Taller Operaciones Unitarias

OPERACIONES UNITARIAS
1. Qu son las operaciones unitarias? Las industrias que implican procesos fsicos, qumicos, biolgicos y alimenticios, tienen como objetivo la transformacin de materiales o materia prima mediante una serie de etapas sucesivas que le dan valor agregado al producto final; aunque existan infinidades de procesos de transformacin, estos pueden ser fragmentados en etapas con caractersticas y principios especficos. Los cuales pueden agruparse as:
Procesos Unitarios: son aquellos que conlleva a la transformacin de las propiedades qumicas de los materiales implicados al inicio o en el intermedio de los Procesos industriales.
Operaciones
Unitarias.:
son
aquellas
que
implican
una
transformacin
en
las
caractersticas fsicas de la materia en cualquier parte del proceso, es decir aquellas que ejercen acciones necesarias para el transporte, adecuacin y/o transformacin de las materas (Lpez, 1998) . El concepto de Operaciones unitarias fue introducido en 1915 por el profesor Little del Massachussets Institute of Technology, su definicin fue: Todo procesos qumico introducido en
cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de lo que pudieran llamarse Operaciones Unitarias, como pulverizacin, secado, cristalizacin, filtracin, evaporacin, destilacin, etc. El nmero de estas operaciones bsicas no es muy grande, y generalmente solo unas cuantas entre ellas intervienen en un procesos determinado.
La labor de la Ingeniera qumica con las operaciones unitarias consiste en lograr un equilibrio entre los principios de aplicacin y la adaptacin a condiciones reales en las diferentes industrias. La ingeniera qumica aprovecha el hecho de que las operaciones unitarias posean tcnicas
comunes y se basen en los mismos principios cientficos (McCabe, Smith, & Harriott, 1991) ya que
pueden ser estudiadas individualmente facilitando el entendimiento de los procesos que las incluyen. 2. Clases de operaciones unitarias. Los tipos de operaciones unitarias se dividen segn las condiciones de la materia que modifiquen. En la siguiente Grafica 1, se ilustra los tipos y las operaciones unitarias que lo componen.
Tipos de operaciones unitarias.
Transferencia de masa
Transferencia de calor
Transferencia de calor y masa simultaneamente
Transporte de fluidos
Separacin
Operaciones fsicas complementarias
Absorcin
Intercambiador de calor
Cristalizacin
Compresores
Filtracin
Trituracin
Destilacin
Hornos
Secado
Bombas
Sedimentacin
Molienda
Extraccin
Aerorrefrigerantes Evaporadores
Liofilizacin
Fluidizacin y transporte mecnico
Clasificacin hidrulica
Tamizado
Adsorcin
Condensadores
Torres de enfriamiento
Flotacin
Mezclado
Intercambio inico
Acumuladores de calor
Centrifugacin
Almacenaje mantenimiento
Osmosis inversa
Grafico1. Tipos de operaciones unitarias.
I.
Operaciones unitarias basadas en la transferencia de momento.
Se basan en el movimiento de los fluidos implicados del proceso, cumpliendo la funcin de transportar y aumentar su energa cintica. Una de las ms aplicadas en la industria son las bombas, que tienen la funcin de impulsar lquidos por medio de suministros de energa mecnica. II. Operaciones unitarias basadas en la transferencia de masa.
En este caso se transfiere masa de una fase a otra fase diferente; el mecanismo bsico es el mismo, ya sea que las fases sean gaseosas, slidas o lquidas. (Geankoplis, 1998)
La destilacin es una operacin untara que consiste en la separacin de los componentes de una mezcla liquida, basndose en la diferencia de presin de vapor de sus componentes. III. Operaciones unitarias basadas en la transferencia de calor.
En este proceso fundamental se considera como tal a la transferencia de calor que pasa de un lugar a otro (Geankoplis, 1998) este flujo de calor causa el calentamiento o enfriamiento o cambio de fase
de las materias implicadas.

En los sistemas mecnicos, qumicos, nucleares y otros, ocurre que el calor debe ser transferido de un lugar a otro, o bien, de un fluido a otro (Jaramillo, 2007). Los intercambiadores de calor cumplen
dicha funcin.
3. Aplicacin de las operaciones unitarias en industria alimenticia, petrolera y textil.
a. Industria alimenticia: Elaboracin de Yogurt batido. En la fabricacin de un alimento las operaciones unitarias tienen la funcin de dar un tratamiento fsico a su materia prima, cuidando de no modificar sus propiedades qumicas y bioqumicas. El tratamiento fsico puede tener objetivos como el mejoramiento de las caractersticas organolpticas, la preparacin o acondicionamiento de la materia prima para diferentes procesos microbiolgicos o qumicos y la proteccin del alimento. Como ejemplo ilustrativo se muestra en la Grfica 2 el proceso de elaboracin de yogurt batido.
Leche estandarizada homogenizacion. 55C, 50MPa Refrigeracin 30-32C
Inoculacin 0,025%
Incubacin 16-20 horas
Agitacin
Refrigeracin 6C
Envasado
Grfica 2. Elaboracin de Yogurt batido (Universidad nacional abierta y a distancia, 2010) Las operaciones unitarias implicadas en este proceso son: Estandarizacin de la leche: b. Industria petrolera: Refinacin del petrleo. i. Pasterizacin alta. 1. Refrigeracion 30.32C a. Inoculacin 0,025%
c. Industria textil.
BIBLIOGRAFA

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OPERACIONES UNITARIAS

Tipos de operaciones unitarias.

Transferencia de calor y masa simultaneamente

Operaciones fsicas complementarias

Fluidizacin y transporte mecnico

Grafico1. Tipos de operaciones unitarias.

Operaciones unitarias basadas en la transferencia de momento.

de las materias implicadas.

3. Aplicacin de las operaciones unitarias en industria alimenticia, petrolera y textil.

Leche estandarizada homogenizacion. 55C, 50MPa Refrigeracin 30-32C

Incubacin 16-20 horas

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