Introducción.
Las operaciones unitarias implican tratamientos físicos de la materia prima con el objetivo de obtener los productos deseados a partir de dicha operación. Estas operaciones obedecen las leyes de la conservación de la masa y la energía, así como también la cantidad de movimiento.
A diferencia de los procesos unitarios que transforman la naturaleza química de la materia, las operaciones tienen como finalidad modificar su condición a través del gradiente de una de sus propiedades fisicoquímicas. (Bolivar)
En está actividad se realizo una tabla en donde se describen de manera simplificada el proceso de algunas operaciones unitarias, posteriormente se realizo un mapa conceptual en donde se clasifican dichas operaciones unitarias según su clasificación.
Tabla de definiciones de operaciones unitarias.
| Operaciones Unitarias | Definición |
| Cristalización | Formación de partículas sólidas cristalinas en el seno de una fase homogénea. Desde el punto de vista industrial la cristalización más importante a llevar a cabo es la de formación de cristales a partir de disoluciones sobresaturadas. (Desconocido, Operaciones básicas - transferencia de calor, calor y materia, y de movimiento, 2014) |
| Ultrafiltración | La ultrafiltración es el proceso capaz de fraccionar, separar y concentrar sustancias sin que éstas sufran cambios de fase, en el cual se utiliza una membrana semipermeable con poros de tamaño definido, que determina el tamaño de las partículas que pasarán a través de ella. (Amorós & Amaya, 2013) |
| Adsorción | Es la eliminación de algunos componentes de una fase fluida mediante un sólido (carbón activo, arcilla, etc.) que los retiene en su superficie por medio de interacciones débiles (fisisorción) o fuertes (quimisorción). (Aznar & Cabanelas) |
| Absorción | Es la operación unitaria que consiste en la separación de uno o más componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente líquido con él, cual forma solución (un soluto, o varios solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida). (de la Iglesia Ceballos) |
| Evaporación | Su objetivo es la concentración de una disolución diluida por un soluto y por un disolvente volátil mediante la evaporación parcial de dicho componente. |
| Humidificación | La humidificación es una operación que consiste en aumentar la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa. (Fernandez, 2014) |
| Destilación | Basada en la ebullición de una disolución al igualarse la presión de vapor de la disolución a la presión externa, con objeto de producir la separación por diferencia en las temperaturas de ebullición de los componentes de la disolución. (Aznar & Cabanelas) |
| Intercambio iónico | Se basa en la posibilidad de sustituir especies iónicas unidas por fuerzas electrostáticas a la red de un sólido de naturaleza orgánica (red polímera) o inorgánica por otras del mismo signo presentes en un líquido que se hace discurrir a su través. (Aznar & Cabanelas) |
| Extracción | Es la disolución de uno o más de los componentes de una disolución en otro disolvente distinto. (Aznar & Cabanelas) |
| Lixiviación | Consiste en la remoción o extracción de un componente soluble (soluto) contenido en un sólido mediante un solvente apropiado. Es una operación de transferencia de masa por lo que es indispensable que exista un contacto intimo entre el solvente y el soluto contenido en el sólido. (Desconocido) |
| Filtración | Permite la separación de sólidos de un fluido mediante una malla filtrante que retendrá aquellos sólidos de un tamaño superior al establecido cuando circule el fluido a través de ella. (Desconocido, Operaciones básicas - transferencia de calor, calor y materia, y de movimiento, 2014) |
| Sedimentación | Se basa en la separación por densidad en el caso en que la fase continua (agua) es menos densa que la dispersa (sólidos en suspensión). (Aznar & Cabanelas) |
| Mezclado | Es una operación unitaria que se lleva a cabo por medios mecánicos y que es ampliamente usada en los ámbitos en los que se pretenda obtener una combinación de distintos componentes. (Castelló Gómez & Barrera Puidollers ) |
| Centrifugación | Separación de dos fases de densidad parecida creando un campo de fuerza centrífuga mediante un sistema mecánico de rotación. (Desconocido, Operaciones básicas - transferencia de calor, calor y materia, y de movimiento, 2014) |
| Diálisis | Es el proceso de separar las moléculas en una solución por la diferencia de sus índices de difusión a través de una membrana semipermeable. |
| Separación de gases | Basada en la diferencia de difusividades efectivas de los componentes de la mezcla, que dependen del peso molecular del gas y del tamaño de los poros de la membrana. (García Alvarez) |
| Ósmosis inversa | Se trata de una operación de separación controlada por la transferencia de materia y cuya fuerza impulsora es un gradiente de presión y concentración. Su objetivo es el paso de un disolvente desde una disolución concentrada a otra más diluida a través de una membrana semipermeable. (Castro Galiano) |
| Decantación | La decantación es una operación para separar líquidos de diferentes densidades, el proceso se lleva a cabo cuando los líquidos a separar reposan un lapso para que se formen las dos fases. (Desconocido, I. Sector industrial y la generación de residuos) |
| Flotación | Es un medio muy importante para la concentración de los minerales, particularmente sulfuros. Una suspensión en agua del mineral molido se va agitando en tanto se hace pasar aire a través de la mezcla. Se pueden agregar algunas sustancias químicas de tal manera que se formen espumas o burbujas. (Desconocido, I. Sector industrial y la generación de residuos) |
| Secado | Tiene como objeto eliminar la humedad residual que contienen los productos sólidos, para hacerlos así más aceptables para su comercialización o su empleo posterior. Incluso se utiliza para separar los sólidos de una disolución por medio del secado por atomización. (Desconocido, I. Sector industrial y la generación de residuos) |
Conclusiones.
