UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA

INFORME

Presentado al:

Ing. GUEVARA YANQUI Pascual - Facilitador del curso

093 B “ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS”

Realizado por:

AMARO QUISPE Henderson Max

Alumno del IX Ciclo de Ingeniería Química

Huancayo, 14 de abril de 2013

OPERACIONES UNITARIAS

OPERACIONES UNITARIAS

Estudian principalmente la transferencia y los cambios de energía así como la

transferencia y los cambios de materiales que se llevan a cabo por medios

físicos. Las operaciones untarías se utilizan ampliamente en la preparación de

las etapas físicas separación y purificación de los productos, recirculación de

los materiales no convertidos y control de la transferencia de energía hacia o

desde los reactores químicos, etc.

1. OPERACIONES UNITARIAS CONTROLADAS POR LA TRANSFERENCIA

DE MATERIA:

1.1. DESTILACIÓN:

Consiste en separar dos o más componentes de una mezcla liquida (en la que

los componentes son más o menos volátiles) aprovechando la diferencia de

volatilidades de los componentes de la mezcla.

1.2. RECTIFICACIÓN:

Separación de uno o varios componentes de una mezcla líquida mediante la

acción de un vapor generado por calefacción de la mezcla original .Se lleva

acabo en una columna, donde el vapor que abandona la cabeza de la columna

se condensa, y una fracción del liquido condensado se devuelve a la columna

lo que constituye el reflujo; el resto se retira como producto destilado.

1.3. ABSORCIÓN:

Consiste en poner en contacto un gas con un líquido para que éste disuelva

determinados componentes del gas, que queda libre de los mismos.

La fase liquida es ajena en naturaleza a la fase gaseosa.

1.4. DESABSORCIÓN:

Es la operación donde se verifica la transferencia de materia de uno o varios

componentes de la fase líquida a la fase gaseosa .Así un gas disuelto en un

líquido es arrastrado por un gas inerte siendo eliminado del líquido.

1.5. EXTRACCIÓN LIQUIDO-LIQUIDO:

La operación se basa en la disolución de uno o varios componentes de una

mezcla (liquida o que formen parte de un solido) en un disolvente

selectivo .Aprovecha la diferencia de solubilidades de los componentes de la

mezcla en el disolvente añadido .En la operación de extracción liquido-liquido ,

uno o varios componentes de la fase liquida conocida como refinado, pasan a

la otra fase liquida o extracto, que se caracteriza por ser de distinta naturaleza

y por ser toral o parcialmente inmiscible con la primera.

1.6. ADSORCIÓN:

Consiste en la eliminación de algunos componentes de una fase fluida

mediante un solido que lo retiene .La adsorción es un fenómeno de superficie:

las moléculas, átomos o iones adsorbidos están confinados en la superficie de

los poros del sólido, unidos por fuerzas de Van der Waals.

1.7. DESORCIÓN:

Esta operación se realiza comúnmente para la regeneración del lecho sólido

saturado de soluto, y para la recuperación del soluto adsorbido.

1.8. LIXIVIACIÓN:

Esta operación consiste en la transferencia de uno o varios componentes

desde la fase refinado, constituida por sólidos suspendidos, a la fase liquida o

extracto.

En la extracción solido-líquido se acostumbra trabajar por cargas o en

semicontinuo por la dificultad de manipulación del solido que hay que someter

a extracción.

1.9. INTERCAMBIO IÓNICO:

Consiste en la sustitución de uno o varios iones de una disolución por otros que

forman inicialmente parte de la estructura de un sólido (resina de intercambio

iónico).Los poros de una resina contienen iones positivos y negativos formando

una sal. En estado seco los iones mantienen su posición media en la

estructura, pero cuando se sumergen en un líquido polar, uno o varios iones

quedan libres para desplazarse hacia el seno del líquido mientras otros iones

de carga equivalente pasan del líquido al sólido, de modo que la resina

permanece eléctricamente neutra.

2. OPERACIONES UNITARIAS CONTROLADAS POR TRANSMISIÓN DE

CALOR:

2.1. EVAPORACIÓN:

Consiste en la separación de una muestra líquida, generando a partir de la

misma, por ebullición, un vapor integrado por los componentes más volátiles de

la mezcla .Se utiliza para concentrar disoluciones obteniéndose vapor del

disolvente.

2.2. CONDENSACIÓN:

Es la operación por la que un vapor pasa a estado líquido al intercambiar calor

con un líquido frio.

3. OPERACIONES UNITARIAS CONTROLADAS POR LA TRANSFERENCIA

SIMULTÁNEA DE MATERIA Y CALOR:

3.1. HUMIDIFICACIÓN:

Consiste en aumentar la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa,

el vapor puede aumentar pasando el gas a través de un líquido que se evapora

en el gas. Ésta transferencia hacia el interior de la corriente gaseosa tiene lugar

por difusión.

3.2. DESHUMIDIFICACIÓN:

Consiste en reducir la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa ,

mediante una condensación parcial del vapor , que se separa.

3.3. CRISTALIZACIÓN:

Es la formación de partículas solidas en el seno de una fase homogénea .El

proceso de formación de cristales consta de dos etapas: la nucleación y el

crecimiento. La nucleación es la formación, a partir de los iones o moléculas de

soluto, de núcleos cristalinos de tamaño suficiente para mantenerse sin

solubilizarse en la solución (solución sobresaturada).El crecimiento es el

proceso de aumento de tamaño de un núcleo cristalino, por adición de nuevos

iones o moléculas.

