Operaciones unitarias: clasificación, dimensiones y unidades del SI

I.Introducción

En las industrias de Procesos químicos y físicos, así como en las de procesos biológicos y de Alimentos,existen muchas semejanzas en cuanto a la forma en que los materiales de Entrada o de

alimentación se Modifican o se procesan para obtener los materiales finales de productos Químicoso biológicos. Es posible considerar estos procesos químicos, físicos o Biológicos, aparentementedistintos, y clasificarlos en una serie de etapas Individuales y diferentes llamadas operacionesunitarias. Estas Operaciones unitarias son comunes a todos los tipos de industrias de proceso.

Por ejemplo, la Operación unitaria conocida como destilación se usa para purificar o Separaralcohol en la industria de las bebidas y también para separar los Hidrocarburos en la industria delpetróleo. El secado de granos y otros Alimentos es similar al secado de maderas, precipitados filtradosy estopa de Rayón.

La operación unitaria absorción se presenta en la absorción de oxigeno del aire en los Procesosde fermentación o en una planta de tratamiento de aguas, así como en la Absorción de hidrógenogaseoso en un proceso de hidrogenación líquida de Aceites.

La evaporación de Salmueras en la industria química es similar a la evaporación de soluciones Deazúcar en la industria alimenticia. La sedimentación de sólidos en Suspensiones en las industrias de

tratamiento de aguas Y minería, es una operación similar. El flujo de hidrocarburos líquidos en Refineríasde petróleo y el flujo de leche en una planta de productos lácteos se Llevan a cabo de manera semejante.

Las operaciones Unitarias estudian principalmente la transferencia y los cambios de energía, Latransferencia y los cambios de materiales que se llevan a cabo por medios Físicos, pero también pormedios fisicoquímicos.

II.Clasificación de las operaciones unitarias

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Flujo de fluidos

. Estudia los Principios que determinan el flujo y transporte de cualquier fluido

de un punto a otro.

2.

Transferencia de calor

Esta operación Unitaria concierne a los principios que gobiernan laacumulación y transferencia De calor y de energía de un lugar a otro.

3.

Evaporación

Éste es un caso Especial de transferencia de calor, que estudia la evaporaciónde un disolvente Volátil (como el agua), de un soluto no volátil como la sal o cualquier otro Tipo de

material En solución.

4.SecadoSeparación de líquidos Volátiles casi siempre agua de los materiales sólidos

5. Destilación. Separación de los Componentes de una mezcla líquida por medio de la ebulliciónbasada en las Diferencias de presión de vapor.

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. Absorción

En este proceso se separa un componente gaseoso De una corriente por tratamientocon un líquido.

7.

Separación de membrana

Este proceso implica Separar un soluto de un fluido mediante ladifusión de este soluto de un líquido O gas, a través de la barrera de una membrana semipermeable,a otro fluido.

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. Extracción líquido-líquido

En este caso, el soluto de una Solución líquida se separa poniéndoloen contacto con otro disolvente líquido Que es relativamente inmiscible en la solución.

Adsorción

En este proceso, un componente de una corriente líquida o Gaseosa es retirado yadsorbido por un adsorbente sólido.

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Lixiviación líquido-sólido

Consiste en el Tratamiento de un sólido finamente molido con unlíquido que disuelve y extrae Un soluto contenido en el sólido.

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Cristalización

Se refiere a la Extracción de un soluto, como la sal, de una solución porprecipitación de dicho Soluto.

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Separaciones físico-mecánicas

Implica la separación De sólidos, líquidos o gases por mediosmecánicos, tales como filtración, Sedimentación o reducción de tamaño, que por lo general seclasifican como Operaciones unitarias individuales.

I.Dimensiones

Una Entidad física que pueda observarse y/o medirse se define cualitativamente por Una dimensión. Por ejemplo: tiempo, longitud, área, volumen, masa, fuerza, Temperatura y energía se consideran dimensiones. Por tanto la longitud Cuantitativa de una dimensión se expresa mediante una unidad. Por ejemplo la unidad De longitud puede ser el metro, centímetro o el milímetro, así como la unidad De medida del peso puede ser el Kilogramo, el gramo o el miligramo.

Las Dimensiones básicas con longitud, tiempo, temperatura, masa y fuerza expresan Entidades físicas. Mientras que las dimensiones derivadas pueden expresarse Como combinaciones de dimensiones básicas. Por ejemplo el volumen es igual a la Longitud al cubo y la velocidad es la distancia partido por tiempo).

II.Unidades ingenieriles

Las Cantidades pueden medirse utilizando distintos sistemas de unidades. Los sistemasmás Comunes son:

-El imperial o más conocido como sistema Ingles.

-EL cgs o también llamado “centímetro, gramo, segundo”

-El mks o también llamado “metro, kilogramo, segundo” y

-El SI o también conocido como sistema Internacional” de Unidades.

El Sistema Internacional consta de siete unidades fundamentales, dos adicionales y otras Varias unidades derivadas

2.1.Unidades Fundamentales

EL Sistema Internacional se basa en siete unidades fundamentales que, por convenio Son dimensionalmente independientes, sus definiciones son:

1.Unidad de longitud. (metro): el metro (m) es la longitud Igual a 1,650763.73 veces la longitud de onda de la radiación en el vacío Correspondiente a la transmisión entre los niveles 2p₁₀ y 5d₅ Del átomo de Kriptón-86.

2.Unidad de masa (kilogramo): el Kilogramo (Kg) es la masa del Prototipo internacional del Kilogramo. Este prototipo es un cilindro de Platino-iridio conservado en una cámara en la oficina internacional de pesos y Medidas Sevres, Francia.

3.Unidad de tiempo (segundos): el segundo (s) es la duración De 9192631770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre Los dos niveles hiperfinos del estado inferir del átomo de cesio-133.