APLICACION DE LAS OPERACIONES UNITARIAS
En los campos de la ingeniería y afines a los procesos
químicos, el funcionamiento de la unidad representa un paso básico en un
proceso. Es por ello que las operaciones unitarias implican un cambio
físico o transformación química tal como la separación, cristalización,
evaporación, filtración, polimerización, isomerización, y otras
reacciones. Por ejemplo, en el procesamiento de la leche,
homogeneización, pasteurización, refrigeración y envasado son cada uno
operaciones unitarias que están conectados para crear el proceso global.
Un proceso puede requerir muchas operaciones de la unidad para obtener
el producto deseado a partir de los materiales de partida, o materias
primas.
- Procesos de flujo de fluidos, incluyendo el transporte de fluidos, filtración, y fluidización de sólidos.
- Los procesos de transferencia de calor, incluyendo la evaporación y el intercambio de calor.
- Los procesos de transferencia de masa, incluyendo la absorción de gas, destilación, extracción, adsorción, y el secado.
- Los procesos termodinámicos, incluyendo la licuefacción de gas y refrigeración.
- Los procesos mecánicos, incluyendo el transporte de sólidos, trituración y pulverización, y de cribado y tamizado.
- Combinación (mezcla)
- La separación (destilación, cristalización)
- La reacción (reacción química)
Las operaciones de la unidad en la ingeniería química consisten de cinco clases:
Las
operaciones de la unidad en la ingeniería química también caen en las
siguientes categorías que implican elementos de más de una clase:
Además,
hay algunas operaciones unitarias donde se combinan incluso estas
categorías, tales como destilación reactiva y reactores de tanque
agitado. Un funcionamiento de la unidad "puro" es un proceso físico de
transporte, mientras que un proceso de mezclado químico / físico
requiere el modelado, tanto el transporte físico, tal como la difusión, y
la reacción química. Esto es por lo general necesaria para el diseño de
las reacciones catalíticas, y se considera una disciplina separada,
denominada ingeniería de la reacción química.
Las
operaciones de la unidad en ingeniería química y el tratamiento de
unidades en el mismo campo anteriormente mencionado, forman los
principios fundamentales de todo tipo de industrias químicas y son la
base de los diseños de plantas químicas, fábricas, y el equipo
utilizado.}En general, las operaciones unitarias son diseñadas por escribir los
saldos de la cantidad transportada para cada componente elemental (que
puede ser infinitesimal) en forma de ecuaciones y resolver las
ecuaciones para los parámetros de diseño, a continuación, seleccionando
una solución óptima de varias posibles y luego el diseño de los equipos
físicos. Por ejemplo, la destilación en una columna de platos es
analizada por escribir los balances de masa para cada plato, en el que
el equilibrio vapor-líquido conocido y eficiencia, por goteo y goteo en
si comprenden los flujos de masa totales, con un sub-flujo para cada
componente. La combinación de una pila de éstos da el sistema de
ecuaciones para toda la columna. Hay una amplia gama de soluciones,
debido a una relación de reflujo más alto permite un menor número de
placas, y viceversa. El ingeniero debe entonces encontrar la solución
óptima con respecto al volumen de retención aceptable, altura de la
columna y el costo de la construcción.
Conclusión
Los procesos químicos en general y cada operación unitaria en particular tiene como objetivo el modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en forma mas útil a nuestros fines.
Este cambio puede realizarse por tres caminos:
Modificando su masa o composición.
Modificando el nivel de calidad de la energía que posee.
Modificando sus condiciones de movimientos.
La cristalización destaca sobre otros procesos de separación por su potencial para combinar, purificar y producir partículas en un solo proceso.
El principal objetivo de la destilación es separar los distintos componentes de una mezcla aprovechando para ello sus distintos grados de volatilidad.
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