Operaciones Unitarias

 

OPER CIONES UNIT RI S

 

OPERACIÓN UNITARIA DE TRANSFERENCIA DE CALOR Una operación de transferencia transferencia de calor se da cuando existe un intercambio intercambio de energía en forma de calor o frio entre distintos distintos cuerpos o entre distintas distintas partes de un mism mismo o cuerpo que están en distintas temperaturas , el calor fluye de la region de alta temperatura a la de baja temperatura.

 

OPERACIÓN UNITARIA DE TRANSFERENCIA DE MASA Estas operaciones cambian la composición de soluciones y mezclas mediante métodos que no implican necesariamente reacciones químicas y se caracteriza por transferir una sustancia a través de otra u otras a escala molecular. Cuando se ponen en contacto dos fases que tienen diferente composición, la sustancia que se difunde abandona un lugar de la región de la concentración y pasa a un lugar de baja concentración Las operaciones de transferencia de masa son muy importantes ya que la mayoría de procesos químicos requieren de la purificación inicial de las materias primas o de la separación final de productos o subproductos. subproductos.

 

 

OPERACIÓN UNITARIA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO En estas operaciones se estudian los procesos en que se ponen en contacto dos fases cuya velicidad es distinta , sufren un traslado de un punto a otro.

 

FLUIDIZACION (Operación unit unitaria aria de transferencia de calor y cantidad cantidad de movimiento) Se refiere a la suspensión o levitación de partículas por acción o paso de un fluido a través de ellas, de manera que el conjunto de partículas tienden a comportarse como el fluido. El material que se fluidiza es casi siempre sólido y el medio que lo fluidiza puede ser tanto liquido como gas.

EJEMPLOS :

  Tostación de minerales



  Congelación de especie



  Secado de guisantes



MAQUINARIAS:   Lecho de catalizador



  Ciclones



SEDIMENTACION . (Operación unitaria de cantidad de movimiento) Es una operación unitaria que consiste en la separación de un sólido de una suspensión por diferencia de densidades entre el sólido y el líquido(separación de la pulpa en zumos)  MAQUINARIAS Maquinaria sedimentadora sedimentadora Sedimentador Sedimentad or tubular Sedimentadora Sedimentad ora decantadora decantadora

Separación de grasas y aceites Separación de la pulpa en zumos Tratamiento de efluentes Y RESIDUALES

FILTRACION (Operación unitaria de cantidad de movimiento) Separacion de solido liquido , solido gas gas Es la operación Unitaria en la que el componente sólido insoluble de una suspensión sólido-líquido se separa del componente líquido haciendo pasar este último a través de una membrana porosa la cual retiene a los sólidos en su superficie (filtración de

 

torta) o en su interior (Clarificación), (Clarificación), gracias a una diferencia de presión existente entre un lado y el otro de dicha membrana. Se utiliza en la industria farmacéutica, para procesos de aguas residuales, industria alimenticia. También se aprecia en la eliminación eliminación del amoniaco y los nitritos del del agua. Clarificación de la cerveza  MAQUINARIA Filtros prensa (discontinuo (discontinuo de presión): En estos se coloca una tela o una malla sobre placas verticales, de manera tal que sean los bordes los que soporten a la tela. Filtro de arena: La filtración por lecho de arena permite obtener un agua de gran calidad. Filtro de carbón activo: las partículas son retenidas por un lecho filtrante de silex y antracita. Centrifugas Prensa /placas Rotatorios

MICROFILTRACION. (Operación unitaria de cantidad de movimiento)  Se llama microfiltración al proceso de filtración con membranas cuyos tamaños de poro varían entre 0,1 y 10 micrones. Con estas membranas se retienen partículas en suspensión con tamaños dentro del rango de los poros o mayores, dejando pasar las partículas de dimensiones menores menores..

ULTRAFILTRACIÓN (Operación unitaria de cantidad de movimiento) Es un tipo de filtración por membranas en la cual la l a presión hidrostática forza un líquido contra una membrana semipermeable. semipermeable. Los sólidos suspendidos y los los solutos de alto peso alto peso molecular son retenidos, mientras mientras que el agua y los solutos de bajo peso molecular atraviesan la membrana. Este proceso de separación es usado en industria e investigación parapurific parapurificar ar y concentrar concentrar soluciones macromoleculares (10000-1000000 (10000-1000000 Da) 

EJEMPLOS   Industria alimentaria; alimentaria; la clarificación de jugos y vinos



 

Industria de láctea; se utiliza para aumentar el porcentaje de proteínas , este proceso permite mejorar su sabor y textura.

