OPERACIONES UNITARIAS

OPERACIONES UNITARIASING. MAGGY ESTEFANY GONZALEZ VANEGAS

OBJETIVOS ESPECIFICOS:Dar a conocer a los estudiantes una vista general de los procesos qumicos que manejen fluidos, sus caractersticas y los conceptos bsicos que permitan manejar el vocabulario necesario en el tecnlogo.

OBJETIVO GENERALConocerlosconceptosbsicos para las operaciones unitarias.Desarrollarlos manejos tericos paralos requerimientos de materiales en un proceso qumico.Diferenciar entrelosdiferentes diagramasde bloques, operaciones y de flujousados en procesos.Conocerlasdiferentesoperaciones unitarias de la industria.

TERMINOS Y DEFINICIONESPROCESO: se define como "conjunto de actividades mutuamente relacionadas o que interactan, las cuales transforman elementos de entrada en resultados".

PRODUCTO: se define como "resultado de un proceso".

SISTEMA: conjunto de elementos mutuamente relacionados o que interactan.

PROCEDIMIENTO: forma especificada para llevar a cabo una actividad o un procesoFUENTE: NTC-ISO 9000

TRATAMIENTO DEL AGUALas aguas residuales involucradas en el proceso industrial son recogidas en un pozo (A) y son bombeadas a un decantador por una bomba que trabaja automticamente. En la estacin de floculante (B) una solucin de agua y floculante es preparada y es inyectada en la tubera que llena el decantador (C). El floculante acta sobre las partculas slidas incrementando su velocidad de decantacin. Una vez que el agua sucia entra en el decantador, el agua limpia se situa en la parte superior y rebosa dirigindose al tanque de recoleccin de agua limpia (H), desde el que puede ser reenviada otra vez a las mquinas. El lodo se acumula en el fondo del decantador y es extrado por una vlvula neumtica (D), que lo descarga en el tanque de homogeneizacin (E). Este tanque est equipado con un agitador para prevenir la solidificacin. Una bomba centrfuga de doble velocidad (F) saca el lodo del tanque y lo enva al filtroprensa (G). El filtroprensa de tipo con placas y cmaras exprime y extrae el agua del lodo y descarga el lodo seco debajo de su estructura.

El concepto ms general de proceso se refiere a este como una o ms etapas que transforman una o ms entradas en una o ms salidas.

ENTRADASSALIDASPROCESOMateriales de entradaAlimentacinMaterias primasOperacionesMateriales de salidas o productosSubproductos Coproductos

SIMBOLOS USADOS PARA REPRESENTAR EQUIPOS

CLASIFICACION DE LAS OPERACIONES UNITARIASLas operaciones unitarias son de naturaleza fsica. Se pueden dividir en 5 grupos:

Flujo de fluidos

Transferencia de calor

Mezclado

Separacin (Destilacin, extraccin, absorcin, adsorcin, evaporacin, cristalizacin, humidificacin, secado, filtracin y centrifugacin)

Manejo de solidos (Compresin, molienda, tamizado y fluidizacin)

OPERACIONES UNITARIAS

DESTILACIONEl proceso de la destilacin consiste en calentar un lquido hasta que sus componentes ms voltiles pasen a fase vapor y, posteriormente, enfriar el vapor hasta recuperar estos componentes en forma lquida mediante un proceso decondensacin.

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EXTRACCIONEn qu consiste?La extraccin con disolventes es la tcnica de separacin de un compuesto a partir de una mezcla slida o lquida, aprovechando las diferencias de solubilidad de los componentes de la mezcla en un disolvente adecuado. Constituye una de las tcnicas de separacin de compuestos ms utilizada en el laboratorio qumico.

Objetivo:El principal objetivo de la extraccin es separar selectivamente el producto de una reaccin, o bien eliminar las impurezas que lo acompaan en la mezcla de reaccin, gracias a sus diferencias de solubilidad en el disolvente de extraccin elegido.

