Operaciones Unitarias. Conceptos Generales

Operaciones unitarias.conceptos generales

Objetivos

El alumno deberá familiarizarse con los principios

generales de las operaciones unitarias controladas por

la transferencia de materia y/o por la transmisión de

calor. Asimismo deberá llegar a conocer los criterios que permiten

establecer otras clasificaciones.

1. Introducción

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. Cada una de estas operaciones es una operación unitaria. Este

concepto fue introducido en 1915 por el profesor Little, 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 llamarse operaciones unitarias,

como pulverización, secado, cristalización, filtración, evaporación,

destilación, etc. El número de estas operaciones básicas

no es muy grande, y generalmente sólo unas cuantas de entre

ellas intervienen en un proceso determinado.”

Con esta simplificación se ha reducido la complejidad del

estudio de los procesos industriales, pues del conjunto de

todos los procesos químicos que pueden imaginarse bastará

con estudiar el grupo de las 25 ó 30 operaciones unitarias existentes.

Un proceso determinado será, por tanto, la combinación

de operaciones unitarias.

A. Marcilla Gomis

Introducción a las operaciones de separación

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2. Clasificación de las operaciones unitarias

Cada operación unitaria tiene como objetivo el modificar las

condiciones de una determinada cantidad de materia en forma

más útil a nuestros fines. Este cambio puede hacerse principalmente

por tres caminos:

• Modificando su masa o composición (separación de fases,

mezcla,...)

• Modificando el nivel o calidad de la energía que posee

(enfriamiento, vaporización, aumento de presión, ...)

• Modificando sus condiciones de movimiento (aumentando

o disminuyendo su velocidad o su dirección).

Estos tres son los únicos cambios posibles que un cuerpo

puede sufrir. De acuerdo con estas ideas, normalmente se clasifican

las operaciones unitarias en función de la propiedad -

materia, energía o cantidad de movimiento que se transfiere

en la operación o la que sea más relevante. Debe notarse que

en cualquier operación, por lo común se transferirá simultáneamente

materia, energía y cantidad de movimiento pues las

dos últimas propiedades están asociadas a la materia, por el

hecho de existir. No obstante, la operación no vendrá controlada

necesariamente por las tres transferencias, sino sólo por

Tema 1

Operaciones unitarias. Conceptos generales

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una o, a lo sumo, por dos. De acuerdo con el criterio de cuál

es la

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