 

Industria del helado, la ultrafiltración ultrafiltración de la leche antes de la mezcla se usa para alterar el contenido de lactosa, aumentando el nivel de proteína del helado.

 

Industria química y nuclear; en el tratamiento tratamiento de aguas residuales y efluentes.







antibióticos, tratamientos de la sangre.,   Industria bilógica y farmacéutica; fabricación de antibióticos,



etc.

 

ÓSMOSIS INVERSA (Operación unitaria de cantidad de movimiento)  Separación de un soluto de una solución mediante una membrana y aplicación de una presión superior a la presión osmótica y que se oponga a ésta. El disolvente atraviesa la membran membrana a en dirección opuesta al gradiente de concentración, en un lado de la membrana se concentra el soluto y en el otro el disolvente(desalinización de agua)

MEZCLA (Operación unitaria de cantidad de movimiento) Se le llama mezcla a la combinación de al menos dos sustancias que continúan manteniendo sus propiedades y en las que dicha unión no causa ninguna reacción química. Al no producirse producirse alguna reacción química, las sustancias pueden ser separadas a partir de métodos físicos. EQUIPOS:

       

 





Mezcladores de hélices o helicoidales Mezcladores de turbinas Mezclador de tambor Mezcladores de chorro



  Mezcladores de paletas o brazos

EMULSIFICACION (Operación unitaria de cantidad de movimiento) Operacion en la que dos líquidos normalmente inmiscibles se mezclan íntimamente de forma que uno de los líquidos se dispersa en forma de pequeñas gotas o glóbulos en el otro. Al primero se le llama fase dispersa, interna o discontinuo y al segundo se le llama fase dispersante, externa o continua

  Homogeneador ultrasónico : Se utiliza en la elaboración de aderezos para ensaladas, cremas, chocolate para revestimientos, purés de fruta, verdura y zumo de tomate     Molinos coloidales    Homogeneizadora de presión: Para la elaboración de salsas y productos lácteos.



 

  Mezcladores de hélices o helicoidales   Mezcladores de turbinas

 

CENTRIFUGACION  Separación de un sólido de una suspensión o de dos líquidos de densidades diferentes diferentes por acción de una fuerza centrífuga, éstas sedimentan hacia el fondo a una velocidad que depende de su peso. MAQUINAS Centrifugas

 

Ciclones Hidrociclones

Desnato de leche

FLOTACION Operación unitaria de cantidad de movimiento Es una operación unitaria que se emplea para la separación de partículas sólidas o líquidas de una fase líquida. La separación se consigue introducien introduciendo do finas burbujas de gas, normalmente aire, en la fase líquida. Las burbujas se adhieren a las partículas, y la fuerza ascensional que experimenta experimen ta el conjunto partícula-burbuja de aire hace que suban hasta la superficie del líquido. De esta forma, es posible hacer ascender a la superficie partículas cuya densidad es mayor que la del líquido, además de favorecer la ascensión de las partículas cuya densidad es inferior, como el caso del aceite en el agua

MAQUINARIA Celda de flotación Tensoactivos mineria

REFRIGERACION Es el proceso de eliminación de calor , trata de los procesos de reducción y mantenimiento de temperaturas de un espacio material a una temperatura inferior con respecto al exterior CONGELACION

LIOFILIZACIÓN  Es una operación Separación del líquido que impregna un sólido mediante su congelación y ulterior sublimación sublimación a vacío , es parecida al secado pero la eliminación del líquido se realiza por sublimación. (deshidratación (deshidrataci ón de setas)

 

DESTILACION Es la separación de los componentes componentes de una mezcla liquid liquida a por vaporización y re condensación de la misma , al calentar primero se desprenden los componentes más volátiles y va quedando un residuo liquido constituido constituido por sustancias de punto punto de ebullición más altos.