EXTRACCION LIQUIDO - LIQUIDOEXTRACCION SOLIDO - LIQUIDO

EXTRACCION LIQUIDO - LIQUIDOConsiste en la separacin de un componente de una mezcla lquida, con ayuda de un disolvente, que preferentemente lo disuelve. Campos de aplicacin son, por ejemplo, la separacin de vitaminas de soluciones acuosas o la separacin de aromticos de fracciones de petrleo.

Alimentacin: Disolucin cuyos componentes se desea separar.Disolvente: Lquido utilizado para separar el componente deseado.Refinado: Corriente de alimentacin ya tratada.Extracto: Disolucin con el soluto recuperado.

Corrientes implicadas:Ver video

EXTRACCION SOLIDO - LIQUIDOCon la extraccin slido-lquido se puede extraer componentes solubles de slidos con ayuda de un disolvente. Campos de aplicacin de esta operacin bsica son, por ejemplo, la obtencin de aceite de frutos oleaginosos o la lixiviacin de minerales.

Esquema de la extraccin; antes de la extraccin (izquierda) y despus de la extraccin (derecha):Disolvente Material de extraccin (fase portadora slida con soluto), SolutoFase portadora slida lixiviada, Disolvente con el soluto de transicin en l disueltoVer video

PRENSADO

REDUCCION DE TAMAOLa reduccin de tamao se clasifica desde dos aspectos relacionados. El primero de acuerdo al tamao de los materiales a producir y el segundo de acuerdo la fuerzas que se aplican para logra la reduccin.

De acuerdo al tamao de los materiales a procesar y los productos obtenidos, la reduccin se clasifica en:

Trituracin. Molienda. Pulverizacin.

REDUCCION DE TAMAOLa primera es de amplia aplicacin en minera y en la industria qumica. Aunque la Trituracin es un trmino tcnico que significa rompimiento, est implcitamente asociado a la aplicacin de fuerzas de compresin, las cuales se utilizan generalmente para la ruptura brusca de productos considerados duros hasta tamaos de tres o ms centmetros.La Molienda, maneja materiales de medianos tamaos y produce trozos entre 0,5 mm hasta 3 cms. es de amplia utilizacin en la industria de alimentos, especialmente en cereales y productos secos de origen vegetal. En la molienda se involucran las operaciones de corte, propias en vegetales frescos y crnicosLa Pulverizacin o Molienda fina, trmino tcnico utilizado para la obtencin de productos en polvo, est relacionado con fuerzas de impacto y de cizalladura.

FILTRACIONLos problemas de separar slidos de lquidos dependen fundamentalmente del carcter de los slidos y de la proporcin de los mismos en los lquidos. Varias operaciones unitarias sirven para este propsito pero cuando la proporcin de slidos es relativamente pequea en comparacin con el lquido usualmente se emplea la filtracin. Cuando la proporcin de slidos es relativamente alta se emplea la centrifugacin, el prensado o la sedimentacin. Tambin cuando la proporcin de slidos es muy pequea se emplea la centrifugacin.Siempre en la filtracin se requiere de un medio filtrante, que es inerte y no sufre alteraciones de orden qumico durante el proceso de filtracin. Sobre el medio filtrante se depositan los slidos de la suspensin en lo que se denomina torta, y a medida que transcurre la filtracin el espesor de la torta se incrementa.

TAMIZADOEl tamizado, es uno de losmetodos de separacion de mezclas, el cual consiste que mediante un tamiz , zarandas o cernidores (redes de mallas mas o menos gruesas o finas) se separan partculas slidas segn su tamao.

El tamiz consiste de una superficie con perforaciones uniformes por donde pasar parte del material y el resto ser retenido por l. Parallevar a cabo el tamizado esrequisito queexista vibracin para permitir que el material ms fino traspase el tamiz. De un tamiz o malla se obtienen dos fracciones, los gruesos y los finos.