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Operaciones Unitarias


Enviado por   •  22 de Octubre de 2013  •  790 Palabras (4 Páginas)  •  477 Visitas

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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 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, filtración1 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.

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:

1.- Modificando su masa o composición (separación de fases, mezcla,...)

2.-Modificando el nivel o calidad de la energía que posee (enfriamiento,evaporizacíón, aumento de presión, ..)

3.- 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 una o, a lo sumo, por dos. De acuerdo con el criterio de cuál es la transferencia más relevante, las operaciones unitarias se clasifican en:

1.- operaciones de transferencia de materia

2.- operaciones de transmisión de energía

3.- operaciones de transmisión simultánea de materia y energía

4.- operaciones de transporte de cantidad de movimiento

Operación Unitaria: Intercambiador de Calor

El vapor ingresa al equipo en condición de saturación, a la presión de 1 atm y 100°C. La leche ingresa a 20 °C por el lado de los tubos y sale a 80°C. En función del esquema, y la información que se entrega, señale:

1. Qué tipo de operación unitaria es?

2. Describa lo que sucede al interior del equipo. Represente gráficamente el cambio de temperatura al interior del equipo en función del recorrido. Puede identificar la fuerza motriz de la operación unitaria?

3. Si el CP de la leche es de 4,1 kJ/kg°C, determine el calor entregado por el vapor.

Operación Unitaria: sedimentador

2.1. Sedimentador Primario

El sedimentador primario recibe las aguas servidas crudas provenientes de rejas u otros sistema de pre-tratamiento destinado a capturar elementos mayores, que pudiesen provocar problemas en la operación de los equipos y/o unidades de proceso ubicadas aguas abajo. El objetivo de esta unidad es remover los sólidos sedimentables y flotantes como aceites y grasa, logrando una reducción en la concentración de sólidos suspendidos. La eficiencia de este proceso permite remover desde 50% al 70% de los sólidos suspendidos, y como consecuencia disminuyendo la DBO desde 25% a 40%(Metcalf&Eddy, 2003).Generalmente, los sedimentadores son de flujo horizontal y forma circular, aún cuando en algunas instalaciones se utilizan sedimentadores rectangulares. La unidad está equipada de barredores de fondo y superficiales para retirar los lodos que se acumulan al sedimentar y los flotantes respectivamente .El diseño de esta unidad está basado en una tasa superficial cuyos valores están en el rango de 30 a 50 m3/m2/día para caudal promedio y de 80 a 120 m3/m2/día para caudal peak (Metcalf&Eddy, 2003). Cuándo el área de la unidad está definida, el TRH se determina al elegir la profundidad a usar. Los lodos purgados por esta unidad, se caracterizan por su tendencia a ponerse sépticos en poco tiempo, y de lograr una concentración entre 4 a 12%

1. Qué tipo de operación unitaria es?

2. Describa lo que sucede al interior del equipo. Puede identificar la fuerza motriz de la operación unitaria?

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