Las operaciones unitarias, por definición, son procesos físicos, aunque hay algunos que incluyen reacciones químicas y biológicas. El enfoque de operaciones unitarias permite que tanto el ingeniero practicante como el estudiante compartimenten las diversas operaciones que constituyen un proceso, y enfatiza los principios de ingeniería introductorios para que el lector pueda predecir satisfactoriamente el rendimiento de los diversos equipos de operación unitarias.
El enfoque de operaciones unitarias se ha empleado en la educación en ingeniería química durante casi un siglo con un éxito considerable, y recientemente se ha convertido en una parte integral del plan de estudios de ingeniería ambiental.
Referencias
Amorós, L., & Amaya, E. (2013). Recuperado el 13 de julio de 2020, de http://ufq.unq.edu.ar/Docencia-Virtual/BQblog/Dialisis%20y%20ultrafiltracion.pdf
Aznar, A., & Cabanelas, J. C. (s.f.). Universidad Carlos III de Madrid. Recuperado el 13 de julio de 2020, de http://ocw.uc3m.es/ingenieria-quimica/quimica-ii/material-de-clase-1/MC-F-002.pdf
Bolívar, G. (s.f.). Lifeder.com. Recuperado el 13 de julio de 2020, de https://www.lifeder.com/operaciones-unitarias/
Castelló Gómez , M., & Barrera Puidollers , C. (s.f.). Universidad Politécnica de Valencia. Recuperado el 13 de julio de 2020, de https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/82133/Castell%C3%B3%3BBarrera%3BP%C3%A9rez%20-%20Mezcla%20de%20s%C3%B3lidos.pdf?sequence=1#:~:text=La%20operaci%C3%B3n%20de%20mezclado%20es,una%20combinaci%C3%B3n%20de%20distintos%20componentes.
Castro Galiano, E. (s.f.). Universidad de Jaén. Recuperado el 14 de julio de 2020, de http://www4.ujaen.es/~ecastro/proyecto/creditos.html
de la Iglesia Ceballos, J. M. (s.f.). Universidad de Catambria. Recuperado el 13 de julio de 2020, de https://ocw.unican.es/pluginfile.php/1313/course/section/1616/BLOQUE2-OyP.pdf
Desconocido. (28 de febrero de 2014). Ingelibre. Recuperado el 13 de julio de 2020, de https://ingelibreblog.wordpress.com/2014/02/28/operaciones-basicas-transferencia-de-calor-calor-y-materia-y-de-movimiento/
Desconocido. (s.f.). Instituto Nacional de Ecología y cambio climático. Recuperado el 14 de julio de 2020, de http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones2/libros/283/cap1.html
Desconocido. (s.f.). Universidad Autónoma Metropolitana. Recuperado el 13 de julio de 2020, de http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/mlci/lixiv_introd.pdf
Fernández, G. (26 de diciembre de 2014). Industria e ingeniería química. Recuperado el 13 de julio de 2020, de http://www.industriaquimica.net/humidificacion.html
García Álvarez, F. J. (s.f.). Tema 6. Introducción a las operaciones básicas. Recuperado el 14 de julio de 2020, de https://documentcloud.adobe.com/link/track?uri=urn:aaid:scds:US:65a1cb1e-6cf3-41a9-9567-04af7bbb75ed
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