UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILFACULTAD DE INGENIERA QUMICACARRERA INGENIERA QUMICA

Investigacin # 1OPERACIONES UNITARIAS

Asignatura:Calculo de Ingeniera Qumica II (303)

Autores:Carrera Caicho KatherineGonzlez Suarez CindyGracia Carvajal TatianaMateo Coello GuillermoSierra Apolinario Walter

Curso:Tercero CAo Lectivo:2013-2014IntroduccinIngeniera qumica trata de procesos industriales en los que las materias primas se transforman o separan en productos tiles. El ingeniero qumico tiene que desarrollar, disear y llevar a cabo el proceso, as como el equipo utilizado en el mismo. Tiene que elegir las materias primas adecuadas y hacer operar las plantas con eficacia, seguridad y economa, teniendo en cuenta que sus productos han de cumplir las condiciones exigidas por los consumidoresExiste un nmero casi infinito de procesos qumicos que se llevan a cabo en la industria diariamente, para lograr productos que estn a la venta. Estos procesos constan de una serie de operaciones fsicas y qumicas que, en algunos casos son especficas del proceso considerado, pero en otros, son operaciones comunes eiguales para varios procesos.

Todo proceso qumico conducido en cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de lo que pudieran llamarse operaciones unitarias, como pulverizacin, secado, cristalizacin, filtracin, evaporacin, destilacin, etc. El nmero de estas operaciones bsicas no es muy grande, y generalmente slo unas cuantas de entre ellas intervienen en un proceso determinado.

Con esta simplificacin se ha reducido la complejidad del estudio de los procesos industriales, pues del conjunto de todos los procesos qumicos que pueden imaginarse bastar con estudiar el grupo de las 25 30 operaciones unitarias existentes. Un proceso determinado ser, por tanto, la combinacin de operaciones unitarias.

Objetivos

GeneralInvestigar las principales operaciones unitarias y reconocer en que se basan cada una de ellas.

Especficos Describir las caractersticas e importancia de las principales operaciones unitarias. Identificar las aplicaciones de las principales operaciones unitarias en el campo industrial.

ndicePagina Organizador 4Marco terico 5 - 471. Evaporizacin2. Secado3. Destilacin 3.1. Destilacin binaria 4. Extraccin 5. Lixiviacin 6. Cristalizacin 7. Disoluciones Binarias 8. Mezclado Anlisis y Conclusiones 48Bibliografa 49

Operaciones Unitarias

1. EVAPORACINIntroduccinEn la evaporacin se elimina el vapor formado por ebullicin de una solucin lquida de la que se obtiene una solucin ms concentrada. En la gran mayora de los casos, la operacin unitaria de evaporacin se refiere a la eliminacin de agua de una solucin acuosa.

Entre los ejemplos tpicos de procesos de evaporacin estn la concentracin de soluciones acuosas de azcar, cloruro de sodio, hidrxido de sodio, glicerina, gomas, leche y jugo de naranja. En estos casos, la solucin concentrada es el producto deseado y el agua evaporada suele desecharse.

En otros, el agua que contiene pequeas cantidades de minerales se evapora para obtener agua libre de slidos que se emplea en la alimentacin de calderas, para procesos qumicos especiales, o para otros propsitos. Actualmente se estn desarrollando y usando procesos de evaporacin de agua de mar para obtener agua potable. Ocasionalmente, el principal objetivo de la evaporacin consiste en concentrar una solucin de manera que al enfriarse sta se formen cristales que puedan separarse.

Fundamento En esta operacin es necesario dar calor a la disolucin para que llegue a su temperatura de ebullicin, y proporcionar el calor suficiente para que se evapore la disolucin. Como medio de calentamiento se puede utilizar el vapor de agua, aunque tambin pueden utilizarse gases de combustin. En la evaporacin, la disolucin concentrada es el producto final deseado.En la mayor parte de los evaporadores, el vapor pasa por el interior de tubos metlicos, mientras que la disolucin pasa por el lado de coraza sin que se mezclen las dos corrientes.Los posibles residuos generados en esta operacin unitaria, estn localizados en las purgas de limpieza y en lquidos residuales al momento de limpiarlos.Es importante tener en cuenta la diferencia entre vapor y gases, gases es aquel que al aumentar su presin y temperatura no cambia de estado mientras el vapor al cambiar la temperatura y presin cambia de estado.Normalmente se disponen varios evaporadores combinados, en los que se emplea el vapor generado en un evaporador como medio de calefaccin del siguiente (se denominan evaporadores de mltiple efecto). Factores de procesoLas propiedades fsicas y qumicas de la solucin que se est concentrando y del vapor que se separa tienen un efecto considerable sobre el tipo de evaporador que debe usarse y sobre la presin y la temperatura del proceso. A continuacin se analizan algunas propiedades que afectan a los mtodos de procesamiento.

1. Concentracin en el lquido. Por lo general, la alimentacin lquida a un evaporador es bastante diluida, por lo que su viscosidad, bastante baja, es similar a la del agua y se opera con coeficientes de transferencia de calor bastante altos. A medida que se verifica la evaporacin, la solucin se concentra y su viscosidad puede elevarse notablemente, causando una marcada disminucin del coeficiente de transferencia de calor. Se requiere entonces una circulacin o turbulencia adecuada para evitar que el coeficiente se reduzca demasiado.

2. Solubilidad. A medida que se calienta la solucin y aumenta la concentracin del soluto o sal, puede excederse el lmite de solubilidad del material en solucin y se formaran cristales. Esto limita la concentracin mxima que puede obtenerse por evaporacin de la solucin.

3. Sensibilidad trmica de los materiales. Muchos productos, en especial los alimentos y otros materiales biolgicos, son sensibles a la temperatura y se degradan cuando sta sube o el calentamiento es muy prolongado. Entre ellos estn los materiales farmacuticos; productos alimenticios como leche, jugo de naranja y extractos vegetales; y materiales qumicos orgnicos delicados. La cantidad de degradacin est en funcin de la temperatura y del tiempo.

4. Formacin de espumas. En algunos casos, los materiales constituidos por soluciones custicas, soluciones de alimentos como leche desnatada y algunas soluciones de cidos grasos, forman espuma durante la ebullicin. Esta espuma es arrastrada por el vapor que sale del evaporador y puede producir prdidas de material.

5. Presin y temperatura. El punto de ebullicin de la solucin est relacionado con la presin del sistema. Cuanto ms elevada sea la presin de operacin del evaporador, mayor ser la temperatura de ebullicin. Adems, la temperatura de ebullicin tambin se eleva a medida que aumenta la concentracin del material disuelto por la accin de la evaporacin. Este fenmeno se llama elevacin del punto de ebullicin. Para mantener a un nivel bajo la temperatura de los materiales termo-sensibles suele ser necesario operar a presiones inferiores a 1 atm, esto es, al vaco.

6. Formacin de incrustaciones y material de construccin.- Algunas soluciones depositan materiales slidos llamados incrustaciones sobre las superficies de calentamiento. Estas incrustaciones pueden formarse a causa de los productos de descomposicin O por disminucin de la solubilidad. El resultado es una reduccin del coeficiente de transferencia de calor, lo que obliga a limpiar el evaporador. La seleccin de los materiales de construccin del evaporador tiene importancia en la prevencin de la corrosin.TIPOS DE EQUIPOS DE EVAPORACION Y MTODOS DE OPERACIN

Tipos generales de evaporadoresLa evaporacin consiste en la adicin de calor a una solucin para evaporar el disolvente que, por lo general, es agua. Usualmente, el calor es suministrado por condensacin de un vapor (como vapor de agua) en contacto con una superficie metlica, con el lquido del otro lado de dicha superficie.El tipo de equipo usado depende tanto de la configuracin de la superficie para la transferencia de calor como de los medios utilizados para lograr la agitacin o circulacin del lquido. A continuacin se analizan los tipos generales de equipo.

Marmita abierta o artesa.-La forma ms simple de un evaporador es una marmita abierta en la cual se hierve el lquido. El suministro de calor proviene de la condensacin del vapor de agua en una chaqueta o en serpentines sumergidos en lquido. En algunos casos, la marmita se calienta a fuego directo. Estos evaporadores son econmicos y de operacin simple, pero el desperdicio de calor es excesivo. En ciertos equipos se usan paletas o raspadores para agitar el lquido.

El Evaporador de tubos horizontales con circulacin natural.-En la figura se muestra un evaporador de tubos horizontales con circulacin natural. El banco horizontal de tubos de calentamiento es similar al banco de tubos de un intercambiador de calor. El vapor de agua entra a los tubos y se condensa; el condensado sale por el otro extremo de los tubos. La solucin a ebullicin est por fuera de ellos. El vapor se desprende de la superficie lquida; despus, casi siempre se hace pasar por dispositivos de tipo deflector para impedir el arrastre de gotas de lquido y sale por la parte superior. Este equipo, relativamente econmico, puede utilizarse para lquidos no viscosos con altos coeficientes de transferencia de calor y para lquidos que no formen incrustaciones. Puesto que la circulacin del lquido no es muy buena, son poco adecuados para materiales viscosos. En casi todos los casos, tanto o evaporador como los que se estudian despus opera con rgimen continuo, como alimentacin a velocidad constante y salida de concentrado a velocidad constante.