3.4. SECADO:

Es una operación unitaria mediante la cual se elimina humedad de un a

sustancia .La fase previa todo secado es la eliminación mecánica de agua

mediante filtros-prensa o centrifugas, reduciéndose luego por vía térmica la

humedad que quede. En esta última etapa se somete el producto húmedo a la

acción de una corriente de aire caliente y seco, evaporándose el líquido con el

consiguiente aumento de la humedad del aire.

3.5. LIOFILIZACIÓN:

Es una peculiar modalidad de secado que consiste en la eliminación del agua

de un solido por sublimación de la misma, es decir, el agua del solido

previamente congelada se pasa directamente a vapor.

4. OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSPORTE DE CANTIDAD DE

MOVIMIENTO:

4.1. FLUIDIZACIÓN Y TRANSPORTE NEUMATICO:

Se da cuando una corriente ascendente de fluido (líquido, gas o ambos) se

utiliza para suspender partículas sólidas. Desde un punto de vista

macroscópico, la fase sólida (o fase dispersa) se comporta como un fluido, de

ahí el origen del término "fluidización". Al conjunto de partículas fluidizadas se

le denomina también "lecho fluidizado".

4.2. FILTRACIÓN:

Es una operación unitaria donde se consigue la separación de los sólidos que

se encuentran suspendidos en un medio liquido haciendo pasar la suspensión

a través de un medio poroso , el cual va a retener las partículas solidas dejando

pasar el liquido. Los sólidos quedaran retenidos en función de su granulometría

y según sea el tamaño de los poros.

4.3. SEDIMENTACIÓN:

Es una operación unitaria dentro de los procesos de tratamiento de aguas que

tiene como finalidad el remover los sólidos suspendidos que el agua pueda

contener.

Los sólidos en suspensión sedimentables son aquellos que por acción de la

gravedad se separan del seno del líquido y son arrastrados hacia el fondo del

tanque sedimentador, donde pueden ser separados del agua a la cual se desea

darle tratamiento para remoción de dichas partículas.

4.4. CLASIFICACIÓN HIDRAULICA:

Es una operación de separación de una mezcla de sólidos en distintas

fracciones, basada en la diferente forma, tamaño y densidad de las partículas

que constituyen la mezcla.

4.5. FLOTACIÓN:

Es una operación unitaria de separación basada en la diferencia de densidades

entre un líquido y una partícula solida recubierta de burbujas de aire.

4.6. CENTRIFUGACIÓN:

Consiste en la separación de dos fases de densidad bastante parecida creando

un campo de fuerza centrifuga mediante un sistema mecánico de rotación.

5. OPERACIONES FISICAS COMPLEMENTARIAS:

5.1. TRITURACIÓN:

Es un proceso de reducción de materiales comprendido entre los tamaños de

entrada de 1 metro a 1 centímetro (0,01m), diferenciándose en trituración

primaria (de 1 m a 10 cm) y trituración secundaria (de 10 cm a 1 cm). Diseño

de Elementos de Máquina Los medios de molienda tienen 3 tipos de

movimientos: Rotación alrededor de su propio eje. Caída en catarata en donde

los medios de molienda caen rodando por la superficie de los otros cuerpos.

Caída en cascada que es la caída libre de los medios de molienda sobre el pie

de la carga.

5.2. MOLIENDA:

Es un proceso que persigue extraer jugos de diversos productos de la tierra

como la caña de azúcar o la uva. El término molienda es de uso común, se

refiere a la pulverización y a la dispersión del material sólido. Pueden ser

granos de cereal, uva, aceitunas, etc. en productos de alimentación. Aunque

también pueden ser piedras o cualquier otro material sólido.

5.3. TAMIZADO:

Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas sólidas de diferentes

tamaños por un tamiz. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del

tamiz atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo.

5.4. OSMOSIS INVERSA:

Consiste en separar un componente de otro en una solución, mediante las

fuerzas ejercidas sobre una membrana semi-permeable. Su nombre proviene

de "osmosis", el fenómeno natural por el cual se proveen de agua las células

vegetales y animales para mantener la vida.

5.5. MEZCLADO:

Operación unitaria cuyo objetivo es tratar a dos o más componentes de forma

que cada unidad (partícula, molécula,...) de uno de los componentes contacte

lo más posible con las de los demás.

5.6. AGITACIÓN:

Se refiere al movimiento inducido de un material en una forma específica,

generalmente con un modelo circulatorio dentro de algún tipo de contenedor.

BIBLIOGRAFIA:

Curso de Ingeniería Química :Introducción a los Procesos , las

Operaciones Unitarias y los Fenómenos de Transporte, COSTA LOPEZ

J. ,CERVERA MARCH S., CUNILL GARCIA F., ESPLUGAS VIDAL

S.,MANS TEIXIDÓ C., MATA ALVAREZ J., ESPAÑA, EDITORIAL

REVERTE, 1991, Págs. 79-81.

Referencias virtuales:

http://www.fing.edu.uy/iq/cursos/iaiq/materiales/OperacionesUnitarias.pdf

http://issuu.com/maluegu/docs/operaciones_y_procesos_unitarios?

mode=window&pageNumber=32