INTRODUCCIÓN A LAS OPERACIONES UNITARIAS

OPERACIONES UNITARIAS

Se llama operación unitaria a cualquier proceso físico de transformación donde puede existir un intercambio de energía del tipo físico, de una materia prima en otro producto de características diferentes.

Se entiende que los procesos de transformación en general y las operaciones unitarias, en lo particular, tienen como objetivo el modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en forma más útil a nuestros fines.

Las operaciones unitarias son comunes en los procesos industriales, sean químicos, físicos o biológicos y se refieren a las etapas individuales y diferenciables entre sí, en que pueden ser divididos tales procesos.

APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA

Debido a la enorme complejidad de los procesos llevados a cabo en la industria, es importante introducir un apartado donde se expliquen aquellos más comunes. Entre ellos tenemos:

• Extracción: es un proceso de separación que consiste en el uso de disolvente selectivo (disolvente que únicamente actúa sobre unas sustancias de características determinadas y no sobre otras). De este modo, se separan distintas sustancias que pertenecen a una mezcla. Es así que tenemos extracciones de líquido a líquido y solido a líquido.

ejemplo de extracción liquido-liquido

• Destilación: es una operación básica llevada a cabo para la separación de sustancias, tanto en estado sólido, como líquido y gaseoso, mediante las diferencias de sus puntos de ebullición y sus diferentes volatilidades.

destilación de agua salada

• Rectificación: básicamente es la destilación de una mezcla de muchos componentes, donde sus puntos de ebullición se mueven en amplios intervalos de temperatura. La rectificación es una de las operaciones básicas más frecuentes en la industria química, petroquímica y farmacéutica que permite la separación - purificación de los componentes de una mezcla.

planta de rectificación

• Sedimentación: es el proceso por el cual las partículas suspendidas en cualquier tipo de disolución y por el efecto de la fuerza de gravedad son depositadas en el fondo del recipiente. Este proceso es posible siempre y cuando el peso de la sustancia a sedimentar es mayor que el del agua y no sea soluble, sino que este suspendida.

sedimentario en el tratamiento de aguas residuales

• Decantación: este proceso elimina partículas, ya sea por sedimentación o flotación.
• Centrifugación:  es un proceso con enormes variables y diversas aplicaciones, desde las mas cotidianas hasta nuevas formas y modificaciones de alta tecnología, principalmente en la industria alimentaria y en los análisis clínicos.

centrifugadora para obtención de aceite

• Absorción: es un tipo nuevo de operación unitaria consiste en la separación de una mezcla de sustancias en estado gaseoso, haciéndola paras por un disolvente donde se formará una disolución de liquido y gas. 

• Desorción o stippin: es lo contrario a la absorción, se hace fluir una corriente gaseosa a lo largo de una torre, extrayendo el gas uno o varios elementos de la disolución. Siendo arrastrados por el gas, que en este caso funciona como extractor.

• Cristalización: es la técnica operatoria básica, la cual consiste en la formación de un solido cristalino a partir de un elemento en cualquier estado de agregación, ya sea sólido, liquido o gaseoso mediante una sobresaturación.

Cristalizador de vació 

• Recristalización: es una operación muy común llevada a cabo dentro del laboratorio, que sirve para purificar distintas sustancias y obtener el mayor grado de pureza posible. El procedimiento consta de una fase de disolución a altas temperaturas, donde solo la sustancia a purificar es disuelta, de modo que se filtra eliminando dichas impurezas. A continuación, se enfría el filtrado, volviendo a cristalizar, pero ya purificado. 

CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS

Las operaciones básicas tienen por objeto la modificación de alguno de sus parámetros. Estos pueden ser de materia, energía o movimiento, clasificándose en función de la transferencia de estos parámetros entre dos sistemas distintos.

• OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA

Los procesos de transferencia de materia son importantes ya que la mayoría de los procesos químicos requieren de la purificación inicial de las materias primas o de la separación final de productos y subproductos. Ejemplos: destilación, absorción, extracción.

• OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA

Las operaciones unitarias que transfieren energía o calor se llevan a cabo a través de mecanismos de transferencia de calor que son: conducción, convección y radiación. Ejemplo: aislamiento térmico, evaporación, etc.

• OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA SIMULTANEA DE MATERIA Y ENERGÍA

La transferencia de energía y de materia es una ciencia básica que trata de la rapidez de transferencia de energía térmica. Ejemplo: cristalización, secado, filtración.

FUENTE:

• ·         Operaciones unitarias (Martha Orozco Flores) 
•        https://www.docsity.com/es/clasificacion-de-operaciones-unitarias/896910/