Evaporador vertical con circulacin natural.-En este tipo de evaporador se usan tubos verticales en lugar de horizontales y el lquido est dentro de los tubos, por lo que el vapor se condensa en el exterior. Debido a la ebullicin y a la disminucin de densidad, el lquido se eleva en los tubos por circulacin natural, tal como se muestra en la figura, y fluye hacia abajo a travs de un espacio central abierto grande, o bajada. Esta circulacin natural incrementa el coeficiente de transferencia de calor. No es til con lquidos viscosos. Este equipo se llama con frecuencia evaporador de tubos cortos. Una variacin de este modelo es el evaporador de canasta, que usa tubos verticales, pero el elemento de calentamiento se cuelga en el cuerpo, de tal manera que haya un espacio anular que sirva de bajada. El modelo de canasta difiere del evaporador vertical de circulacin natural, pues ste tiene un espacio central en vez del anular cmo bajada. Este tipo se usa con frecuencia en las industrias del azcar, la sal y la sosa custica.

Evaporador vertical de tubos largos.-Puesto que el coeficiente de transferencia de calor del lado del vapor es muy alto en comparacin con el del lado del lquido que se evapora, es conveniente contar con velocidades altas para el lquido. En un evaporador de tipo vertical con tubos largos como el de la figura, el lquido est en el interior de los tubos. Estos miden 3 a 10m de alto, lo que ayuda a obtener velocidades de lquido muy altas. Por lo General, el lquido pasa por los tubos una sola vez y no se recircula. Los tiempos de contacto suelen ser bastante breves en este modelo. En algunos casos, como cuando la relacin entre la velocidad de alimentacin y la velocidad de evaporacin es baja, puede emplearse recirculacin natural del producto a travs del evaporador, aadiendo una conexin de tubera entre la salida del concentrado y la lnea de alimentacin. Este es un mtodo muy comn en la produccin de leche condensada.

Evaporador de cada de pelcula.-Una variacin del modelo de tubos largos es el evaporador de cada de pelcula, en el cual el lquido se alimenta por la parte superior de los tubos y fluye por sus paredes en forma de pelcula delgada. Por lo General, la separacin de vapor y el lquido se efecta en el fondo. Este modelo se usa mucho para la concentracin de materiales sensibles al calor, como jugo de naranja y otros zumos de frutas, debido a que el tiempo de retencin es bastante bajo (entre 5 y 10s) y el coeficiente de transferencia de calor que es alto.

Evaporadores de circulacin forzada.-El coeficiente de transferencia de calor de la pelcula lquida puede aumentarse por bombeo provocando una circulacin forzada del lquido en el interior de los tubos. Para esto se emplea el modelo de tubos verticales la voz de la figura aadiendo una tubera conectada a una bomba entre las lneas de salida del concentrado y la de alimentacin. Sin embargo, los tubos de un evaporador de circulacin forzada suelen ser ms cortos que los tubos largos, tal como se ilustra en la figura. Adems en otros casos se usa un intercambiador de calor horizontal externo e independiente. Este modelo es muy til para lquidos viscosos.

Evaporador de pelcula agitada.- La principal resistencia a la transferencia de calor en un evaporador corresponde al lquido. Por lo tanto, un mtodo para aumentar la turbulencia de la pelcula lquida y el coeficiente de transferencia de calor, consiste en la agitacin mecnica de dicha pelcula. Esto se lleva a cabo en un evaporador de cada de pelcula modificado, usando un solo tubo grande enchaquetado que contiene un agitador interno. El lquido penetra por la parte superior del tubo y a medida que fluye hacia abajo se dispersa en forma de pelcula turbulenta por la accin de aspas de agitacin vertical. La solucin concentrada sale por el fondo y el vapor pasa por un separador para salir por la parte superior. Este tipo de evaporador es prctico para materiales muy viscosos, pues el coeficiente de transferencia de calor es mayor que en los modelos de circulacin forzada. Se usan para materiales viscosos sensibles al calor como ltex de caucho, gelatina, antibiticos y jugos de frutas. Evaporador solar de artesa abierta.-Un proceso muy antiguo pero que todava se usa es la evaporacin solar en artesas abiertas. El agua salina se introduce en artesas o bateas abiertas y de poca profundidad y se deja evaporar lentamente al sol hasta que cristalice.

Mtodos de operacin para evaporadores

1. Evaporadores de efecto simple.- La alimentacin entra a TF K y en la seccin de intercambio de calor entra vapor saturado a Ts. El vapor condensado sale en forma de pequeos chorros. Puesto que se supone que la solucin del evaporador est completamente mezclada, el producto concentrado y la solucin del evaporador tienen la misma composicin y temperatura T,, que corresponde al punto de ebullicin de la solucin. La temperatura del vapor tambin es Tl, pues est en equilibrio con la solucin en ebullicin. La presin es Pt, que es la presin de vapor de la solucin a Tl.

Si se supone que la solucin que se va a evaporar es bastante diluida y parecida al agua, 1 kg de vapor de agua producir aproximadamente 1 kg de vapor al condensarse. Esto ocurrir siempre que la alimentacin tenga una temperatura TF cercana al punto de ebullicin.En el clculo de la velocidad de transferencia de calor en un evaporador se emplea el concepto de un coeficiente total de transferencia de calor.

Los evaporadores de efecto simple se usan con frecuencia cuando la capacidad necesaria de operacin es relativamente pequea o el costo del vapor es relativamente barato comparado con el costo del evaporador. Sin embargo, la operacin de gran capacidad, al usar ms de un efecto, reducir de manera significativa los costos del vapor.

2. Evaporadores de efecto mltiple con alimentacin hacia adelante. Un evaporador de efecto simple desperdicia bastante energa, pues el calor latente del vapor que sale no se utiliza. No obstante, una buena parte de este calor latente se recupera y se utiliza al emplear evaporadores de efecto mltiple.

Si la alimentacin del primer efecto est a una temperatura cercana al punto de ebullicin y a la presin de operacin de dicho efecto, 1 kg de vapor de agua evaporar casi 1 kg de agua. El primer efecto opera a una temperatura suficientemente alta como para que el agua que se evapora sirva como medio de calentamiento del segundo efecto. Nuevamente, en el segundo efecto se evapora casi 1 kg de agua, que se emplea como medio de calentamiento del tercer efecto. De manera aproximada, en un evaporador de efecto triple se evaporan 3 kg de agua por kilogramo de vapor de agua usado. Por consiguiente, el resultado es un aumento de la economa de vapor de agua, que es kg de vapor evaporado/kg de vapor de agua usado. Esto tambin resulta cierto de forma aproximada para ms de tres efectos. Sin embargo, este aumento de la economa del vapor de agua en un evaporador de efecto mltiple se logra a expensas de mayor inversin en el equipo.La alimentacin se introduce en el primer efecto y fluye hacia el siguiente en el mismo sentido del flujo del vapor. ste es el mtodo de operacin que se emplea cuando la alimentacin est caliente o cuando el producto concentrado final puede daarse a temperaturas elevadas. Las temperaturas de ebullicin van disminuyendo de efecto a efecto. Esto significa que si el primer efecto est a Pr = 1 atm abs de presin, el ltimo estar al vaco, a presin P3.

3. Evaporadores de efecto mltiple con alimentacin en retroceso. En la operacin de alimentacin en retroceso que se muestra para el evaporador de efecto triple la alimentacin entra al ltimo efecto, que es el ms fro, y continua hacia atrs hasta que el producto concentrado sale por el primer efecto. Este mtodo de alimentacin en retroceso tiene ventajas cuando la alimentacin es fra, pues la cantidad de lquido que debe calentarse a temperaturas ms altas en el segundo y primer efectos es ms pequea. Este mtodo tambin es muy til cuando el producto concentrado es bastante viscoso.

4. Evaporadores de efecto mltiple con alimentacin en paralelo. La alimentacin en paralelo en evaporadores de efecto mltiple implica la adicin de alimentacin nueva y la extraccin del producto concentrado en cada uno de los efectos. El vapor de cada efecto se usa para calentar el siguiente.Este mtodo de operacin se utiliza principalmente cuando la alimentacin est casi saturada y el producto son cristales slidos, tal como sucede en la evaporacin de salmueras para produccin de sal.

2. SECADOConceptoSe refiere a la eliminacin de agua de los materiales de proceso y de otras sustancias. El trmino secado se usa tambin con referencia a la eliminacin de otros lquidos orgnicos, como benceno o disolventes orgnicos, de los materiales slidos. Muchos de los equipos y mtodos de clculo que se estudiaran para la eliminacin de agua, tambin pueden aplicarse para la eliminacin de los lquidos orgnicos.

En general, el secado significa la remocin de cantidades de agua relativamente pequeas de cierto material. La evaporacin se refiere a la eliminacin de cantidades de agua bastante grandes; adems, ah el agua se elimina en forma de vapor a su punto de ebullicin. En el secado, el agua casi siempre se elimina en forma de vapor con aire.

En algunos casos, el agua se puede eliminar de los materiales slidos por medios mecnicos, utilizando prensas, centrfugas y otros mtodos. Esto resulta ms econmico que el secado por medios trmicos para la eliminacin de agua.

FundamentoEl contenido de humedad del producto seco final varia, ya que depende del tipo del producto. La sal seca contiene 0.5% de agua, el carbn un 4% y muchos productos alimenticios, aproximadamente 5%.

El secado suele ser la etapa final de los procesos antes del empaque y permite que muchos materiales, como los jabones en polvo y los colorantes, sean ms adecuados para su manejo.El secado o deshidratacin de materiales biolgicos (en especial los alimentos), se usa tambin como tcnica de preservacin. Los microorganismos que provocan la descomposicin de los alimentos no pueden crecer y multiplicarse en ausencia de agua. Adems, muchas de las enzimas que causan los cambios qumicos en alimentos y otros materiales biolgicos no pueden funcionar sin agua. Los microorganismos dejan de ser activos cuando el contenido de agua se reduce por debajo del 10% en peso.

Sin embargo, generalmente es necesario reducir este contenido de humedad por debajo del 5% en peso en los alimentos, para preservar su sabor y su valor nutritivo. Los alimentos secos pueden almacenarse durante periodos bastante largos.

