TAREA N1 TRABAJO DE INVESTIGACION1.- Clasificacin de las operaciones de separacin por su mecanismo de separacin.Se clasifica en:a) Separaciones mecnicas.- En estas operaciones de separacin no se lleva a cabo a escala molecular ni se debe a diferencias entre las diversas molculas presentes. La separacin se logra usando fuerzas fsico-mecnicas y no fuerzas moleculares o qumicas ni difusin, Estas fuerzas fsico-mecnicas actan sobre partculas, lquidos o mezclas de partculas y lquidos, y no necesariamente sobre molculas individuales. Las fuerzas fsico-mecnicas incluyen la gravitacin y la centrifugacin, las fuerzas mecnicas propiamente dichas y las fuerzas cinticas causadas por flujos. Las corrientes de partculas o fluidos se separan debido a los diferentes efectos que sobre ellas producen estas fuerzas ejm: decantacin, centrifugacin, filtracin, sedimentacin, flotacin , tamizado etc.b) Separaciones difusionales.- Se fundamentan en diferencias fisicoqumicas de las propias molculas y en sus transferencias de masa. Las molculas individuales se separan en dos fases a causa de las diferencias moleculares es decir Aqu se detalla una clasificacin

2.- Clasificacin de las operaciones de separacin por su mtodo de separacinFiltracin.- consiste en retener partculas slidas por medio de una barrera, la cual puede consistir de mallas, fibras, material poroso o un relleno slido. Se aplica en la eliminacin de sustancias solidas con en el tratamiento de distintas aguas residuales, etc.Decantacin.-El procedimiento de decantacin consiste en separar componentes que contienen diferentes fases (por ejemplo dos lquidos que no se mezclan, slido y lquid0 siempre y cuando exista una diferencia significativa entre las densidades de las fases. La separacin se efecta vertiendo la fase superior menos densa (por arriba), o la inferior ms densa (embudo de decantacin).Evaporacin.-consiste en separar los componentes ms voltiles exponiendo una gran superficie de la mezcla. El aplicar calor yuna corriente de aire seco acelera el proceso. Ejm.: Obtencin de soluciones concentrada de NaOH a partir de soluciones diluidasCristalizacin.-Para efectuar la cristalizacin de un slido hay que partir de una disolucin sobresaturada. Existen varias formas de sobresaturar una disolucin, una de ellas es el enfriamiento de la solucin, otra consiste en eliminar parte del disolvente (por ejemplo con la evaporacin) a fin de aumentar la concentracin del soluto, otra forma consiste en aadir un tercer componente que tenga una mayor solubilidad que el componente que se desea cristalizar. Ej.: Obtencin de cristales de azcar a partir de sus soluciones, purificar productosSublimacin.-La sublimacin aprovecha la propiedad de algunos compuestos de cambiar del estado slido al estado vapor sin pasar por el estado lquido. Por ejemplo, el I2 y el CO2 (hielo seco) poseen esta propiedad a presin atmosfrica.Destilacin.-Este mtodo consiste en separar los componentes de las mezclas basndose en las diferencias en los puntos de ebullicin de dichos componentes. Cabe mencionar que un compuesto de punto de ebullicin bajo se considera voltil en relacin con los otros componentes de puntos de ebullicin mayor. Los compuestos con una presin de vapor baja tendrn puntos de ebullicin altos y los que tengan una presin de vapor alta tendrn puntos de ebullicin bajos.Ej.: Destilacin del petrleo para obtener nafta, gas oil, etc. Destilacin de una mezcla de alcohol agua para obteneralcohol de 96Extraccin.-Cuando los solutos se distribuyen libremente entre dos solventesinmiscibles se establece una diferencia entre las relaciones de concentracin en el equilibrio. La Distribucin de un soluto entre dos solventes inmiscibles est gobernada por la Ley de Distribucin. El proceso se basa en que uno de los solutos es ms soluble es uno de los disolventes mientras que el otro u otros lo sern en el segundo disolvente. Se utiliza en la obtencin de aceites, lixiviado de mineralesCentrifugacin.-Separacin de solidos o lquidos de emulsiones o suspensiones mediante la actuacin de una fuerza centrfuga y se aplica cuando se necesita para separar partculas q atraviesan el medio filtrante se utiliza en varios campos de la industriaAbsorcin.-consiste en la separacin de uno o ms componentes en una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente lquido ej.Eliminar gases cidos de corrientesSecado.- es la eliminacin de agua de un slido tiene un uso amplio en la industria sobre todo en la alimenticiaSedimentacin.-separacin de solido - lquido o lquido - liquido por diferencia de densidad o gravedad se utiliza en el tratamiento de efluentesFlotacin.-separacin solido -lquida y solido - solido diferencia de densidades se utiliza en laconcentracin en la industria minera.3.-Clasificacion de las operaciones de separacin en equilibrio su tipo de contacto entre las fasesSe clasifica en:FaseOperaciones bsicas

Gas-lquidoAbsorcinDestilacin/RectificacinHumidificacinEvaporacin

Lquido-lquidoExtraccinsmosis/smosis inversa

Lquido-slidoAdsorcinIntercambio inicoLixiviacin CristalizacinFiltracinSedimentacinCentrifugacin

Gas-slidoAdsorcinSecadoLiofilizacin

FasesOperaciones de separacinVentajasDesventajas

Vapor-Lquido

Absorcin

El agua es un disolvente relativamente barato, tecnologa barata.

