario sobredimensionar la instalacin, al objeto de que el compresor no resulte ms tarde insuficiente, puesto que toda ampliacin ulterior en el equipo generador supone gastos muy considerables.

Es muy importante que el aire sea puro. Si es puro el generador de aire comprimido tendr una larga duracin. Tambin debera tenerse en cuenta la aplicacin correcta de los diversos tipos de compresores.

Se utiliza en:

Elevadores neumticos.

Destornilladores automticos.

Tornos dentales.

Armas de aire comprimido

Equipos de minera (taladros rotopercutores, martillos picadores, lmparas, ventiladores y muchos otros).

Arranque de motores de avin.

Coches de aire comprimido y motores de aire comprimido

Atracciones, para conseguir grandes velocidades en poco tiempo.

VAPOR DE AGUA.

El vapor de agua es el gas formado cuando el agua pasa de un estado liquido a uno gaseoso. A un nivel molecular esto es cuando las molculas de H2O logran liberarse de las uniones (ej. Uniones de hidrgeno) que las mantienen juntas.El vapor es usado en un gran rango de industrias. La aplicaciones mas comunes para el vapor son, por ejemplo, procesos calentados por vapor en fabricas y plantas, y turbinas impulsadas por vapor en plantas elctricas, pero el uso del vapor en la industria se extiende mas aya de las antes mencionadas.

Algunas de las aplicaciones tpicas del vapor para las industrias son:

Esterilizacin/Calentamiento

Impulso/Movimiento

Motriz

Atomizacin

Limpieza

Hidratacin

Humidificacin

4.2.- Haga el diagrama de flujo de los suministros bsicos (Vapor de agua, agua de enfriamiento) de la columna de destilacin del Laboratorio de Operaciones Unitarias, colocando las lneas de distribucin desde su origen hasta el equipo y debe incluirse lo siguiente:

1.- Bombas

2.- Medidores de flujo, presin y temperatura

3.- Reguladores de presin y temperatura

4.- Trampas de Vapor

5.- Purgas de Gases Incondensables

CAPITULO #55.- Definiciones conceptuales de Combustibles.-

5.1.- Combustibles slidos y poder calorfico5.2.- Combustibles lquidos y poder calorfico5.3.- Combustibles gaseosos5.3.- Biocombustibles

5.4.- Impurezas de los combustibles.-

5.5.- Filtros para combustibles.-

COMBUSTIBLE SOLIDO Y SU PODER CALORIFICO.

Entre los combustibles slidos se incluyen el carbn, la madera y la turba natural. El carbn se quema en calderas para calentar agua que puede vaporizarse para mover mquinas a vapor o directamente para producir calor utilizable en usos trmicos (calefaccin).

El poder calorfico superior se define suponiendo que todos los elementos de la combustin (combustible y aire son tomados a 0c y los productos (gases de combustin) son llevados tambin a 0c despus de la combustin, por lo que el vapor de agua se encontrara totalmente condensado

COMBUSTIBLE LIQUIDO Y SU PODER CALORIFICO.

Entre los combustibles lquidos se encuentran el gasleo, el queroseno o la gasolina (o nafta) y entre los gaseosos, el gas natural o los gases licuados de petrleo (GLP), representados por el propano y el butano. Las gasolinas, gasleos y hasta los gases, Poder calorfico inferior (Qi): el agua producto de la combustin se considera en estado de vapor.

Poder calorfico superior (Qs): el agua producto de la combustin se considera en estado lquido.se utilizan para motores de combustin interna o en calderasCOMBUSTIBLE GASEOSO.

Estn formados principalmente por hidrocarburos, es decir, compuestos moleculares de carbono e hidrgeno. Las propiedades de los diferentes gases dependen del nmero y disposicin de los tomos de carbono e hidrgeno de sus molculas. Todos estos gases son inodoros en estado puro, igual que ocurre con el Monxido de Carbono(txico) que a veces contienen. Por eso es corriente aadir compuestos de azufre al gas comercial; estos compuestos, que a veces estn presentes de forma natural en el gas, tienen un olor desagradable y sirven para advertir un escape en las tuberas o en los aparatos de gas. Adems de sus componentes combustibles, la mayora de los combustibles gaseosos contienen cantidades variables de Nitrgeno y agua.BIOCOMBUSTIBLES.

Los biocombustibles son combustibles de origen biolgico obtenido de manera renovable a partir de restos orgnicos. Estos restos orgnicos proceden habitualmente del azucar, trigo, maiz o semillas oleaginosas.