Mtodos generales de secadoLos mtodos y procesos de secado se clasifican de diferentes maneras; se dividen en procesos de lotes, cuando el material se introduce en el equipo de secado y el proceso se verifica por un periodo; o continuos, si el material se aade sin interrupcin al equipo de secado y se obtiene material seco con rgimen continuo.

EQUIPO PARA SECADOSecado en bandejasEn el secador de bandejas, que tambin se llama secador de anaqueles, de gabinete, o de compartimientos, el material, que puede ser un slido en forma de terrones o una pasta, se esparce uniformemente sobre una bandeja de metal de 10 a 100 mm de profundidad. Un secador de bandejas tpico, tal como el que se muestra en la figura 9.2-1, tiene bandejas que se cargan y se descargan de un gabinete. Un ventilador recircula aire calentado con vapor paralelamente sobre la superficie de las bandejas. Tambin se usa calor elctrico, en especial cuando el calentamiento es bajo. Ms o menos del 10 al 20% del aire que pasa sobre las bandejas es nuevo, y el resto es aire recirculado.

Despus del secado, se abre el gabinete y las bandejas se remplazan por otras con ms material para secado. Una de las modificaciones de este tipo de secadores es el de las bandejas con carretillas, donde las bandejas se colocan en carretillas rodantes que se introducen al secador. Esto significa un considerable ahorro de tiempo, puesto que las carretillas pueden cargarse y descargarse fuera del secador. En el caso de materiales granulares, el material se puede colocar sobre bandejas cuyo fondo es un tamiz. Entonces, con este secador de circulacin cruzada, el aire pasa por un lecho permeable y se obtienen tiempos de secado ms cortos, debido a la mayor rea superficial expuesta al aire.

Secadores indirectos al vaco con anaqueles

Los secadores al vaco con anaqueles se calientan indirectamente y son del tipo de lotes, similares a los de las bandejas. Esta clase de secador consta de un gabinete construido de hierro colado o plancha de acero con puertas hermticas, de tal manera que se pueda operar al vaco. Los anaqueles huecos de acero se montan dentro de las cmaras y se conectan en paralelo, con los colectores de vapor de entrada y de salida. Las bandejas que contienen los slidos mojados se colocan sobre los anaqueles huecos. El calor se conduce a travs de las paredes metlicas y por radiacin entre los anaqueles. Para operaciones a temperaturas ms bajas, se usa circulacin de agua caliente en lugar de vapor para suministrar el calor que vaporiza la humedad. Los vapores se colectan en un condensador. Estos secadores se usan para secar materiales costosos o sensibles a la temperatura, o bien que se oxiden fcilmente. Son muy tiles para manejar materiales con disolventes txicos o valiosos.

Secadores continuos de tnelLos secadores continuos de tnel suelen ser compartimentos de bandejas o de carretillas que operan en serie, tal como se muestra en la figura 9.2-2a. Los slidos se colocan sobre bandejas o en carretillas que se desplazan continuamente por un tnel con gases calientes que pasan sobre la superficie de cada bandeja. El flujo de aire caliente puede ser a contracorriente, en paralelo, o una combinacin de ambos. Muchos alimentos se secan por este procedimiento. Cuando se desea secar partculas slidas granulares, pueden utilizarse transportadores perforados o de fondo de tamiz, como el de la figura 9.2-2b. Los slidos granulares hmedos se transportan en forma de una capa que tiene entre 25 y 150 mm de profundidad, sobre una superficie de tamiz o perforada a travs de la cual se fuerza el paso de aire caliente, ya sea hacia arriba o hacia abajo. El secador consta de diversas secciones en serie, cada una con un ventilador y serpentines de calentamiento. Un ventilador adicional extrae cierta cantidad de aire hacia la atmsfera. En algunos casos, los materiales en forma de pasta pueden preformarse en cilindros y colocarse sobre el transportador para secarse.

Secadores de tamborUn secador de tambor consta de un tambor de metal calentado, como se indica en la figura 9.2-4, en cuyo exterior se evapora una capa delgada de un lquido o una suspensin hasta que se seca. El slido seco final se le raspa al tambor, que gira lentamente.

Los secadores de tambor son adecuados para procesar suspensiones o pastas de slidos tinos, as como soluciones verdaderas. El tambor funciona en parte como evaporador y en parte como secador.Otras variaciones del secador de tambor son los tambores rotatorios dobles con alimentacin por inmersin, o bien con alimentacin superior en el espacio entre los dos tambores. El pur de papa se procesa en secadores de tambor para obtener el material en forma de escamas.

Secadores por aspersin

En un secador por aspersin, un lquido o una suspensin se atomiza o se roela en una corriente de gas caliente para obtener una lluvia de gotas tinas. El agua se evapora de dichas gotas con rapidez, y se obtienen partculas secas de slido que se separan de la corriente de gas. El flujo de lquido de la cmara de aspersin puede ser a contracorriente, en paralelo, o una combinacin de ambos.

Las gotas tinas se forman al introducir el lquido en toberas de atomizacin o discos giratorios de rociado de alta velocidad en el interior de una cmara cilndrica (Fig. 9.2-5). Es necesario asegurarse de que las gotas o partculas hmedas del slido no choquen ni se adhieran a las superficies solidas antes de que hayan secado. Por consiguiente, se emplean cmaras bastante grandes. Los slidos secos salen por el fondo de la cmara a travs de un transportador de tornillo. Los gases de escape fluyen hacia un separador de cicln para filtrar las partculas muy finas. Las partculas que se obtienen son muy ligeras y bastante porosas. La leche en polvo se obtiene mediante este proceso.

Secado de cosechas y granosLos granos de una cosecha contienen aproximadamente de 30 a 35% de humedad y para poder almacenarlos sin problemas durante un ao deben secarse hasta un 13% de humedad en peso (Hl). En la figura 9.2-6 se muestra un secador de flujo continuo tpico. En la tolva de secado, el espesor de la capa de granos, a travs de la cual pasa el aire caliente, es 0.5 m o menos.

Aplicaciones del secado

1. Procesos de granulacin hmeda (elaboracin de cpsulas, polvos o tabletas).1. Produccin de algunos materiales (hidrxido de aluminio, lactosa seca y extractos en polvo).1. Reduccin del volumen y peso de los materiales (disminucin del costo por transporte y almacenamiento).1. Conservacin y estabilidad de productos animales y vegetales para disminuir el crecimiento de hongos y bacterias.1. Volver a un producto ms estable (polvos higroscpicos, sales efervescentes, aspirina, penicilinas y cido ascrbico). Una vez eliminada el agua, el producto se mantiene a bajos niveles de humedad con ayuda de agentes desecantes o por impermeabilidad del empaque.

3. DESTILACIONDefinicinLa destilacin es una operacin unitaria cuyo funcionamiento se basa en el equilibrio lquido-vapor, considerando que en la fase gaseosa existe una alta concentracin de componentes ligeros y en la fase lquida alta concentracin de componentes pesados, y su objetivo es la separacin de una mezcla para obtener alguno de los compuestos de la mezcla con un grado de pureza determinado. En la figura 1 se muestra el esquema de una columna de destilacin con sus partes ms importantes. Figura 1. Diagrama de una torre de destilacin

Una columna de destilacin est compuesta en su interior de platos, en cada uno de los cuales ocurre un equilibrio lquido-vapor y se favorece la transferencia de masa entre las dos fases, con el objetivo de que al llegar la mezcla al domo de la torre, se tenga una mayor pureza del componente ligero. Dentro de la torre existe un flujo de vapor que sube de plato en plato y un flujo de lquido que proviene de la parte superior de la torre y desciende tambin de plato en plato. En el domo de la torre existe un condensador, el cual tiene la funcin de condensar el vapor que sale del domo de la torre, obteniendo as el destilado. Una parte de este regresa a la torre para favorecer la transferencia de masa entre las fases y mantener el flujo de lquido. A la relacin entre el lquido que regresa a la torre y el destilado que se toma como producto se le llama relacin de reflujo, y es un parmetro de suma importancia para el anlisis y diseo de la torre de destilacin.

Fundamento

La destilacin es una operacin utilizada con frecuencia para la purificacin y aislamiento de lquidos orgnicos. La destilacin aprovecha las volatilidades y puntos de ebullicin de los componentes lquidos a separar.Tipos y Clases Encontramos diferentes tipos de destilacin:Destilacin simpleSe usa para la separacin de lquidos con punto de ebullicin inferiores a 150 a presin atmosfrica de impurezas no voltiles o de otros lquidos miscibles que presenten un punto de ebullicin al menos 25 superior al primero de ellos.

DiscontinuaEl lquido est contenido en un recipiente denominado caldern. Calentamos el lquido en su parte inferior. Al calentar el lquido este se va evaporando y este vapor es expulsado (la flecha hacia abajo indica que disminuye el volumen del lquido ya que se volatiliza).ContinuaTenemos una destilacin simplecontinuaya que constantemente introducimos lquido en el caldern. Tambin se calienta, pero en este caso tambin sale lquido adems de vapor. El lquido que queda en el caldern se mantiene constante (una diferencia con a).

Destilacinsbita o flashEl alimento se introduce a temperatura elevada, se le da calor externamente y se mantiene a una presin elevada pero sin que hierva, entonces se pasa el lquido regulando la entrada en la columna con una vlvula. Dentro de la columna se produce una expansin de los componentes ms voltiles, y tambin una fase lquida ms rica en los compuestos ms voltiles. En este caso no existe caldera. Estarn en equilibrio los componentes de vaporizacin y lquido dependiendo de las condiciones de entrada.Destilacin fraccionadaSe usa para separar componentes lquidos que difieren de en menos de 25 en su punto de ebullicin. Cada uno de los componentes separados se les denomina fracciones.

