Quimica

CAPÍTULO 1
Introducción a los
principios de ingenieria
y sus unidades
1.1 CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS Y
LOS PROCESOS DE TRANSP ORTE
l.lAI n t r o d u c c i ó n
En las industrias de procesos químicos y físicos, así como en las de procesos biológicos y de ali- mentos, existen muchas semejanzas en cuanto a la forma en que los materiales de entrada o de alimentación semodifican o se procesan para obtener los materiales finales de productos químicos o biológicos. Es posible considerar estos procesos químicos, físicos o biológicos, aparentemente distintos, y clasificarlos en una serie de etapas individuales y diferentes llamadasoperaciones
unitarias. Estas operaciones unitarias son comunes a todos los tipos de industrias de proceso.
Por ejemplo, la operaciónunitaria conocida comodestilación se usa para purificar o separar
alcohol en la industria de las bebidas y también para separar los hidrocarburos en la industria del
petróleo. El secado de granos y otros alimentos es similar al secado de maderas, precipitados filtrados
y estopa de rayón.
La operación unitariaabsorción se presenta en la absorción de oxigeno del aire en los procesos defermentación o en una planta de tratamiento de aguas, así como en la absorción de hidrógeno gaseoso en un proceso de hidrogenación líquida de aceites.
La evaporación de sahnueras en la industria química es similar a la evaporación de soluciones de
azúcar en la industria alimenticia. La sedimentación de sólidos en suspensiones en las industrias de
tratamiento de aguas y minería, es una operaciónsimilar. El flujo de hidrocarburos líquidos en refinerías
de petróleo y el flujo de leche en una planta de productos lácteos se llevan a cabo de manera semejante.
Las operaciones unitarias estudian principalmente la transferencia y los cambios de energía, la transferencia y los cambios de materiales que se llevan a cabo por medios físicos, pero también por medios fisicoquímicos. A continuación sedescriben las operaciones unitarias importantes que se cubren en este libro, y que corresponden a aquellas que se pueden combinar en diversas secuencias en un proceso.
l.lB Clasificación de las operaciones unitarias
1. Flujo de fluidos.Estudia los principios que determinan el flujo y transporte de cualquier fluido
de un punto a otro.
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1.1 Clasificación de las operaciones unitarias ylos procesos de transporte
2. Transferencia de calor.Esta operación unitaria concierne a los principios que gobiernan la
acumulación y transferencia de calor y de energía de un lugar a otro.
3. Evaporación.Éste es un caso especial de transferencia de calor, que estudia la evaporación
de un disolvente volátil (como el agua), de un soluto no volátil como la sal o cualquier otro tipo dematerial en solución.
4.Secado. Separación de líquidos volátiles casi siempre agua de los materiales sólidos.
5. Destilación. Separación de los componentes de una mezcla líquida por medio de la ebullición
basada en las diferencias de presión de vapor.
6.Absorción. En este proceso se separa un componente gaseoso de una corriente por tratamiento
con un líquido.
7. Separación de membrana.Esteproceso implica separar un soluto de un fluido mediante la
difusión de este soluto de un líquido o gas, a través de la barrera deuna membrana semipermeable,
a otro fluido.
8. Extracción líquido-líquido. En este caso, el soluto de una solución líquida se separa poniéndolo
en contacto con otro disolvente líquido que es relativamente inmiscible en la solución.
9. Adsorción. En este proceso,un componente de una corriente líquida o gaseosa es retirado y
adsorbido por un adsorbente sólido.
10 . Lixiviación líquido-sólido.Consiste en el tratamiento de un sólido finamente molido con un
líquido que disuelve y extrae un soluto contenido en el sólido.
ll.Cristalización. Serefiere a la extracción de un soluto, como la sal, de una solución por
precipitación de dicho soluto.
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