operaciones unitarias

Introducción a las Operaciones Unitarias

Ing. Cristian Pereira A.

OPERACIONES UNITARIAS
FUNDAMENTOS DE PROCESO
Se puede definir un proceso industrial como la transformación controlada de materia
prima para la obtención de productos determinados. En los equipos de procesos
podemos definir que las corrientes de entrada son los insumos o materia prima y que
las corrientes de salida sonlos productos deseados.
En un proceso, si no existen flujos de entrada y salida, se habla de un sistema cerrado
o aislado, si por el contrario hay corrientes de entrada y salida, hablamos de un
sistema abierto.
Como volumen de control donde se puede aplicar un balance de materia, se debe
definir un sistema, que corresponde a cualquier porción determinada o total de un
proceso.
Generalmentese establece la frontera del sistema como un límite físico que engloba
una parte del proceso, es decir, una cantidad determinada de equipos de proceso,
donde se puede diferenciar claramente lo que pertenece al sistema, las corrientes de
entrada y salida. También la frontera del sistema debe permitir la medición de todos
los flujos de entrada y salida.
Un proceso puede ser representado en formaglobal o como una serie de unidades.
Cada unidad de operación puede ser representada en forma esquemática, lo que
corresponde al diagrama de proceso.

Figura 1. Diagrama de procesos genérico
En el diagrama de proceso se dibujan los equipos, corrientes de proceso e insumos
relacionados. Un diagrama enumera las corrientes y contiene toda la información
disponible de las variables de proceso.Las variables de proceso corresponden a la
información del sistema respecto de caudales, composiciones, temperatura o presión.

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A menudo se utiliza un process flow o un P&ID para representar el diagrama de
procesos.

Clasificación de los procesos
•

basado en cómo varía el proceso en el tiempo:
1. proceso en estado estacionario es donde las variables no cambian con
el tiempo,todas las variables tienen el mismo valor en el tiempo.
2. proceso transiente es donde las variables de proceso cambian con el
tiempo en forma regular.

•

basado en la forma de operación:
1. proceso continuo es donde las corrientes de alimentación y producto del
proceso entran y salen todo el tiempo del sistema.
2. proceso batch es donde las corrientes de alimentación son sólo en lapartida del proceso. El material alimentado es procesado a través de varias
etapas y el producto final es retirado en un tiempo específico. Los pasos
son:
•

alimentación o carga a un sistema

•

comienzo del proceso

•

monitoreo de variables, sin entrada ni salida de materia

•

retiro de producto en condiciones fijas

3. el proceso semibatch es una combinación de los anteriores.FUNDAMENTOS DE TERMODINAMICA
Estados de agregación de la materia
En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre
varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición. La figura
indica cómo se denominan los cambios de estado:

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Figura 2. Cambios de estado
Los dos parámetros de los que depende que una sustancia o mezcla se encuentreen
un estado o en otro son temperatura y presión. La temperatura es una medida de la
energía cinética de las moléculas y átomos de un cuerpo. Un aumento de temperatura
o una reducción de la presión favorecen la fusión, la evaporación y la sublimación,
mientras que un descenso de temperatura o un aumento de presión favorecen los
cambios opuestos.
La materia se nos presenta en muchas fases oestados, todos con propiedades y
características diferentes, y aunque los más conocidos y observables cotidianamente
son cuatro:
•

Fase Sólida

•

Fase Líquida

•

Fase Gaseosa

•

Fase Plasma

Otros estados son observables en condiciones extremas de presión y temperatura.
Calor sensible
Se denomina calor sensible a la energía calorífica que, aplicada a una sustancia,...