Destilacin a vacoPermite destilar lquidos a temperaturas ms bajas que en el caso anterior debido que la presin es menor que la atmosfrica con lo que se evita en muchos casos la descomposicin trmica de los materiales que se manipulan.

Destilacin por arrastre de vapor Se inyecta vapor de agua recalentado a la mezcla binaria que se quiere separar, sobre todo cuando uno de los componentes se degrada con el vapor. Este vapor reduce la presin parcial de los componentes a destilar con lo que la temperatura de vaporizacin es menor. El agua no llega a condensar y por lo tanto sale de la columna acompaando al destilado y por lo tanto se requiere una posterior separacin del destilado del agua.

Destilacin Seca:

Es la calefaccin de materialesslidosen seco (sin ayuda de lquidos solventes), para producir productosgaseosos(que pueden condensarse luego en lquidos o slidos). Este procedimiento ha sido usado para obtener combustibles lquidos de sustancias slidas, tales comocarbny madera. Esto tambin puede ser usado para dividir algunas sales minerales por termlisis, para obtencin de gases tiles en la industria.

Aparatos empleados en la destilacin- Columnas de destilacin: recipientes cilndricos, verticales, con una entrada lateral por la que se introduce la alimentacin. En la parte superior tiene una salida para extraer los vapores que posteriormente se van a condensar dando el destilado. En la parte inferior existe otro orificio por el cual se retira el residuo que va quedando de la destilacin. En algunas columnas tambin existen diversas entradas laterales para introducir la alimentacin a distintas alturas. El alimento que se introduce en muchas ocasiones suele estar precalentado para no tener que calentar mucho el caldern. En la columna pretendemos poner en contacto lo ms posible el lquido y el vapor.- Columnas de platos (contacto por etapas): los platos retienen una cierta cantidad de lquido en su superficie de manera que se hace borbotear el vapor que procede de la caldera y as se produce un buen intercambio. En el plato no se encuentra en equilibrio el lquido y el vapor. De ese borboteo se produce un vapor ms rico en el componente ms voltil y el lquido cada vez es ms rico en el componente menos voltil. Este proceso se produce repetidas veces. (Figura b) Los platos ms corrientes suelen tener un rebosadero en la parte lateral. El paso de vapor tiene lugar segn el apartado b), por medio de los borboteadores (de vlvula o de campana). La eficacia de estos platos no alcanza el 100% y por tanto se puede medir en una instalacin industrial.

- Columnas de relleno: es una forma alternativa de poner en contacto el vapor con el lquido. Para ello suele tener una pequea relacin dimetro-altura. Colocamos una serie de superficies con orientacin arbitraria. Las caractersticas de los slidos que se colocan en el interior de la columna son:- Peso pequeo.- Gran superficie de contacto.- No se compacta.- Buena resistencia mecnica. - Resistente a la corrosin.Importancia de los procesos de destilacinLos procesos de destilacin constituyen el conjunto de operaciones ms empleado en una refinera. La destilacin es un proceso de separacin fsico en el que se evapora parcialmente una mezcla de productos, de forma que los compuestos ms ligeros se concentran en la fase vapor y los ms pesados se concentran en la fase lquida. Una columna de destilacin incorpora mltiples etapas de separacin sucesivas, de forma que los vapores se van concentrando en los componentes ligeros a medida que ascienden en la columna, y los lquidos se van concentrando en componentes pesados a medida que descienden por la columna. En una refinera, la destilacin primaria, es decir, la destilacin atmosfrica del crudo y la destilacin a vaco, son las unidades que procesan los mayores caudales de una refinera obtenindose de ellas los productos base de la industria del refino. Adems, son las unidades con mayor consumo energtico (30-40% de los consumos globales de una refinera) y, por tanto, son los responsables de una gran parte de las emisiones de CO2.Aplicacin en el sector industrialLa destilacin se puede utilizar para una variedad de propsitos en la industria alimentaria, como la eliminacin de la cafena de los granos de caf y la produccin de agua destilada.Sin embargo, en gran medida el uso ms importante de la destilacin es la produccin de alcohol puro para la fabricacin de licores, como whisky y la ginebra.Aunque el alcohol puede producirse por fermentacin natural, no produce las cantidades necesarias, las velocidades de la destilacin el proceso considerablemente.A la inversa, destilacin tambin se utiliza en la fabricacin de cervezas sin alcohol, el proceso elimina el alcohol de la bebida.Refinamiento de petrleoCuando se extrae el petrleo crudo, dependiendo de dnde provenga, este contiene muchos componentes que requieren destilacinpara queel combustible pueda ser utilizado por tu auto. Afortunadamente, los muchos tipos dehidrocarburosen ebullicin del petrleo crudo tienen diferentes temperaturas de ebullicin y se pueden separar uno a uno. En otros procesos qumicos, los diversoshidrocarburosse pueden separar o combinar para producir una cierta variedad de productos, tales como gasolina, plsticos, combustible para aviones, fibras sintticas, ceras, neumticos y queroseno.Desalinizar aguaAlgunas de las reas geogrficas del planeta no pueden proporcionar suficiente agua potable como para sostener la vida. El agua potable puede ser suministrada por las plantas de destilacin que convierten el agua de mar en agua potable. El proceso de destilacin es el mismo, aunque el mtodo de calentamiento usado para alcanzar temperaturas de ebullicin puede variar. Las dos fuentes principales para la produccin de calor son la electricidad y el gas. Es posible que puedas destilar tu propia agua potable para eliminar sustancias qumicas no deseadas, grmenes y otras impurezas. Sin embargo, el agua destilada ordinaria tendr un sabor insatisfactorio. Probablemente se pueda comprarla casi tan barato como si tu mismo la hubieras destilado.Licores destiladosLos licores, cerveza y vino, en algn momento de su fabricacin, se sometieron a un proceso de destilacin para separar el producto lquido final de los granos o frutos de los que se producen.Otros usosLas industrias de la cosmtica, farmacutica y qumica dependern del proceso de destilacin. Por ejemplo, empleando la tecnologa para separacin del aire se puede producir argn. Esta sustancia qumica se utiliza en las bombillas para proteger el filamento y proporciona el brillo en los tubos fluorescentes. El Cloro silanos es destilado para producir los ms altos grados de silicio que se utilizan en la fabricacin de semiconductores, la base de ordenadores. Trementina, nafta, fenoles, tolueno y fitosteroles son componentes producidos a travs de la destilacin. Como tambin lo es la piridina, utilizada como disolvente y agente impermeabilizanteen la fabricacin de productos farmacuticos y vitaminas.

3.1 DESTILACION BINARIA

FundamentoLa destilacin de mezclas binarias es una de las operaciones bsicas ms importante en la industria qumica.

En esencia la destilacin binaria consiste en la formacin de dos fase (liquido- vapor) mantenidas en contacto lo suficiente para que se difundan los componentes de forma que al separarlas se consigan dos fracciones de distintas composicin. Puede ser que* Embulla el liquido y se condense a parte (destilacin flash)* Retorne parte del condensado al destilador (reflujo) de forma que el lquido descendente contacta ntimamente con el vapor que asciende al condensador (rectificacin). As, el vapor es ms rico en el componente ms voltil de la mezcla.

El objetivo de la destilacin es alcanzar un destilado rico en el componente ligero y un residuo rico en el componente pesado.

La separacin requiere

Una segunda fase debe ser formada tal que las fases de lquido y vapor estn presentes y puedan estar en contacto en cada etapa dentro de la columna. Los componentes tengan diferente volatilidad de manera que se repartan entre las dos fases de manera diferente Las dos fases puedan separarse por gravedad u otro mecanismo.

La destilacin extractiva es una tcnica utilizada para separar mezclas binarias azeotrpicas, en la que se adiciona un agente de separacin o solvente, cuya caracterstica principal es que no presenta la formacin de azetropos con ninguno de los componentes de la mezcla a separar.

El solvente altera de manera conveniente las volatilidades relativas de los componentes de la mezcla, por tal razn debe tener baja volatilidad para asegurar su permanencia en la fase lquida, adems, para garantizar el contacto con la mezcla a lo largo de toda la columna debe tener un punto de ebullicin superior al de los componentes a separar y se debe adicionar en una de las etapas cercanas al condensador, por encima de la etapa de mezcla azeotrpica.

Columna de destilacin binaria

El objetivo del diseo delas columnas de destilacin consiste no slo en conseguir un producto con la calidad requerida a un costo mnimo, sino que tambin se debe proporcionar un producto con un grado de pureza constante, aunque se produzca alguna variacin en la composicin de la mezcla de partida (alimentacin), hecho bastante frecuente en las industrias. Los equipos de destilacin estn formados esencialmente por una o varias etapas donde se efectan simultneamente estas dos operaciones de vaporizacin y condensacin parciales, existiendo tres mtodos de llevarse a cabo: destilacin diferencial, destilacin sbita y rectificacin.

Mtodo McCabe-ThieleEl mtodo de McCabe-Thiele se considera que es el mtodo ms instructivo ms simple y tal vez para el anlisis de la destilacin binaria. Se utiliza el hecho de que la composicin en cada bandeja terica est completamente determinado por la fraccin molar de uno de los dos componentes y se basa en el supuesto de desbordamiento molar constante, que requiere que: los calores de vaporizacin de los componentes de la alimentacin molar son iguales se condensa para cada mol de lquido vaporizado, un mol de vapor de los efectos del calor, tales como los calores de solucin son insignificantes

En general una columna de destilacin binaria consiste de: Una columna de N etapas tericas Un condensador total para producir un reujo Un reboiler parcial para producir vapor Una etapa para la alimentacin.

Esta conguracin permita conseguir una separacin excepto en los casos donde una azeotropo existe, donde uno de los producto este cerca de la concentracin del azeotropo.