Baja prdida de carga.

Puede resultar caro para gases no solubles en agua. El contaminante no es destruido, sino que slo cambia de fase. Este inconveniente puede llegar a convertirse en una ventaja si el contaminante es un compuesto qumico valioso Altos costos de mantenimiento

DestilacinRectificacin

Posibilidad de separar varios componentes en una misma operacin siempre y cuando se controle adecuadamente las condiciones de operacin

Se hace posible la separacin de mezclas con puntos de ebullicin distintos pero cercanos.

El calentamiento necesario puede elevar los costos de operacin Se hace necesario controlar adecuadamente y de manera precisa las condiciones de operacin (temperatura, presin, flujo de calor, el enfriamiento, el reflujo de condensado, etc.) A veces puede resultar prcticamente imposible la separacin de componentes de una mezcla en la que sus componentes tengan presiones de vapor muy parecidas.

Humidificacin Para el caso de humidificacin con aire hmedo los costos son relativamente baratos

Normalmente se requiere de un recalentamiento para conseguir la temperatura y humedad relativa requerida

Evaporacin Facilita la concentracin de algunos componentes presentes en mezclas de sustancias

Se mantiene algunas de las propiedades ms importantes de los componentes

Para grandes cantidades se requiere un tiempo considerable de operacin

Lquido-LquidoExtraccin Puede sustituir a las operaciones de destilacin o evaporacin, cuando las sustancias a separar son qumicamente diferentes.

La separacin de hidrocarburos aromticos y parafnicos de pesos moleculares prximos (y por tanto parecidos puntos de ebullicin) es muy sencilla por extraccin con distintos disolventes, como el dixido de azufre y dietilen-glicol, pero es prcticamente imposible por destilacin.

Se debe tener en cuenta las caractersticas ms importantes de los disolventes a utilizar.

En funcin de los tipos de disolventes a emplear y de la mezcla a separar se pueden encarecer los costos de operacin

Osmosis/Osmosis Inversa Dan lugar a la recuperacin de un disolvente que contiene solutos disueltos, como en el caso de aguas contaminadas,

Es preciso aplicar una presin suficiente para vencer la presin osmtica y la cada de presin que se genera a travs de la membrana.

Lquido-SlidoAdsorcin Gases y lquidos que contengan pequea cantidades de agua pueden ser secados por adsorcin. Este procedimiento puede no requerir de un flujo de calor, con frecuencia se realiza a temperatura ambiente y presin elevada. Se requiere de una presin de operacin muy elevada.

Con frecuencia tambin se produce la vaporizacin de una pequea fraccin de absorbente.

Intercambio Inico Este proceso es igual al de la adsorcin. La velocidad a la que se lleva a cabo el intercambio inico viene controlada por la difusin de los iones. los procesos de intercambio inico en donde se puede dar algn tipo de reaccin bsica

4.- Clasificacin de las operaciones de separacin en equilibrio por la direccin de la corrientePara que se produzca la transferencia demateriadesde una fase a otra, es necesario que exista un contacto de ambas fasesSe define etapa como la unidad en la quetiene lugar el contacto y en la que seseparan las fasesetapa ideal o terica, aquella en la que se alcanzan las condiciones de equilibrio

Se clasifican en:

a) Corrientes paralelas

b) Contracorriente

c) Flujo cruzado

5.-Breve definicin y fundamento de la separacin de cada una de las operaciones regidas por la transferencia de materia

MecanismoOperaciones bsicas

Transferencia de materiaDestilacin/RectificacinAlimentacin : Lquido o Vapor, Agente de Separacin :Calor, Productos : Lquido + Vapor Separacin de una mezcla lquida por vaporizacin parcial de la misma y condensacin del vapor generado

AbsorcinAlimentacin: Gas, Agente de Separacin: Lquido no voltil, Productos: Lquido + Vapor Separacin de uno o varios componentes de una mezcla gaseosa mediante su disolucin selectiva en un lquido

AdsorcinSeparacin de uno o varios componentes de una mezcla lquida o gaseosa mediante un slido adsorbente

ExtraccinSeparacin de los componentes de una mezcla lquida mediante un disolvente inmiscible con ella.

LixiviacinLa lixiviacin es un proceso por el cual se extrae uno o varios solutos de un slido, mediante la utilizacin de un disolvente lquido. Ambas fases entran en contacto ntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el slido a la fase lquida, lo que produce una separacin de los componentes originales del slido.ejemplos: El azcar se separa por de la remolacha con agua caliente.Los aceites vegetales se recuperan a partir de semillas (como los de soja y de algodn) mediante la lixiviacin con disolventes orgnicos La extraccin de colorantes se realiza a partir de materias slidas por lixiviacin con alcohol o soda.

Intercambio inicoes un intercambio de iones entre dos electrolitos o entre una disolucin de electrolitos y un complejo. En la mayora de los casos se utiliza el trmino para referirse a procesos de purificacin, separacin, y descontaminacin de disoluciones que contienen dichos iones, empleando para ello slidos polimricos o minerales dentro de dispositivos llamados intercambiadores de iones.

smosis/smosis inversaLa smosis es un fenmeno fsico relacionado con el comportamiento de un slido como soluto de una solucin ante una membrana semipermeable para el solvente pero no para los solutos