Operaciones unitarias

OPERACIONES UNITARIAS
Es importante que previamente a estudiar las operaciones unitarias se realice un pequeño análisis sobre los fenómenos de transporte. Cuando se menciona fenómenos de transporte se refiere al estudio sistemático y unificado de la transferencia de masa, energía y momentum.
Lo que corresponde a fenómenos de trasporte se desarrolla dos ramas de estudio: la molecular y laconvectiva. Estas, a su vez, pueden estudiarse de tres niveles macroscópica, microscópica y nivel molecular.
Cuando se analiza los estudios cuantitativos de las trasferencias de masa, calor y energía se demuestra una analogía matemática entre estas. A nivel molecular se puede establecer con la ley de Newton de viscosidad para la transferencia de momentum, la ley de Fourier para la transferencia deenergía y la ley de Fick para la transferencia de masa.
Una vez planteado lo principal sobre los fenómenos de transporte se puede profundizar sobre las operaciones unitarias. Las operaciones unitarias se definen como un proceso indivisible que puede formar parte de un procedimiento más complejo en el cual la materia prima es transformada en un producto determinado.
En la definición de operaciónunitaria establecemos el cambio sobre la materia, pero la materia solo puede sufrir cambios en tres formas determinadas:
* Modificando sus masa
* Modificando su cantidad de energía
* Modificando sus condiciones de movimiento
Estos son las únicas formas en las que un cuerpo puede ser modificado. Esto deriva en que cuando un cuerpo está en un estado absolutamente definido cuando poseenuna composición, posición y movimiento y una cantidad de energía determinados. Esta sentencia tiene su confirmación matemática en las siguientes tres leyes:
* Ley de conservación de la materia
* Ley de conservación de la energía
* Ley de conservación de la cantidad de movimiento
De acuerdo con estos conceptos se clasifican las operaciones unitarias según la propiedad que trasfiera enla operación y la que sea más relevante en la misma. Consecuentemente con lo anterior las operaciones unitarias pueden clasificarse en dos grandes grupos. Operaciones unitarias física y operaciones unitarias químicas.,
Operaciones Unitarias Fisicas
1. Transferencia de Masa
2. Transferencia de Calor o Energía
3. Transferencia de Momentum
4. Transferencia de Materia y Calor
5.Operaciones Unitarias Complementarias
Operaciones Unitarias Quimicas
A continuación se presenta una breve reseña sobre cada una de las operaciones unitarias y unos ejemplos para ayudar a visualizar la operación.
1. Transferencia de Materia
Cuando un sistema contiene uno o más componentes y se presenta una diferencia de concentración que varía de un punto a otro, existe una tendencianatural a transferir masa, con el objetivo de disminuir el gradiente o diferencia de concentración.
La transferencia de un constituyente de una región de alta concentración a una región de baja concentración se denomina transferencia de masa. La fuerza motora de esta transferencia es el gradiente de concentración.
Ejemplos:
* Extracción Líquido – Líquido: es un proceso químico empleado paraseparar componentes de una mezcla no homogénea mediante la relación de sus concentraciones en dos fases liquidas inmiscibles.
* Absorción: Consiste en poner en contacto un gas con un liquido para que el liquido disuelva algunos de los componentes del gas y que este quede libre de los mismos componentes.
* Adsorción: Esta operación consiste en la eliminación de algunos componentes en una fasefluida por efecto de un sólido que lo retiene.
* Destilación: es la más utilizada en ingeniería química y consiste en separar 2 o más componentes de una mezcla líquida aprovechando sus diferencias en cuanto a la presión de vapor.
2. Transferencia de Calor o Energía
La transferencia de calor puede explicarse como las cantidades brutas de calor que gana o pierde un sistema y se puede...