Factores que influyen en el diseo y anlisis de la destilacin binaria

Composicin, ujo, temperatura, fase y presin de la alimentacin Grado de separacin deseado entre los componentes Presin de operacin, debe ser menor a la presin crtica de la mezcla Cada de presin en la columna particularmente en las operaciones al vaco Mnimo reujo y reujo actual Mnimo numero de etapas de equilibrio y numero actual Tipo de condensador ( parcial o total) Tipo de reboiler Tipo de contacto ( platos o empaques) Dimetro y altura de la columna Etapa de alimentacin

Si los componentes se descomponen a la temperatura del reboiler es necesario utilizar destilacin al Vaco.

4. EXTRACCINExtraccin Lquido - LquidoFundamento Es un proceso qumico empleado para separar una mezcla utilizando la diferencia de solubilidad de sus componentes entre dos lquidos inmiscibles, como por ejemplo agua-cloroformo. El proceso de extraccin lquido-lquido separa dos sustancias miscibles o polares (yodo+agua) entre s por medio de una tercera sustancia, por ejemplo cloroformo, que sea miscible con la sustancia a extraer (yodo) pero no sea miscible con la sustancia de separacin (agua). La transferencia del componente disuelto se puede mejorar por la adicin de agentes "formadores de complejos" al disolvente de extraccin.

La Extraccin lquido - lquido es un proceso de separacin de los componentes en una solucin mediante su distribucin en dos fases liquidas inmiscibles. Este proceso se conoce tambin como Extraccin liquida o Extraccin con disolvente. Esta operacin unitaria se basa en la diferencias de solubilidad de los componentes de la mezcla en un solvente dado y consiste en la separacin de los constituyentes de una disolucin liquida por contacto de otro lquido inmiscible que disuelve preferentemente a uno de los constituyentes de la disolucin original, dando lugar a la aparicin de dos capas liquidas inmiscibles de diferentes densidades. La disolucin a tratar se denomina alimentacin y el lquido que se pone en contacto con ella disolvente. Despus del contacto entre la alimentacin y el disolventes se obtienen dos fases liquidas, denominadas extracto y refinado. La Extraccin lquido-lquido se utiliza principalmente cuando la destilacin no es prctica o su empleo es demasiado costoso, los casos ms frecuentemente de su empleo se presentan cuando sus componentes a separar pueden ser sensibles a la temperatura, siendo la destilacin un proceso ineficaz. Es por esto que la extraccin liquido-liquido puede presentar ventajas sobre ejecutar una separacin por destilacin como son: Las instalaciones son ms sencillas. Existe la posibilidad de separar componentes sensibles al calor. Cuando existen componentes de naturaleza qumica similar la selectividad del disolvente permite la separacin de componentes imposibles de separar basndose solo en el punto de ebullicin. La extraccin lquido-lquido, representa una solucin ventajosa con relacin a la destilacin porque permite extraer varias sustancias que tengan un grupo funcional parecido. Para no utilizar la destilacin con arrastre de vapor se emplea este mtodo.El fundamento de la extraccin lquido-lquido requiere que los dos lquidos no sean miscibles, por ello la extraccin depende del coeficiente de reparto. Cuando un soluto se disuelve en dos lquidos no miscibles en contacto entre s, dicho soluto se distribuir en cada uno de los lquidos en proporcin a la solubilidad en cada uno de ellos.La extraccin liquido-liquido se aplica por lo general en los casos donde: Los componentes de la solucin son relativamente poco voltiles. Los componentes poseen prcticamente las mismas volatilidades la separacin por destilacin es ineficaz. Los componentes son sensibles a las temperaturas necesarias para su separacin por destilacin. El componente deseado, de menor volatilidad, se encuentra en la solucin en cantidades relativamente pequeas.Seleccin del disolvente Capacidad del disolvente: capacidad de disolver el soluto, en presencia del diluyente Densidad de Extracto y Refinado diferentes: de manera que el extractor pueda operar Baja viscosidad: permite mejor manejo Tensin interfacial: baja tensin interfacial promueve la dispersin de una fase en otra Inerte No corrosivo Fcil recuperacin del disolvente

Equipos para extraccin liquido-liquido Extraccin por etapas: Mezclador - sedimentador Torres platos perforados Columnas de bandejas Extraccin por contacto continuo: Torres de pulverizacin Torres de relleno Columnas pulsadas Extractores centrfugos

5. LIXIVIACINExtraccin slido-lquido, es un proceso en el que un disolvente lquido pasa a travs de un slido pulverizado para que se produzca la elucin de uno o ms de los componentes solubles del slido. Difiere poco del lavado o filtrado de slidos. Hoy la palabra lixiviacin se usa para describir el proceso mediante el cual se lava una sustancia pulverizada con el objetivo de extraer de ella las partes que resulten solubles.Para separar el soluto deseado o eliminar un soluto indeseable de la fase slida, sta se pone en contacto con una fase lquida. Ambas fases entran en contacto ntimo y el soluto o los solutos se difunden desde el slido a la fase lquida, lo que permite una separacin de los componentes originales del slido. Este proceso se llama lixiviacin lquido-slido o simplemente, lixiviacin.Velocidad de lixiviacinEn la lixiviacin de materiales solubles del interior de una partcula por accin de un disolvente, el proceso general consiste en los siguientes pasos: 1. El disolvente se transfiere del volumen de solucin a la superficie del slido. 2. Despus, dicho disolvente penetra o se difunde en el slido. 3. El soluto se disuelve en el disolvente. 4. Entonces, el soluto se difunde a travs de la mezcla de slido y disolvente hasta la superficie de la partcula. 5. Finalmente, el soluto se transfiere a la solucin general.Temperatura de Lixiviacin:Por lo general se desea realizar la lixiviacin a temperatura lo ms elevadas posible. Las temperaturas elevadas producen la mayor solubilidad del soluto en el disolvente y, en consecuencia concentraciones finales mayores en licor de lixiviacin. A temperaturas elevadas la viscosidad del lquido es menor y mayores las difusividades; esto incrementa la rapidez de lixiviacin.Equilibrio:En la lixiviacin, siempre que est presente una cantidad suficiente de solvente para disolver todo el soluto que entra con el slido y no exista adsorcin del soluto por el slido, el equilibrio se alcanza cuando el soluto se disuelve por completo y la concentracin de la solucin que se forma es uniforme. Tal condicin puede alcanzarse fcilmente o con dificultad, dependiendo de la estructura del slido. Estos factores se consideran al tratar la eficiencia de las etapas. Suponiendo que se cumplen las condiciones necesarias para que se alcance el equilibrio, la concentracin del lquido retenido por el slido que sale de una etapa cualquiera es la misma que la del lquido que sobre fluye de la misma etapa.Tipos de equipo para la lixiviacin Lixiviacin en lechos fijos: Este equipo se usa en la industria del azcar de remolacha, en la extraccin de taninos de corteza curtiente, en la extraccin de productos farmacuticos de cortezas y semillas, y en otros procesos Lixiviacin con lechos mviles: Estos procesos son tiles en la extraccin de aceite a partir de semillas vegetales, como la de algodn, cacahuate, y soya. Lixiviacin agitada del slido: Cuando el slido se puede moler hasta cerca de 200 mallas (0.074 mm), es posible mantenerlo en suspensin aplicndole agitacin, y lograr una lixiviacin continua a contracorriente, colocando varios agitadores en serie con tanques de sedimentacin o espesadores entre cada agitador.Preparacin de slidos para la lixiviacinMateriales inorgnicos y orgnicos. El mtodo de preparacin del slido depende en alto grado de la proporcin del constituyente soluble presente, de su distribucin en el material slido original, de la naturaleza del slido, que puede estar constituido por clulas vegetales o el material soluble estar totalmente rodeado por una matriz de materia insoluble, y del tamao de partcula originalProcesos de lixiviacin para materiales inorgnicos y orgnicos Los procesos de lixiviacin son de uso comn en la industria metalrgica. Los metales tiles suelen encontrarse en mezclas con grandes cantidades de constituyentes indeseables, y la lixiviacin permite extraerlos en forma de sales solubles. Las sales de cobre se disuelven o se lixivian de los minerales molidos que contienen otras sustancias por medio de soluciones de cido sulfrico o amoniacal. Las sales de cobalto y nquel se lixivian de sus minerales con mezclas de cido sulfrico-amoniaco-oxgeno. La lixiviacin de oro a partir de sus minerales, se basa en el uso de una solucin acuosa de cianuro de sodio. El hidrxido de sodio se lixivia de una suspensin de carbonato de calcio e hidrxido de sodio, que se prepara haciendo reaccionar Na2CO3 con Ca (OH)2.

Aparato tpico de lecho fijo

Equipo para lixiviacin con lecho mvil: a) extractor de cangilones tipo Bollman, b) extractor con transportador de tornillo tipo Hildebrandt.

Lixiviacin a contracorriente usando espesadores

6. CRISTALIZACINCONCEPTOLacristalizacines un proceso por el cual a partir de ungas, unlquidoo unadisolucinlosiones,tomosomolculasestablecenenlaceshasta formar unared cristalina, la unidad bsica de uncristal. FUNDAMENTO Es un Proceso de separacin de tipo Slido-Lquido en el que existe transferencia de masa de un soluto de una solucin lquida a una fase cristalina slida pura.Formacin de partculas slidas cristalinas en el seno de una fase homognea. Desde el punto de vista industrial la cristalizacin ms importante es la que conlleva la formacin de cristales a partir de disoluciones lquidas sobresaturadas. Sus objetivos son:- Formar sustancias con presentacin ms agradable.- Grado de pureza.Caractersticas:- Tamao.- Forma.- Uniformidad.- Pureza.Las tres primeras son propias de la cristalizacin. La pureza depende adems de la disolucin en el disolvente, es decir, recristalizacin.ETAPAS DE UNA CRISTALIZACINEn toda formacin de cristales hay que considerar dos etapas:Nucleacin: formacin de los primeros iones a partir de los iones o molculas que se encuentran en el seno de la disolucin. Puede ser que estos primeros cristales que se forman, se destruyan debido a un proceso inverso a la nucleacin.Crecimiento: formacin de la estructura cristalina.

