Operaciones unitarias

Las operaciones unitarias son cada una de las acciones necesarias de transporte, adecuación y/o transformación.

El número de estas operaciones básicas no es muy grande y generalmente sólo unas cuantas de ellas intervienen en un proceso determinado.

Operaciones unitarias

Transferencia de masa

Transferencia de calor

Transferencia de calor y

masa simultáneam

ente

Partes de fluidos

Separación Operaciones físicas

complementarias

Reactores

Absorción Intercambio de calor

Cristalización Compresores

Filtración Trituración

Destilación

Hornos Secado Bombas Sedimentación

Molienda

Extracción Aero refrigeració

n

Liofilización Fluidización y

transporte

neumático

Clasificación

hidráulica

Tamizado

Adsorción Evaporadores

Torres de enfriamiento

Flotación Mezclado

Intercambio iónico

Condensadores

Centrifugación

Almacenaje materiales

Acumuladores de calor

Osmosis inversa

Placas solares

Cada operación unitaria tiene una fuerza impulsora, un gradiente en alguna propiedad, que da cuenta del mecanismo principal de transferencia:

Caso Mecanismo Gradiente impulsorTransferencia de masa Difusión ConcentraciónTransferencia de calor Conducción, conversión y/o

radiaciónTemperatura

Transferencia de cantidad de movimiento

Rozamiento Velocidad

Transferencia de masa

DefiniciónDestilación Separar mezcla

liquido por diferente en volatilidad

Simple, súbita, rectificación,

extractiva.

Packing towers Petróleo, solventes, licores

Absorción Purificar gas de un compuesto

por contacto con liquido

Similar destilación

TorresCentrífugos

Eliminación de gases ácidos de

corrientes

Extracción (lixiviación o

lavado)

Mezcla (liquido-liquido o

liquido-solido) en disolvente

Compuesto por etapas

Compuesto continuo

ColumnasSoxhlet

Petróleo, extracción de

aceites, lixiviado de minerales

Adsorción Eliminar compuesto de

fase fluida mediante solido

que lo retiene

Lecho fijo alúmina,

silicagel, carbón

Columnas de lecho fijo en

paralelo

Secar gases, olor, solventes

Intercambio iónico

Sustitución de iones de

disolución por otros en sólido.

Resina catiónicaResina anionica

Dos columnas para operación y

regeneración

Ablandar agua, desmineralización

Destilación: separación de compontes de una mezcla liquida en base a su diferente volatilidad (presión de vapor)

Absorción: purificar gas de un componente poniendo en contacto con solvente líquido.

Extracción: disolución de un componente de una mezcla (liquido-liquido o solido-liquido) en disolvente selectivo.

Adsorción: eliminar en componente de base fluida mediante un sólido que retiene.

Intercambio iónico: sustitución de iones de disolución por otros con la misma carga que están en sólido.

Transferencia de calor

Definición Operación EjemplosIntercambiador de

calorIntercambio entre

fluidosTubos concéntricos

carcasa y tubos placasUso extendido en la

industriaHornos Solido o fluido Radiación Craqueo de nafta

Aero refrigerantes Fluido con aire ambiente

Ventilación, tiro indicado o forzado

Evaporadores Concentrar una disolución

Simple y múltiple efecto

Concentración de leche, agua

desalinizadaCondensadores Condensación de

vapor por liquido frioÍdem anteriores Uso extendido en la

industriaAcumuladores de

calorRecuperar calor de corrientes de gas

Apilamiento de materiales ladrillos,

piedras o virutas metálicas

Hornos de fabricación de vidrio

Placas solares Calentar agua mediante radiación

solar

Radiación atraviesa cristal que incide sobre serpentín

Trasferencia simultanea de calor y masa

Definición Operación AparatosAcondicionamiento

de gases o enfriamiento de

líquidos

Modifica humedad,

temperatura del aire o agua

Poner en contacto aire con agua, gas no saturado

Torre de enfriamiento

Cristalización Formación de cristal solido en soluciones

liquidas sobresaturadas

Actuar por sobresaturado

o diferencia de

temperatura

Cristalizadores:De tanque

EvaporadoresDe vacío

Secado Reducción de contenido de

líquido en solido

Contacto directo o continuo

De bandejasRotativos

Evaporación súbita

Liofilización criodeshidratación

Eliminación de agua de sólido,

sublimación.

Alto vacío, temperatura menor a PF

del agua

Placas planas calientes