operaciones unitarias

Tipos de Operaciones Unitarias
Las operaciones unitarias más comunes se producen en Reactores, intercambiadores de Calor, bombas, mezcladores y separadores, y en cada proceso / operación unitaria se cambian las condiciones de una determinada cantidad de materia de una o más de las siguientes formas:
Modificando su masa o composición
Modificando el nivel o calidad de la energía que poseeModificando sus condiciones de movimiento
Cada operación unitaria tiene una fuerza impulsora, un gradiente en alguna propiedad, que da cuenta del mecanismo principal de transferencia:
Clasificaremos las operaciones unitarias en las siguientes 6 tipos:
Transferencia de masa
Los procesos de transferencia de masa son importantes ya que la mayoría de los procesos químicos requieren de la purificación inicialde las materias primas o de la separación final de productos y subproductos.
Consideraremos los siguientes 5 procesos:
Destilación
Corresponde a la separación de una mezcla líquida basada en la diferencia de volatilidad. La operación puede ser principalmente simple, súbita o extractiva. Se utilizan columnas de relleno (packing towers) y su campo de aplicación es en petróleo, solventes, licores,etc.
Absorción
La absorción es una operación de separación que consiste en la transferencia de uno o más componentes minoritarios de una corriente gaseosa a una corriente líquida, llamada disolvente. El objetivo de esta operación suele ser purificar una corriente gaseosa para su procesamiento posterior o su emisión a la atmósfera, o bien, recuperar un componente valioso presente en la corrientegaseosa.
La absorción del SO2 presente en los gases de combustión mediante soluciones alcalinas y la absorción de CO y CO2 del gas de síntesis de amoníaco son ejemplos de purificación, mientras que la absorción de óxidos de nitrógeno en agua es la etapa final del proceso de fabricación de ácido nítrico. La absorción se suele llevar a cabo en torres o columnas de relleno.
Extracción (lixiviación olavado)
Es la extracción sólido líquido, operación para separar los constituyentes solubles de un sólido inerte con un solvente. El proceso completo de extracción suele comprender la recuperación por separado del solvente y del soluto. La extracción sólido-líquido tiene gran importancia en un gran número de procesos industriales. En metalurgia en la extracción de: cobre con ácido sulfúrico, oro concianuro, etc. Muchos productos orgánicos naturales se separan de sus estructuras originales mediante lixiviación. Por ejemplo el azúcar se separa por lixiviación de la remolacha con agua caliente.
Adsorción
Separación de los componentes de un fluido mediante un sólido adsorbente. Se diferencia de la absorción en que la sustancia queda retenida en la interface, sin pasar al seno de la otra fase. Sedistingue de la cristalización porque el componente que se transfiere a través del fluido no tiene la misma naturaleza que la fase sólida, sino que se fija sobre ella. La operación puede ser a través de lecho fijo, alumina, sílica gel, etc. Se utilizan generalmente columnas de lecho fijo en paralelo para secar gases, eliminar olores y solventes.
Intercambio Iónico
El intercambio iónico es unproceso por medio del cual un sólido insoluble remueve iones de cargas positivas o negativas de una solución electrolítica y transfiere otros iones de carga similar a la solución en una cantidad equivalente. Este proceso ocurre sin que existan cambios estructurales en el sólido. Si los sólidos intercambian iones positivos (cationes) se denominan intercambiadores catiónicos e intercambiadores aniónicossi intercambian iones negativos (aniones). Por ejemplo, la dureza del agua se puede eliminar reemplazando los iones calcio (Ca++) por iones sodio (Na+) utilizando una resina cambiadora de cationes (zeolita).
Transferencia Simultánea de Calor y Masa
La transferencia de calor y de masa es una ciencia básica que trata de la rapidez de transferencia de energía térmica. Tiene una amplia área de...