Es fundamental el estudio de la variacin de las curvas de la temperatura frente a la concentracin (solubilidad).Si colocamos un cristal en una zona no saturada, se destruye. Para disolver un slido hay que administrar calor normalmente, por lo tanto la temperatura bajar un poco.Si ponemos un cristal en una zona de sobresaturacin, el cristal crece mucho pero no se forman nuevos cristales.Si trabajamos en la zona metaestable (lo ms cerca posible de la sobresaturacin) se forman nuevos cristales. El) Problema es que la curva de sobresaturacin no est bien definida.

DESCRIPCIN DEL PROCESOLa Formacin de cristales slidos dentro del seno de una solucin lquida, es la de mayor importancia comercial dentro del proceso de Cristalizacin.La solucin se concentra y se enfra hasta que la concentracin del soluto es superior a su solubilidad a dicha temperatura y el soluto forma cristales casi puros.

Efectos de las impurezasLa presencia de bajas concentraciones de sustancias ajenas a los cristales e impurezas juega un importante papel en la optimizacin de los sistemas de cristalizacin, tales como:Todos los materiales son impuros o contienen trazas de impurezas aadidas durante su procesamiento.Es posible influenciar la salida y el control del sistema de cristalizacin. Cambiar las propiedades de los cristales mediante la adicin de pequeas cantidades de aditivos cuidadosamente elegidos. Agregando ciertos tipos y cantidades de aditivos es posible controlar el tamao de los cristales, la distribucin de tamao del cristal, el hbito del cristal y su pureza.

CRISTALIZADORESLos cristalizadores comerciales pueden operar de forma continua o por cargas, excepto para aplicaciones especiales, pero es preferible la operacin continua.Condiciones de los Cristalizadores:Crear una solucin sobresaturada, ya que la cristalizacin no se puede producir sin sobresaturacin.El medio utilizado para producir la sobresaturacin depende esencialmente de la curva de solubilidad de cada soluto.Existen compuestos que poseen curvas de solubilidad invertida y se hacen ms solubles a medida que la temperatura disminuye.Para cristalizar estos materiales se precisa crear la sobresaturacin mediante evaporacin. En los casos intermedios resulta til la combinacin de evaporacin y de enfriamiento.

Tipos de cristalizadores Cristalizador de suspensin mezclada y de retiro de producto combinado.Cristalizador de enfriamiento superficial.Cristalizador de evaporacin de circulacin forzada.Cristalizador evaporador de desviador y tubo de extraccin. Cristalizador de refrigeracin de contacto directo.Cristalizador de tubo de extraccin.

CARACTERISTICAS ELEGIR UN CRISTALIZADOR Elegir un medio de generacin de sobresaturacin en base a las caractersticas de las curvas de solubilidad-temperatura de la sustancia a Cristalizar.Decidir si la cristalizacin ser batch o continua. El diseo Batch es el ms simple pero requiere ms control de variables.El diseo Contnuo genera grandes producciones (ms de una tonelada al da o caudales mayores a 20 m3 por hora).La eleccin final del equipo depender adems de otros aspectos tales como:Tipo y tamao de cristales a producir.Caractersticas fsicas de la alimentacin.Resistencia a la corrosin.

FACTORES A CONSIDERARPoder del solvente: Debe ser capaz de disolver fcilmente el soluto y permitir despus la obtencin de cristales deseados.Pureza: No debe introducir impurezas que afecten la apariencia y propiedades del cristal.Reactividad qumica: Debe ser estable.Manejo y procesamiento: De preferencia poco viscosa y con temperatura de fusin abajo de 5C. De baja inflamabilidad y toxicidad.

7. DISOLUCIONES BINARIASFundamentoCaractersticas de las solucionesSon mezclas homogneas.La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varan entre ciertos lmites. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor proporcin que el soluto, aunque no siempre es as. La proporcin en que tengamos el soluto en el seno del disolvente depende del tipo de interaccin que se produzca entre ellos. Esta interaccin est relacionada con la solubilidad del soluto en el disolvente. Una disolucin que contenga poca cantidad es una disolucin diluida. A medida que aumente la proporcin de soluto tendremos disoluciones ms concentradas, hasta que el disolvente no admite ms soluto, entonces la disolucin es saturada. Por encima de la saturacin tenemos las disoluciones sobresaturadas. Por ejemplo, 100g de agua a 0C son capaces de disolver hasta 37,5g de NaCl (cloruro de sodio o sal comn), pero si mezclamos 40g de NaCl con 100g de agua a la temperatura sealada, quedar una solucin saturada.Sus propiedades fsicas dependen de su concentracin: a) Disolucin HCl (cido clorhdrico) 12 mol/L Densidad = 1,18 g/cm3 b) Disolucin HCl (cido clorhdrico) 6 mol/L Densidad = 1,10 g/cm3 Sus componentes se separan por cambios de fases, como la fusin, evaporacin, condensacin, etc.Tienen ausencia de sedimentacin, es decir al someter una disolucin a un proceso de centrifugacin las partculas del soluto no sedimentan debido a que el tamao de las mismas son inferiores a 10 ngstrom (A ) .El hecho de que las disoluciones sean homogneas quiere decir que sus propiedades son siempre constantes en cualquier punto de la mezcla. Las propiedades que cumplen las disoluciones se llaman propiedades coligativas. CLASIFICACIN DE LAS SOLUCIONESPOR SU ESTADO DE AGREGACINPOR SU CONCENTRACIN

Slidasslido en slido: aleaciones como zinc en estao (latn);gas en slido: hidrgeno en paladio;lquido en slido: mercurio en plata (amalgama).No saturada; es aquella en donde la fase dispersa y la dispersante no estn en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir ms soluto hasta alcanzar su grado de saturacin. Ej.: a 0C 100g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolucin que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.

lquidaslquido en lquido: alcohol en agua;slido en lquido: sal en agua (salmuera);gas en lquido: oxgeno en aguaSaturada: en esta disolucin hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideracin, el solvente no es capaz de disolver ms soluto. Ej.: una disolucin acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5g disueltos en 100g de agua 0C.

gaseosasgas en gas: oxgeno en nitrgeno;gas en lquido: gaseosas, cervezas;gas en slido: hidrgeno absorbido sobre superficies de Ni, Pd, Pt, etc.Sobre saturada: representa un tipo de disolucin inestable, ya que presenta disuelto ms soluto que el permitido para la temperatura dada. Para preparar este tipo de disolucin se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfra el sistema lentamente. Estas disoluciones son inestable, ya que al aadir un cristal muy pequeo del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura.

En funcin de la naturaleza de solutos y solventes, las leyes que rigen las disoluciones son distintas.Slidos en slidos: Leyes de las disoluciones slidas. Slidos en lquidos: Leyes de la solubilidad. Slidos en gases: Movimientos brownianos y leyes de los coloides. Lquidos en lquidos: Tensin interfacial. Gases en lquidos: Ley de Henry. Por la relacin que existe entre el soluto y la disolucin, algunos autores clasifican las soluciones en diluidas y concentradas, las concentradas se subdividen en saturadas y sobre saturadas. Las diluidas, se refieren a aquellas que poseen poca cantidad de soluto en relacin a la cantidad de disolucin; y las concentradas cuando poseen gran cantidad de soluto. Es inconveniente la utilizacin de esta clasificacin debido a que no todas las sustancias se disuelven en la misma proporcin en una determinada cantidad de disolvente a una temperatura dada. Ej: a 25C en 100g de agua se disuelven 0,000246g de BaSO4. Esta solucin es concentrada (saturada) porque ella no admite ms sal, aunque por la poca cantidad de soluto disuelto debera clasificarse como diluida. Por ello es ms conveniente clasificar a las soluciones como no saturadas, saturadas y sobre saturadas.

UNIDADES DE CONCENTRACIN DE SOLUCIONESEn qumica, para expresar cuantitativamente la proporcin entre un soluto y el disolvente en una disolucin se emplean distintas unidades: molaridad, normalidad, molalidad, formalidad, porcentaje en peso, porcentaje en volumen, fraccin molar, partes por milln, partes por billn, partes por trilln, etc. Tambin se puede expresar cualitativamente empleando trminos como diluido, para bajas concentraciones, o concentrado, para altas.