Los biocombustibles son a menudo mezclados con otros combustibles en pequeas proporciones, 5 o 10%, proporcionando una reduccin til pero limitada de gases de efecto invernadero. En Europa y Estados Unidos, se ha implantado una legislacin que exige a los proveedores mezclar biocombustibles hasta unos niveles determinados. Esta legislacin ha sido copiada luego por muchos otros paises que creen que estos combustibles ayudarn al mejoramiento del planeta a travs de la reduccin de gases que producen el denominado Efecto Invernadero.

IMPUREZAS DE LOS BIOCOMBUSTIBLES.

Las impurezas son estril glucsidos, una molcula que tiene en su estructura un residuo de glucosa. Sabamos que no exista una enzima capaz de reconocer esa molcula, pero s se conocan enzimas que reconocan la glucosa. Por lo que, a partir de ah, razonamos que algunas enzimas de esta familia, denominadas glucosidadas, podran llegar a hacer el trabajo, pero necesitbamos que la enzima que buscbamos pudiera trabajar a altas temperaturas y en un entorno no acuoso, como es el biodisel."

Despus de mucho investigar, el equipo de Menzella encontr la solucin en microorganismos que crecen en volcanes, a muy alta temperatura, y que poseen enzimas que pueden tolerar esas condiciones. Fue el origen de Egasa. "La enzima rompe la impureza en dos molculas menores, que son completamente solubles", asegura el CEO de Keclon.

Las enzimas son protenas producidas por seres vivos, cuya principal funcin radica en apurar o regular reacciones qumicas de diversa ndole, para lo cual requieren ciertas condiciones qumicas y fsicas especiales, como una mayor o menor acidez del medio, temperatura y humedad determinadas, etctera. Desde hace dcadas, las enzimas son utilizadas en la industria, para mejorar los tiempos y la calidad de los procesos productivos.

FILTROS PARA COMBUSTIBLES.

Los filtros de combustible tienen que evitar el ingreso de partculas solidas a los inyectores y el motor. Los contaminantes vienen del surtidor, sus tanques, los recipientes usados para transportar el combustible, el cuello de su tanque y corrosin del mismo tanque. Los estudios demuestran que ms de 90% de los problemas de inyectores son causados por combustible sucio.

El combustible puede aparecer limpio al ojo, porque no podemos ver las partculas menores de 40 micrones, pero si lo miramos con un microscopio podemos encontrar partculas que taponar los filtros o los inyectores si logran a pasar. Aqu podemos ver diesel del surtidor y examinado por microscopio a 10X.

Aqu podemos ver el filtro primario - separador de agua y el pequeo secundario de un camin a diesel. El filtro tiene 6000 km de uso, el diesel comprado de un surtidor local. El camin tiene un filtro en el respiradero, pero no tiene un filtro/secador como el T.R.A.P. Podemos ver como se tapon el separador de agua con hongos y bacteria que crece en el diesel cuando no este bien seco. Esta formacin de gelatina de bacteria puede ser eliminada con filtracin de diesel correcta en el surtidor y la instalacin de un filtro T.R.A.P. en el respiradero.

Este filtro est cubierta y trancado por una gelatina de bacteria formada por el agua y la humedad en el diesel. Se tranc en 9000 km.

Aqu tenemos el filtro primario una vez que se haya secado, dejando una capa dura de bacteria muerta.

En esta foto podemos ver la tela que trabaja de traba para el agua, haciendo coalescer las partculas y gotas de agua para que se separen del diesel.

Los factores ms importantes en la filtracin del combustible es la eficiencia (micronaje) y el flujo. Un buen filtro se tapona con partculas que daaran los inyectores.

Es importante filtrar el combustible antes de colocarlo en el equipo o vehculo. En esta pgina tenemos ms detalles sobre los daos y problemas del combustible y como evitarlos.

CAPITULO #66.- Aislantes trmicos

6.1.- Para temperaturas medias y altas.-

6.2.- Para temperaturas bajas y por debajo de 0C.-

6.3.- Materiales de fabricacin.-

6.4.- Aislantes para superficies planas (Planchas).-

6.5.- Aislamiento para tuberas (Media caa).-

6.6.- Mtodos de aislamiento (forma de colocar el aislamiento).-

PARA TEMPERATURAS MEDIAS Y ALTAS.

La fibra de vidrio es un material aislante termo acstico fabricado a partir de fibras minerales de vidrio.

Su temperatura mxima de uso es hasta 450 oC, se fabrican en densidades desde 60 hasta 120 Kg/m3, en las siguientes presentaciones:

Rollos flexibles.

Cauelas de dimetros desde hasta 12. Placas.

Mantas con refuerzos de malla.

Afelpados. Recubierto con proteccin mecnica en aluminio, galvanizado o acero inoxidable.

