Operaciones UNitarias

A diario ejecutamos operaciones en cada una de las actividades que realizamos, lo que nos ha llevado a aplicar unidades que nos permiten expresar las dimensiones propias de nuestros sistemas para analizar el comportamiento de múltiples procesos.

Para la humanidad la industria en el tiempo ha desarrollado diversas acciones propias de cada rama particular de estudio; lo que hoy entendemos como un sistema de procesos que al operar utiliza innumerables materias primas.

Es así como cualquier procedimiento de filtración, destilación, centrifugación, trituración, secado, extracción, disolución, cristalización, agitación, dilución, decantación, evaporación, precipitación, entre otros son ejemplos de operaciones unitarias.

Las que pueden definirse como un area del proceso donde se incorporan materiales, insumos o materias primas, que realizan un intercambio de energía del tipo físico y físico-químico; muchas de estas operaciones han sido estudiadas de manera extensa y están definidas y descritas con claridad.

Tales operaciones unitarias se insertan en diferentes procesos industriales manteniendo sus principios básicos, aunque su dinámica y la corriente de materiales varién en cada proceso. La caracterización de cada una de las operaciones unitarias permite entender, entre otras cosas, la lógica de la generación de residuos de manera integrada a los procesos industriales.

objetivos

Objetivo General

Estudiar las operaciones unitarias

Objetivos Específicos

Conocer el concepto de Operaciones Unitarias

Diferenciar Operaciones Unitarias de Procesos Unitarios

oPERACIONES UNITARIAS

Las operaciones unitarias son un área de proceso o un equipo donde se incorporan materiales, insumos o materias primas para realizar una función determinada. Son actividades básicas que forman parte de las acciones necesarias de transporte, adecuación y/o transformación de las mismas.

En Un método muy conveniente para organizar la materia de estudio que abarca la ingeniería química se basa en dos hechos:

Aunque el número de procesos enviúdales es grande, cada uno puede ser fragmentado en una serie de etapas, denominadas operaciones, que se repiten a lo largo de los diferentes procesos.

Las operaciones individuales tienen técnicas comunes y se basan en los mismos principios científicos. Por ejemplo, en la mayoría de los procesos es preciso mover los sólidos y los fluidos; transferir calor u otras formas de energía de una sustancia a otra, y realizar operaciones como el secado, reducción del tamaño, destilación y evaporación. El concepto de evaporación unitaria es el siguiente:

Mediante el estudio sistemático de estas operaciones en sí mismos, operaciones que evidentemente constituyen la trama de la industria y las líneas de producción. Se unifica y simplifica el tratamiento de todos los procesos.

Los aspectos estrictamente químicos de los procesos, se estudian en un área compatible de la ingeniería química llamada cinética de la reacción.

¿Qué son las operaciones unitarias (oo.uu)?

Procedimiento físicos realizados para producir otros cambios, tales como transmisión de calor, flujos de fluidos, destilación, etc.

Transferencia, cambio de energía y materiales principalmente por medios físicos y físico-químicos.

Son comunes en las distintas industrias.

Ejemplos: 1) destilación del pisco o hidrocarburo;, 2) Evaporación de soluciones salinas o soluciones azucaradas.

¿Cuáles son las principales oo.uu.?

Transporte de fluidos o fluido dinámica

Transferencia de calor

Evaporación

Secado

Destilación

Transporte de fluido o fluido dinamico

Por lo general un Ingeniero trata con problemas de transporte de fluido de un lugar a otro y con frecuencia debe medir las velocidades de flujo.

Los transportes de fluidos pueden ser tanto liquidos como gases. A veces los solidos se manejan con metodos similares suspendiendoles de un liquido para formar un lodo o suspension bombeable o transportandolos en una corriente de gas a alta velocidad. Es mas economico mover fluidos que solidos, y siempre que es posible los materiales son transportados como fluidos. En los rpocesos industriales, los fluidos casi siempre se transportan en canales cerrados, a veces de seccion transversal cuadrada, rectangular o circular, siendo esta ultima la mas frecuente.

TRANSFERENCIA DE CALOR

Prácticamente en todas las operaciones que realiza el ingeniero químico interviene la producción o absorción de energía en forma de calor. Por lo tanto, las leyes que rigen la transferencia de calor y el tipo de aparatos, cuyo fin principal es el control del flujo de calor, tiene una gran importancia.

Naturaleza del Flujo de Calor. Cuando dos objetos están a dos temperaturas diferentes se ponen en contacto térmico, el calor fluye desde el objeto de temperatura más elevada hacia el de temperatura más baja. El flujo neto se produce siempre en el sentido de la temperatura decreciente. Los mecanismos por los que fluye el calor son tres: conducción, convección y radiación.

Conducción. Si existe un gradiente de temperatura en una sustancia, el calor fluye sin que tenga lugar un movimiento observable de la materia. El flujo de calor de este tipo recibe el nombre de conducción, y de acuerdo con la ley de Fourier, el flujo de calor es proporcional al gradiente de la temperatura y de signo opuesto. Para el flujo de calor en una dimensión, la ley de Fourier es:

dq/dA=-k dT/dx

Donde

q=velocidad del flujo de calor en direccion normal a la superficie

A=area de la superficie

T=temperatura

x=distancia normal a la superficie

k=constante de proporcionalidad o conductividad termica

Convección. La convección se refiere al flujo de calor asociado con el movimiento de un flujo, tal como cuando el aire caliente de un horno entra a una habitación, o a la transferencia de calor de una superficie caliente a un fluido de movimiento. El segundo significado es más importante para las operaciones unitarias, de forma que incluye la transferencia de calor a partir

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