PORCENTAJE PESO A PESO:Nos indica los gramos de soluto porcada 100 gramos de solucin. Gramos de soluto% P/P =------------------------------------ x 100 Gramos de solucin

PORCENTAJE PESO A VOLUMENNos indica los gramos de soluto por cada 100 ml de solucin y esta dado por la siguiente ecuacin: Gramos de soluto% P/V =------------------------------------ x 100 Mililitros (ml) de solucin

PORCENTAJE VOLUMEN A VOLUMENNos indica los ml de soluto por cada 100 ml de la solucin y esta dado por la siguiente ecuacin: Volumen del soluto% P/V =------------------------------------ x 100 Volumen de solucinEsta unidad suele usar para mezclas gaseosas en las que el volumen es un parmetro importante a tener en cuenta.MOLARIDADLa molaridad (M) es el nmero de moles de soluto por litro de solucin. Por ejemplo, si se disuelven 0,5 moles de soluto en 100 ml de solucin, se tiene una concentracin de ese soluto de 5,0 M (5,0 molar). Para preparar una disolucin de esta concentracin normalmente se disuelve primero el soluto en un volumen menor, por ejemplo 30 ml, y se traslada esa disolucin a un matraz aforado, para despus rellenarlo con ms disolvente hasta los 100 ml. Moles de solutoM = ------------------------------------ Volumen de solucinLa molaridad es el mtodo ms comn de expresar la concentracin en qumica sobre todo cuando se trabaja con reacciones qumicas y relaciones estequiomtricas. Sin embargo, tiene el inconveniente de que el volumen cambia con la temperatura.MOLALIDADLa molalidad (m) es el nmero de moles de soluto por kilogramo de disolvente. Para preparar soluciones de una determinada molalidad en un soluto, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analtica, previo peso del vaso vaco para poderle restar el correspondiente valor. Moles de solutom = ------------------------------------ Kilogramos de solventeLa principal ventaja de este mtodo de medida respecto a la molaridad es que como el volumen de una disolucin depende de la temperatura y de la presin, cuando stas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no est en funcin del volumen, es independiente de la temperatura y la presin, y puede medirse con mayor precisin.Esta unidad es menos empleada que la molaridad.

FORMALIDADLa formalidad (F) es el nmero de peso-frmula-gramo por litro de solucin. # PFGF = ------------------------------------------------- Volumen (litro solucin)

NORMALIDADLa normalidad (N) es el nmero de equivalentes de soluto por litro de disolucin. # equi - gr - sto N = -------------------------------- Volumen del soluto

FRACCION MOLARIndica la relacin existente entre el nmero de moles de soluto y solvente en la solucin y esta dada por las siguientes ecuaciones: n1 n1X1 = --------------------- n3 n1 + n2 n2 n2X2 = --------------------- n3 n1 + n2n1 + n2 = n3 X1 + X2 = 1

8. MEZCLADOCONCEPTOEl mezclado es una operacin unitaria de ingeniera qumica que consiste en integrar, reunir, incorporar, juntar, combinar dos o ms substancias con el fin de obtener un producto o subproducto debido a que la mayora de los procesos de transferencia de masa requiere del mezclado de corriente de fluidos o la separacin de uno de ellos.

FUNDAMENTO

El mezclado es una de las operaciones unitarias de la ingeniera qumica ms difciles de someter a un anlisis cientfico. Hasta el presente no se ha desarrollado ninguna frmula o ecuacin aplicable al clculo de grado de realizacin al que se verifica la mezcla, o la velocidad con que se realiza, en determinadas condiciones. Se dice a veces que solo el consumo de energa elctrica de un mezclador proporciona una medida real del grado en que se ha completado una mezcla, porque se necesita una cantidad definida de trabajo para mezclar las partculas del material dentro del recipiente que lo contiene. Con todo, esto nunca es verdad en la prctica, debido a las interferencias imposibles de evaluar, tales como corrientes transversales, corrientes parsitas, que se establecen, (incluso en las mezcla de plsticos y slidos) dentro del recipiente.Esta operacin implica, la mezcla de gases, lquidos o slidos con dos o ms constituyentes. La mezcla de gases es rara vez difcil; la de lquidos con lquidos o gases con lquidos, es un problema corriente. La mayora de los equipos de mezcla se proyectan sobre la base de producir altas velocidades locales, pero dirigindolas de tal forma que produzcan turbulencia, o que la turbulencia de los torbellinos as creados, se distribuya por toda la masa al mezclar.

TIPOS DE MEZCLAS Mezcla de lquidos con lquidosEl equipo para esta operacin est normalizado y comprende agitadores de paletas, de triple hlice marina y turbina. Los agitadores de paletas planas se emplean muy poco en la actualidad y nicamente para pequeos trabajos. Los agitadores de tipo hlice marina son los ms importantes. Mezcla de gases con lquidosEsta operacin se efecta usualmente inyectando el gas por debajo de un agitador de turbina. El introducir el gas por debajo de un agitador de hlice no es til, puesto que el flujo que sale de l es axial y descendente.Aunque otro orden de ideas est relacionado con esto, la antigua prctica de mezclar una carga de lquido, soplando aire a travs de ella por medio de una tubera perforada. Este mtodo es no slo inefectivo ya que el tiempo necesario para la mezcla es grande, sino que adems se necesita ms potencia que con cualquiera de los mtodos anteriores. Mezcla de masas viscosasPara masas muy espesas, es muy corriente el empleo de la amasadora de artesa. Consiste en una artesa abierta, con el fondo aproximadamente semicilndrico, por cuyo interior giran dos brazos o cuchillos horizontales en forma de Z. Esta construccin se conoce como paletas en sigma. Las cuchillas estn colocadas y conformadas de manera tal que el material que gira hacia arriba una de las cuchillas, es inmediatamente girado hacia abajo por la otra. Estas mquinas se fabrican en grandes tamaos y pueden proyectarse para consumir grandes potencias. Pueden llevar camisa para calentamiento o enfriamiento y pueden ir cerradas para retener los disolventes voltiles. Mezcla de slidos con lquidosSi el slido no es muy grueso, el lquido no es muy viscoso y la cantidad de slido por unidad de volumen de lquido no es muy grande, los slidos pueden suspenderse en los lquidos utilizando un agitador de turbina de paletas planas. Si alguna de las condiciones anteriores no se cumple, la operacin se realiza por amasadores de artesa o por alguno de los tipos de maquinaria usadas para la mezcla de slidos con slidos. Mezcla de slidos con slidos No solo hay una gran variedad de equipos, sino que hay una gran diferencia entre industrias sobre el tipo que ha de utilizarse para las mismas necesidades.Para polvos secos finos, el transportador de tornillo frecuentemente acta a satisfaccin la mezcla durante el transporte del material; en este caso no se precisa ni potencia ni equipo adicional. Para cargas discontinuas se utiliza con frecuencia el mezclador en seco. Este consiste en una artesa semicilndrica normalmente cubierta para evitar la salida del polvo, provista de dos o ms costillas en espiral. Una espiral est montada en sentido dextrorsum y la otra sinextrorsum, de forma que el material se trabaja hacia adelante y hacia atrs de la artesa.Otro tipo de mezclador para polvos secos es el dispositivo rotativo. El mezclador de cemento corriente es un ejemplo de este tipo.El mezclador doble cono consiste en un vaso formado por dos conos unidos por la base, con o sin parte cilndricas unidos entre ellos. El aparato va montado de forma que pueda girar sobre un eje perpendicular al que uno los vrtices del cono. Mezcla de lquidos misciblesEl mtodo de mezcla depende de la creacin de turbulencia en la masa del lquido que ha de mezclarse. La turbulencia a su vez es una funcin del gradiente de velocidades entre dos capas adyacentes del lquido. As si una corriente de lquido en movimiento rpido est en contacto con una capa de lquido casi estacionaria, existir un gradiente de velocidad elevado en la capa lmite. Con esto la fuerza de traccin (que es directamente proporcional dv/dy) arrancar porciones de la corriente que se mueve ms rpidamente y los introducir en la que se mueven lentamente en forma de vrtices o torbellinos. Estos torbellinos siguen en movimiento hasta que su energa se convierta a calor.

CARACTERSTICAS A CONSIDERAR EN UN MEZCLADO Estructura del slido. Forma cristalina. Granulometra. Friabilidad y dureza. Volumen aparente y Volumen real. Comportamiento reolgico. Electricidad esttica. Humedad. Estabilidad de la mezcla Comportamiento del producto frente a la humedad Punto eutctico. Punto de fusin muy bajo. Capacidad de oxidacin. Capacidad de hidrlisis. Capacidad de reaccin qumica entre slidos. Dispersin granulomtrica de la mezcla.

EQUIPOS UTILIZADOS EN MEZCLADO Para disear o proyectar bien un mezclador hay que tener en cuenta no solo el elemento mezclador sino tambin la forma del recipiente. Un elemento mezclador muy bueno puede resultar intil en un recipiente inadecuado.

Mezcladores de corrientes

En este tipo de mezclador, se introducen los materiales casi siempre por medio de una bomba y la mezcla se produce por interferencia de sus flujos corrientes. Solo se emplean en lossistemascontinuos o circulantes para la mezcla completa de fluidos miscibles. Rara vez se usan para mezclar dos fases, cuando se desea una gran intimidad. La palabra "turbulencia" no implica, por necesidad, una mezcla satisfactoria.

-Mezcladores de Chorro: estos, entre los cuales estn los sopletes oxhdricos, se basan en el choque de un chorro contra otro, generalmente ambos apresin. Este tipo de mezclador se emplea a veces para lquidos, pero su mayor aplicacin es la mezcla de combustibles gaseosos antes de inflamarlos.

-Inyectores: consisten en esencia stos en un tubo principal, y en un tubo, un surtidor, una tobera o un orificio auxiliar por el que se inyecta un segundo ingrediente en la corriente principal. Este tipo de mezclador, sencillo y poco costoso, se emplea mucho para mezclar, en cualesquiera proporciones,gasescon gases, gases con lquidos, y lquidos con lquidos.

-Mezcladores de columnas con orificios o de turbulencia: estos mezcladores se basan en la transformacin de la energa de presin en energa de velocidad turbulenta y encuentran muchas aplicaciones cuando laviscosidades lo bastante pequea para permitir que se completen las reacciones en el muy cortotiempodisponible. Ambos tipos son muy fciles de instalar.

-Sistemas de circulacin mixta: estos, entre los cuales estn los elevadores deaguaporairecomprimido, los tubos "vomit" (vomitadores), los tubos de tiro largos y lasbombasexteriores de circulacin, suelen emplearse de ordinario para producir una renovacin lenta del contenido de grandes depsitos de lquidos por medio de aparatos mezcladores relativamente pequeos. No resultan nunca tiles cuando es necesario obtener una mezcla rpida y completa. Pueden introducirse en el elevador o bomba otros materiales, como gases, lquidos o lechadas, para asegurar una absorcin o una mezcla preliminar antes de descargarlos en el depsito principal.