Con este tipo de material hemos efectuado aislamiento trmico de:

Electro filtros, calderas, tanques, intercambiadores, torres y equipos de proceso, hornos, ductos, tuberas de vapor y condensados, y toda una lnea de equipos en donde se encuentren bajas, medias y altas temperaturas para su proceso.

Con este tipo de material hemos efectuado aislamiento trmico de:

Electrofiltros, calderas, tanques, intercambiadores, torres y equipos de proceso, hornos, ductos, tuberias de vapor y condensados, y toda una lnea de equipos en donde se encuentren bajas, medias y altas temperaturas para su proceso.

PARA TEMPERATURAS BAJAS Y POR DEBAJO DE 0C.

Espuma elastomrica[editar]

Es un aislante con un excelente rendimiento en baja y media temperatura y de fcil instalacin, reduciendo al mximo los costos de mano de obra. Posee en su estructura una barrera de vapor y un comportamiento totalmente ignfugo.

Coeficiente de conductividad: 0,035 W/(mK)

Temperatura de trabajo ptima: -40 a 115 C

Es fcilmente atacable por la radiacin ultravioleta por lo cual se debe proteger de la luz del sol.

AerogelArtculo principal: Aerogel

Como aislante trmico, el aerogel se presenta en mantas flexibles (rango de servicio: -40 C a 650 C o -270 C a 90 C). Solo se presenta en espesores de 5 mm y 10 mm. Tiene propiedades mecnicas grandes para el rendimiento que ofrece, es hidrfobo (repele la humedad), es permeable (deja pasar el aire/vapor), previene la corrosin bajo el aislamiento, es ignfugo (no se incendia) y es sumamente resistente al trato duro (pisotones, golpes, etctera). Su instalacin es intuitiva como sencilla, el material se puede cortar con tijeras o cteres, disminuyendo el tiempo y los costos de mano de obra excesivos.

Densidad: 0,020 g/cm (Aerogel monoltico), de 0,13 g/cm a 0,18 g/cm (Aerogel en manta flexible)

MATERIALES DE FABRICACION.

Aislamiento Mineral

Las lanas minerales (de roca o fibra de vidrio): son un tipo de material flexible, fabricado a partir de roca volcnica. Tiene la cualidad de aislar trmica y acsticamente.Hay diversos tipos segn su densidad:

Mayor densidad: se utilizan como aislamiento trmico en zonas que necesitan mayor resistencia a la compresin y al peso (suelos, tejados o fachadas ventiladas). Adems, permiten aislar el ruido de impacto.

Menor densidad: se suelen poner en techos (registrables o continuos), tabiques o en entramados de madera. No son impermeables y dejan pasar el vapor de condensacin, por eso, se recomienda su instalacin junto con una barrera al vapor como papel de estraza (Kraft) o vinlicos.

Aislamiento Sinttico

Poliestireno expandido: es un material aislante de color blanco, de diferentes densidades y grosores (desde 3 cm hasta 12). Se instala con adhesivos o entre los ladrillos de un muro. A la vez que asla, sirve de soporte al posterior enfoscado (capa de mortero empleada para revestir una pared) y pintado.

Poliestireno extruido (XPS): a diferencia del poliestireno expandido, el extruido tiene mayor densidad y, por tanto, mayor poder aislante. Es impermeable al agua, reciclable y ofrece una alta resistencia a la compresin, a las altas temperaturas y a la deformacin. Se utiliza en tabiques, fachadas, bajo cubiertas, tejas, bajo tejas, bajo lminas y suelos, principalmente.

Espumas elastomricas domsticas o poliuretano: es un material que sirve para adherir, rellenar y aislar pequeas zonas, como cajas de persianas o huecos. Es muy ligero y expansivo.

Aislamiento Reflectante

Reflectante: es un material muy ligero, de espesor mnimo, compuesto por guata y varias capas de reflectante. Es uno de los aislantes que mejor se comporta frente al fro y es antixido, antialrgico e insensible al agua y a la humedad. Es de fcil instalacin, ya que se adhiere a la superficie con grapas. Permite ahorrar espacio. Se usa en bajo techos, buhardillas y paredes, principalmente.

Aislamiento Natural

Corcho, camo o lana de lino, algodn o lana de oveja, virutas de madera: son los productos ms ecolgicos, respetuosos con el medio ambiente.

AISLANTES PARA SUPERFICIE PLANA. Colchonetas de lana mineral. Se utiliza para aislar superficies planas, curvas o irregulares de calderas, hornos industriales, tanques, ductos y otros que tengan una temperatura de trabajo mximo de 650C.

