Operaciones unitarias

1. DEFINA OPERACIONES UNITARIAS, Y PORQUE SE RELACIONA CON PROCESO DE SEPARACION:

Una operación unitaria puede definirse como un área del proceso o un equipo donde se incorporan materiales, insumos o materias primas y ocurre una función determinada, son actividades básicas que forman parte del proceso.

Se llama operación unitaria a una parte indivisible de cualquier proceso detransformación, sea físico, químico o de naturaleza biológica, de una materia prima en otro producto de características diferentes.

Las operaciones unitarias se relacionan con los procesos de separación ya que se basan en las diferencias que existen en las propiedades físicas más que en las químicas. Tales procesos dependen de la diferencia de composición que presentan las fases en equilibrio o bien lavelocidad de transferencia de masa que tienen los constituyentes en una mezcla.

2. CLASIFICACION DE LOS PROCESOS DE SEPARACION:

Los procesos de separación pueden ser clasificados como procesos de transferencia de masa, energía y movimiento.
La clasificación puede basarse en los medios de separación, mecánico o químico.
La elección de la separación depende de una evaluación de ventajas ydesventajas de cada uno.
Las separaciones mecánicas suelen ser favorecidas en lo posible, debido al menor costo de operación comparado con las separaciones químicas. Los sistemas que no pueden ser separados por medios puramente mecánicos (por ejemplo, el petróleo) hacen que la separación química sea la solución restante. La mezcla a tratar puede ser una combinación de dos o más estados deagregación.
Según las fases que interviene:

Fase: gas – liquido
Operaciones básicas: absorción, destilación/rectificación, humidificación y evaporación.

Fase: Liquido – liquido
Operaciones básicas: extracción, osmosis/osmosis inversa.
Fase: liquido – sólido
Operaciones básicas: adsorción, intercambio iónico, lixiviación, cristalización, filtración, sedimentación y centrifugación.

Fase: Gas –sólido
Operaciones básicas: adsorción, secado y liofilización.

3. PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LOS PROCESOS DE SEPARACION:

Agente de separación y principio de separación


La alimentación consiste de una corriente de materia o de varias corrientes. Hay dos productos que difieren en composición; esto es consecuencia de la naturaleza fundamental de una separación (principio deseparación)
La separación es causada por la adición de un agente de separación, que toma la forma de otra corriente de materia o energía. Con la frecuencia, el agente de separación provoca la formación de una segunda fase de materia. Una separación tiene lugar si la fase generada tiene una composición diferente de la fase inicial (alimentación).

Factor de separación
Nos indica el grado de separaciónque podemos obtener en cualquier proceso de separación en particular.

Donde, i,j: componentes; 1,2: productos.

Así, el factor de separación es la razón de las fracciones molares de los dos componentes en el producto 1 dividido por la razón en el producto 2.

Si = 1, no ocurre separación.

Si > 1, i se concentra más en el producto 1 que j.

Si < 1, j seconcentra más en el producto 1 que i.

Tener en cuenta:

• Sistema V-L:

Procesos ideales αij =

Procesos no ideales αij =

• sistemas binarios: =

• sistemas L-L: = =

4. LEYES QUE SE CUMPLEN EN LO PROCESOS DE SEPARACION

Ley de Henry: la concentración de un gas disuelto en un líquido es proporcional a la presión parcial de dicho gas: K = P/X. Esta ley solo sirve cuando nohay reacciones químicas, y para disoluciones diluidas.
Ley de conservación de la materia, energía y cantidad de movimiento.

5. TIPOS DE OPERACIONES
Las operaciones se clasifican en dos grandes grupos.
- OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS.
- OPERACIONES UNITARIAS QUÍMICAS.
Operaciones unitarias físicas
- De transferencia de materia.
Están basadas en un fenómeno denominado difusión....