-Bombas centrfugas: a veces se emplean stas sin recirculacin para mezclar lquidos previamente medidos y a menudo resultan tiles cuando solo de desea obtener una mixtura. El tiempo de "retencin" suele ser menor de un segundo, que solamente es suficiente para que se produzcan reacciones instantneas entre materiales inmiscibles.

Mezcladores de Paletas o Brazos

Este es, probablemente el tipo ms antiguo de mezclador y consiste en esencia en una o varias paletas horizontales, verticales o inclinadas unidas a un eje horizontal, vertical o inclinado que gira axialmente dentro del recipiente (aunque no siempre est centrado con ste). De esta manera el material que se mezcla es empujado o arrastrado alrededor del recipiente siguiendo una trayectoria circular. Cuando se trata de lquidos pocos espesos en recipientes sin placas desviadoras, las paletas imprimen siempre unmovimientode remolino a todo el contenido del recipiente. En todos los casos, el material directamente en la trayectoria de las paletas es empujado ms aprisa que el que se encuentra entre ellas.

Los mezcladores de paletas o brazos se emplean ms que los de ningn otro tipo, porque 1) son los ms antiguos, los ms conocidos y los primeros en que se piensa; 2) son a menudo deconstruccincasera; 3) el costo inicial es por lo general muy bajo; 4) y, sobre todo, muy buen resultado en muchas clases de trabajos

Mezcladores de Hlices, incluidos algunos de tipo helicoidal

Los mezcladores de hlices proporcionan un medio poco costoso, sencillo y compacto, para mezclar materiales en un gran nmero de casos. Su accin mezcladora se deriva de que sus aletas helicoidales al girar empujan constantemente hacia delante, lo que para todos los fines puede considerarse un cilindro continuo de material, aunque el deslizamiento produce corrientes que modifican bastante esta forma cilndrica. Puesto que la hlice hace que un cilindro de material se mueva en lnea recta, es evidente que la forma del recipiente decidir la disposicin subsiguiente de esta corriente.

Por esta razn, es particularmente importante en este caso la forma del recipiente y, no obstante, se descuida a menudo este factor. Las hlices son eficaces con los lquidos cuya viscosidad aparente no sea superior a 2000 centipoises, con la presencia de slidos ligeros o sin ella, aunque pueden utilizarse con viscosidades hasta de 4000 centipoises.

Estos tipo de mezcladores presentan Hlice con ejes vertical, Hlice descentrada y con su eje inclinado penetrando por arriba, Hlice al costado del recipiente, Hlice en un tubo de aspiracin.

Mezcladores de Turbina o de impulsor centrfugo

El mezclador de turbinas se estudia mejor como una o varias bombas centrfugas trabajando en un recipiente casi sin contrapresin el material entra en el impulsor axialmente por su abertura central. Los labes aceleran el material y lo descargan del impulsor o rodete ms o menos tangencialmente a una velocidad bastante elevada. La turbina puede llevar una corona directriz con paletas curvas fijas (difusores) que desvan esas corrientes tangenciales hasta hacerlas radiales. Todo elcambiode direccin de vertical a horizontal y radial se realiza suavemente con la menor prdida posible de energa cintica, y en consecuencia, las corrientes radiales llegan aun a gran velocidad a las partes ms alejadas del recipiente.

Todo el contenido del recipiente se mantiene en movimiento muy vigoroso y perfectamente dirigido.La potencia que necesita un mezclador de turbina es aproximadamente 30 veces menor que la exigida por una bomba centrfuga exterior circulante que mueva el mismo volumen de lquido, y el impulsor mezclador ira con una velocidad moderada.

En este tipo de mezcladores se pueden mencionar: soplante de turbina o ventilador centrfugo, mezclador sencillo de turbina, mezclador de turbina con paletas directrices fijas, turbodispersador, el absorbedor turbogas.

Mezclador de Tambor

El Mezclador de tambor o de volteo: es sencillo pero til. Consiste en un recipiente cilndrico montado sobre un eje horizontal y que gira con l. Haciendo girar el cilindro o tambor se mezcla el contenido. Se usa mucho para mezclar polvos y hormign oconcreto. No tiene igual para los trabajos que implican dos o tres fases con materiales tan diferentes como piedras, polvos y agua. Existen varias modificaciones de este tipo. A veces el tambor est montado sobre el eje oblicuamente, para que el impulso irregular acelere y facilite la mezcla. Otras veces, como sucede en el mezclador de hormign, se construye con placas desviadoras, rascadores o aradores internos que desvan el contenido hacia la salida. En otras variantes gira el recipiente en un sentido y unas aletas interiores en el opuesto.

Tipos Diversos

El molino coloidal; se usa cuando es necesario producir dispersiones sumamente finas. Casi todos los molinos coloidales se basan en el mismo principio, aunque pueden diferir en los detalles de su construccin. El rotor puede tener ranuras o no tenerlas y ser o no cnico. El material se somete a un intenso esfuerzo cortante y a una vigorosafuerzacentrfuga, y esta combinacin produce excelentes dispersiones.

-Homogeneizador: puede describirse como una bomba positiva de alta presin en la que sta se descarga radialmente pasando por un disco o vlvula fuertemente oprimida contra el extremo de la tubera de descarga por medio de un resorte. La homogeneizacin se realiza a menudo a presiones de 70 kg/cm y ms elevadas. El homogeneizador se usa para dividir las grasas en las mezclas destinadas a la fabricacin de helados, en lalecheevaporada y otros productos alimenticios, y tambin para la fabricacin de emulsiones. No puede utilizarse con materiales que produzcan un efecto abrasivo.

-Votator: este tipo se emplea hoy mucho cuando se necesita una rpida transmisin de calor, adems de unproductoacabado suave, corrientemente de alta consistencia, como en la parafina, manteca de cerdo, helados, esta mquina de construccin precisa consiste en un tubo con camisa, dentro del cual gira a gran velocidad un eje con rastrillos

-Mezclador de conos giratorios: Este tipo consiste, de ordinario, en uno o ms conos truncados huecos que giran alrededor de su eje. Los conos llevan unidas a su superficie interior, en toda su altura, estrechas aletas verticales. Cuando se necesita ms vigoroso flujo o deslizamiento radial, o cortadura, las aletas sobresalen de las bases mayores de los conos. La posicin de stos puede ser con la base mayor hacia abajo o a la inversa. Este tipo es ms til para agitar materiales de alta viscosidad o consistencia aparente, especialmente en los que exhiben seudoplasticidad o tixotropa, debido a que el material es realmente transportado en una distancia apreciable y manteniendo bajo esfuerzo cortante directo durante prolongado tiempo mientras recorre desde la parte superior a la inferior de los conos.

MEZCLADO EN BALANCE DE ENERGAEl mezclado se presenta cuando dos corrientes se unen para dar una o ms corrientes de salidaBalance Total de masa:Ma + Mb = McBalance parcial del componente de la mezcla:MaZa + Mb Zb = Mc Zc

Balances con recirculacinEn ciertos procesos es necesario retroalimentar el material a la unidad a la que proviene con objeto de enriquecer los productos, reprocesar el material que no sufri cambios, aumentar rendimientos, etc. En estos procesos los balances de materia son una combinacin de balances de separacin y mezclado

Balance en la envolvente I (separacin)MA - Mc + MDBalance en la envolvente II (separacin)MF - MB + MDBalance en la envolvente III (mezclado)MA + mr= MfBalance en la envolvente IV (separacin)MB = mr + mc

Anlisis y ConclusionesLas operaciones unitarias es un mtodo muy conveniente para organizar la materia de estudio que abarca la ingeniera qumica se basa en 2 hechos el 1ero, aunque el nmero de procesos individuales es muy grande, cada uno de ellos puede dividirse en una serie de etapas que se repiten a lo largo de distintos procesos y 2do las operaciones individuales poseen tcnicas comunes y se basan en los mismos principios cientficos.Las operaciones unitarias son consideradas como una rama imprescindible y clave en la materia de estudio de ingeniera qumica, ya que representa todo el campo de aplicacin industrial, dada la naturaleza de sus procesos que deben ser eficaces y econmicos.

Los procesos qumicos en general y cada operacin unitaria en particular, tienen como objetivo el modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en forma ms til segn como lo requiera el ser humano. Este cambio puede realizarse principalmente de tres maneras:1. Modificando su masa o composicin: separacin de fases, mezcla, reaccin qumica.1. Modificando el nivel o calidad de energa que posee: enfriamiento, vaporizacin, aumento de presin.1. Modificando sus condiciones de movimiento: aumentando o disminuyendo su velocidad o su direccin.

Bibliografa Operaciones unitarias en Ingeniera Qumica - McCABE, Smith y Harriot. Procesos de transporte y operaciones unitarias - Christie J. Geankoplis. Tercera Edicin http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/operaciones-y-procesos/materiales/BLOQUE2-OyP.pdf http://www.sisman.utm.edu.ec/libros/FACULTAD%20DE%20CIENCIAS%20ZOOT%C3%89CNICAS/CARRERA%20DE%20INGENIER%C3%8DA%20EN%20INDUSTRIAS%20AGROPECUARIAS/04/OPERACIONES%20UNITARIAS%202/manual-de-laboratorio-de-operaciones-unitarias-ii.pdf http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/operaciones-y-procesos/materiales/BLOQUE2-OyP.pdf OPERACIONES UNITARIAS Y REACTORES QUMICOSde VICENTA MUOZ ANDRES, ANGEL MAROTO VALIENTE, UNED. UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACION A DISTANCIA, 2013

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