Paneles de lana mineral. Tienen gran resistencia mecnica y se usan para superficies planas, hornos, calderas, secadoras, tanques y equipos industriales que tengan una temperatura de operacin de 450C.

Paneles de lana de vidrio. Son aislamientos trmicos ideales para equipos que tengan una superficie plana, ductos de aire acondicionado, horno de secado, falsos cielos rasos para oficina y otros.

Planchas de silicato de calcio. Se usa para aislar equipos trmicos y hornos en que se requiere ahorrar energa a una temperatura no mayor de 650CAISLAMIENTO PARA TUBERIAS

Cauelas de lana mineral. Aglomerados en forma cilndrica con resinas termoestables que se usan para aislar tuberas de vapor, agua caliente, aceites trmicos y otros fluidos que tienen una temperatura de operacin hasta de 450C.

Colchoneta de lana de vidrio. Es el aislante trmico para tuberas y equipos industriales que operan hasta 500C, gracias a sus diferentes tipos de armado se adaptan a superficies irregulares de equipos y tuberas de proceso.

Cauelas de lana de vidrio. Son aislantes trmicos ideales para tuberas de proceso y servicio que conducen vapor, agua caliente, gases calientes y toda clase de fluidos en que se requiere ahorrar energa, temperatura de trabajo 350C.

Cauelas de silicato de calcio. Son ideales para tuberas de proceso y servicio que conducen vapor, agua caliente, gases calientes y toda clase de fluidos en que se requiera ahorrar energa con temperatura de hasta 650C.

METODOS DE AISLAMIENTO

Los productos de uso general de fibra de vidrio y de celulosa son los ms econmicos, mientras que los productos de espuma se deben utilizar con ms prudencia. Sin embargo, la gran variedad de productos de espuma-aerosol que ahora estn en el mercado justifican que hay que pensarlo mucho en muchos hogares. En los ticos, los productossueltos son menos costosos que

El aislamiento de fibra de vidrio. La celulosa y la lana de roca sopladas son ms densas que la fibra de vidrio, lo que les ayuda a parar los escapes de aire.

Las pautas crticas para instalar cualquier material de aislamiento son:

Sellar todos los escape s de aire entre las reas acondicionadas y no acondicionadas;

Obtener cobertura completa de aislamiento;Reducir al mnimo el escapeaire a travs del material;

Evitar comprimir el aislamientoEvitar el mullido (instalar demasiado aire) en productos sueltos; y Evitar puentes trmicos.

ESTRATEGIAS DEL AISLAMIENTO DE FIBRA

El aislamiento de la fibra requiere cuidado durante la instalacin prevenir compresin. Cuando est instalado, el aislamiento de la fibra debe tener una barrera de aire en los seis lados para cumplir los requisitos de la lista decomprobacin del puente trmico de ENERGY STAR. Las

nicas excepciones son las superficies horizontales en los ticos y al tocar el piso en un espacio de arrastre. Los problemas comunes con las instalaciones delaislamiento de la fibra son:

No cortar el aislamiento de fibra de vidrio alrededor del cableado y de la plomera en las paredes;

No instalar una barrera de aire en el lado del tico de una pared a la rodilla; y

No crear una barrera de aire en los seis lados del aislamiento del piso debajo de un cuarto sobre un garaje.

ESTRATEGIAS DEL AISLAMIENTO DE LA ESPUMA

Los productos de espuma son sobre todo econmicos cuando se aplican en capas delgadas como parte de un

sistema estructural. Los productos de espuma son una buena opcin para ayudar a sellar los escapes de aire.

Los ejemplos de ubicaciones apropiadas para aplicar productos del aislamiento de espuma incluyen:

Aislamiento de la losa o de la pared de los cimientos;

Revestimiento exterior sobre los miembros de madera de apoyo de la pared;

Formas en las cuales el concreto puede ser vertido;

Como parte de un panel aislado estructural para las paredes y los techosComo parte del complejo proceso de completar los miembros de apoyo en el que la fibra de aislamiento sera difcil de instalar.NOTA.- Qu Expectativas tiene del curso de Operaciones Unitarias?Aprender el manejo correcto de cada variable de las operaciones unitarias para cuando llegue el momento de ponerlo en prctica en industria.

En su criterio que hace falta dentro del contenido de las materias recibidas hasta la presente fecha en su formacin como Ingeniero Qumico?En lo personal creo que falto algunas materias en nuestro pensum educativo como por ejemplo una materia de seguridad industrial, ambiente que nos permitira abarcar ms conocimiento educativo.

Qu cursos y seminarios tcnicos complementarios e gustara recibir en este ao lectivo?Creo que sera mucho til seminarios del higiene y procesamiento de alimento y un curso intensivo para el examen de fin de carrera.