Operaciones unitarias

OPERACIONES UNITARIAS
Sería prácticamente imposible estudiar el número casi infinito de procesos químicos que se Llevan a cabo en la industria diariamente, si no hubiera un punto en común a todos ellos. Afortunadamente, esta conexión existe. Cualquier proceso que se pueda diseñar consta de una serie de operaciones físicas y químicas que, en algunos casos son específicas del proceso considerado,pero en otros, son operaciones comunes e iguales para varios procesos. Generalmente un proceso puede descomponerse en la siguiente secuencia:

1- Materias Primas
2- Operaciones físicas de acondicionamiento
3- Reacciones químicas
4- Operaciones físicas de separación
5- Productos

Cada una de estas operaciones es una operación unitaria. Este concepto fue introducido en 1915 por el profesorLittle, del Massachussets Institute of. Technology (M.I.T). La definición dada entonces, fue la siguiente: "... todo proceso químico conducido en cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de lo que pudieran Ilamarse OPERACIONES UNITARIAS, como pulverización, secado, cristalización, filtración, evaporación, destilación... El número de estas operaciones básicas no es muy grande, ygeneralmente sólo unas cuantas de ellas intervienen en un proceso determinado."
Tienen como objetivo modificar las condiciones de una determinada unidad de masa para conseguir una finalidad. Esta Modificación se puede conseguir:
-Modificando su masa o composición.
-Modificando su nivel o cantidad de energía.
-Modificando las condiciones de movimiento: velocidad.

El estado de un cuerpo estáabsolutamente definido cuando están especificadas la cantidad de materia y composición, cuando conocemos su energía y cuando conocemos las componentes de la velocidad con las que dicho cuerpo está en movimiento.
De este modo para la clasificación de las operaciones unitarias se tiende a la propiedad que predomina en una transformación, En base a ello la clasificación se hace en dos grandesgrupos:
• Operaciones unitarias físicas.
• Operaciones unitarias químicas.
Dentro de las Operaciones Unitarias Físicas tenemos:
- De transferencia de materia.
- De transferencia de energía.
- De transferencia simultánea de materia y energía.
- De transferencia de cantidad de movimiento.
- Complementarias.
En todas las operaciones unitarias hay en común el concepto de fuerza impulsora. Lacantidad de la propiedad transferida por unidad de tiempo y superficie es igual a la fuerza impulsora partido de la resistencia.
Fuerza impulsora para los tres tipos de propiedades.
Materia: la fuerza impulsora es igual a las diferencias de oncentraciones, presiones... en el seno del fluido que estemos estudiando.
Energía: la fuerza impulsora se da cuando existe una diferencia de temperaturasen el seno de la masa.
Cantidad de movimiento: la fuerza impulsora es la diferencia de velocidades que existe entre dos zonas del fluido.

Las Operaciones Unitarias Químicas; Tiene por objetivo distribuir de una forma distinta los átomos de una molécula para dar otra, es decir, el paso de los reactivos a los productos, se da en los reactores químicos y para el diseño de estos se deben estudiarestas características:
- Asegurarnos de que el modo de fluir de los reactivos sea total, para conseguir la mezcla deseada.
- Proporcionar el tiempo de contacto necesario entre las sustancias y el catalizador (si lo hay) hasta lograr la extensión deseada de la reacción.
- Permitir que se adquieran las condiciones de presión, temperatura y composición de modo que la reacción tenga lugar en elmodo y la velocidad deseados, para lo cual hay que atender a los aspectos termodinámicos y cinéticos de la reacción.
La fuerza impulsora hay que considerarla en relación al aspecto termodinámico (lo que nos indica el avance de la reacción es G<0). En relación con el aspecto cinético, la velocidad de la reacción química depende de la temperatura y de las concentraciones de los reactivos....