Operación unitaria de transferencia de masa MAQUINARIAS. Columna de destilación: Recipientes cilíndricos verticales con entrada lateral por la que se introduce la alimentación: los platos retienen una cierta cantidad de líquidos.   Columnas de platos :   los platos retienen una cierta cantidad de líquido en su superficie de manera que se hace borbotear el vapor que procede de la caldera y así se produce un intercambio   Columnas de relleno: es una forma alternativa de poner en contacto el vapor con el líquido. Para ello suele tener una pequeña relación diámetro-altura.

 

Industria farmacéutica Industria del petróleo Obtención del alcohol Solventes , licores Transistores

LIXIVIACIÓN: Separación de los componentes componentes de una mezcla sólida por contacto con un disolvente ajeno a la misma (obtención de aceite a partir de semillas vegetales mediante disolventes)

SECADO Reduccion del contenido liquido de un sólido. Es un proceso que implica transferencia transferencia de masa entre un gas y un sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa. Existen varios tipos de operaciones de secado, puede ser por eliminación de agua de una solución mediante el proceso de ebullición en ausencia de aire; también puede ser por eliminación de agua mediante adsorción de un sólido, y por reducción del contenido de líquido en un sólido, hasta un valor determinado mediante evaporación en presencia de un gas

Operación unitaria de transferencia de masa y transferencia de calor

 

MAQUINARIAS. ROTATIVOS   DE BANDEJA   EVAPORADOR SUBITA  

Uso extendido industrial

ABSORCION Consiste en purificar gas de un compuesto por contacto con un líquido. Es una operación unitaria que consiste en transferir componentes de una corriente gaseosa a una corriente liquida con el objetivo de que se disuelva y/o purifique alguno de los componentes del gas `para su procesamiento posterior o su emisión a la atmósfera, o bien, recuperar algún componente valioso presente en la corriente gaseosa. MAQUINARIAS. Las torres empacadas, o torres de relleno,

Operación unitaria de transferencia de masa • Eliminación de gases ácidos como H2S, CO2, SO2. • Preparación del agua de Seltz. •  Absorción del amoniaco amoniaco • Climatización •Pinturas •Pinturas •Preservar el vacío entre las paredes de las vasijas de Dewar diseñadas para almacenar aire o hidrógeno líquidos

ADSORCION Es eliminar los componentes de la parte fluida mediante un solido que los retiene. Consiste en la separación de los componentes de un fluido mediante un sólido o un gas adsorbente ( que lo retiene) . Se diferencia dela absorción en que la sustancia queda retenida en la interface, sin pasar al seno seno de la otra fase. Se distingue de la cristalización cristalización porque el componente componente que se transfiere a través del fluido no tiene la misma naturaleza que la fase sólida, sino que se fija sobre ella. MAQUINAS columnas de lecho fijo en paralelo para secar gases, eliminarolores eliminarolores y solventes es la extracción de humedad del aire comprimido También está presente en la industria alimentaria en la decoloración tanto en la azucarera como de aceites, en potabilización del agua, depuración de aguas residuales, eliminación de olores de gases industriales y desulfuración del gas natural. 

INTERCAMBIO IONICO

 

Es la sustitución de iones de una disolución en otra. El intercambio iónico es un proceso del cual un sólido insoluble remueve iones de cargas positivas o negativas de una solución electrolítica electrolítica y transfiere otros iones decarga similar a la solución en una cantidad equivalente. Este proceso ocurre sin que existan cambios estructurales en el sólido. Ablandar agua Desmineralización

ULTRAFILTRACION La ultrafiltración es el tipo de Filtración que utiliza membranas que están dispuestas en forma de capilares para separar diferentes tipos de sólidos y líquidos ,opera gracias a una diferencia de presión como fuerza impulsora, logrando separar partículas que se encuentran en el rango entre 0,001 µm a 0,05 µm, aproximadamente. El tamaño de poro no es tan fino como en la Nanofiltración Nanofiltraci ón y tampoco requiere tanta energía.

Operación unitaria de cantidad de movimiento https://es.scribd.com/doc/152615992/Equipo-Para-Ultrafiltracion Concentración, hidrolizado y fraccionamiento de proteínas. Concentración Concentrac ión de la leche para la elaboración de productos lácteos tales como queso o yogurt. Obtención de distintos grados de WPC. Aplicación fundamental para acoplar a nuestra tecnología tecnología de microparticulación de proteínas de suero. Obtención de Concentrados MPC/MPI. Clarificación de productos. metalúrgica, alimenticia, textil, lácteos Depuración de salmueras. Recuperación Recuperaci ón de proteínas de productos como aguas de cocción de pescado, aguas de lavado o descongelación. Obtención de aminoácidos y enzimas. Recuperación de antibióticos. Tratamiento Tratamient o de agua potable

REFRIGERACION

 

Consiste en el enfriamiento de un sólido o líquido gracias al calor quitado por un fluido que cambia de fase líquida a gas. Este gas es comprimido, comprimido, enfriado y expandido para que vuelva de nuevo a quitar calor al sistema.

EVAPORACION consiste en la eliminación de un líquido de una solución, por tratamientos térmicos. es un proceso por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, tras haber adquirido energía suficiente para vencer la tensión superficial. Industria Lechera con evaporadores verticales de tubos largos. - Industria de jugos de frutas con evaporadores de película descendente y el de Hidrolizados película agitada. - Extractos. Industria frigorífica. - Industria avícola. Concentración de jarabes MAQUINARIA Evaporador de tubo horizontal • Evaporador de tubo vertical • Evaporador vertical de t ubos largos • Evaporador de película descendente • Evaporador de película ascendente • Evaporador de circulación forzada

ESCALDADO: Tratamiento térmico de corta duración y a temperatura moderada (algunos minutos a 95-100 ºC).Con el objetivo aumentar la densidad del producto, producto, reducir la concentración de oxígeno en el interior del envase, eliminación de gases ocluidos en los tejidos, inactivación enzimática (Tratamiento (Tratamien to previo a la esterilizac esterilización, ión, la congelacióny congelacióny la deshidratación). deshidratación).

PASTEURIZACIÓN: Tratamiento térmico de baja intensidad cuyo objetivo es la destrucci Tratamiento destrucción ón de la flora patógena y la reducción de la flora banal en los alimentos poco ácidos (leche) o conseguir una estabilización del producto en alimentos ácidos (zumosde frutas)

OSMOSIS INVERSA Se trata de una operación de separación controlada por la transferencia de materia y cuya fuerza impulsora es un gradiente de presión y concentración. Su objetivo es el paso de un disolvente desde una disolución concentrada a otra más diluida a través de una membrana semipermeable. semipermeable.

la principal aplicación es la desalinización de agua, ya sea para consumo humano o para uso industrial. También resulta frecuente frecuente su uso en procesos de producción de sustancias inestables térmica o

 

químicamente en los que los métodos tradicionales de separación provocan pérdida de producto o químicamente deterioro de su sabor (medicinas, alimentos...). alimentos...). La ósmosis inversa también se emplea para fraccionar mezcla mezclass de materiales difíciles de separar por otros medios, como polímeros naturales o sintéticos   .

EXTTRACCION Es una operación unitaria de transferencia transferencia de materia basada en la disoluciónde uno o varios componentess de una mezcla -líquido o sólido- en un disolventeselectivo. Se hace la distinción componente entre la extracción extracción sólido-líquido sólido-líquido y la extracciónlíquido-líqu extracciónlíquido-líquido ido seg n que la materia materia a extraer est! est! en un sólido o en un líquido. líquido. En este ltimo caso el disolvente disolvente debe ser ser inmiscible inmiscible con la fase líquida quecontiene el soluto. "a extracción sólido-líquido se conoce tambi!n comolixiviación o lavado# seg n la aplicación a la que se la destine. Si se pretendeeliminar un compuesto no deseado de un sólido se habla de lavado# si elcompuesto extraíd extraído o es el valioso se denomina lixiviación."a lixiviación." a extracción líquido-líquido se puede llevar a cabo de distintas formas#normalmente formas#normalmente se traba$a en continuo y cabe distinguir dos modos b%sicos decontacto& contact contacto o por etapas y contacto continuo. Separación del aceite del orujo empleando hexano como disolvente extractor. Extracción de aceites de semillas. Obtención del azúcar (extracción con agua calienteLa separación de los asfaltos del petróleo también se realiza por extracción con propano a baja temperatura.

http://www4.ujaen.es/~ecastro/proyecto/operaciones/materia/osmosisinversa.html