OPERACIONES UNITARIAS
UNIVERSIDAD LAICA "ELOY ALFARO" DE MANABÍ
OPERACIONES UNITARIAS
GRUPO#5
INTEGRANTES:
BARBERAN BASURTO MICHAEL
LOOR CASANOVA MILADY
MACÍAS MACÍAS ARIANNA
DOCENTE:
Ing. Azua Alvia Jouber
NIVEL:
OCTAVO SEMESTRE - B
MANTA- ECUADOR
1. DEFINICION DE OPERACIONES UNITARIAS
-Una
operación unitaria puede definirse como un área del proceso o de un equipo
donde se incorpora materiales, insumos o materias primas y ocurre una función
determinada, son actividades básicas que forman parte del proceso
-Cualquier proceso que se pueda diseñar
consta de una serie de operaciones físicas y químicas que, en algunos casos son
específicas del proceso considerado, pero en otros, son operaciones comunes e
iguales para varios procesos. Generalmente un proceso puede descomponerse en la
siguiente secuencia:
Ilustración 1: Transporte
de fluido desde una bomba a una piscina
Ilustración 2: Transporte de fluido al momento de traspasar
una sustancia a un recipiente
• Transferencia de calor. Esta operación unitaria
concierne a los principios que gobiernan la acumulación y transferencia de
calor y de energía de un material a otro.
Ilustración 3: Transferencia de calor por medio de
radiación hacia una olla y su contenido
Ilustración 4: Función de transferencia de calor mediante
un flujo de un aire acondicionado
• Evaporación. Éste es un caso especial de
transferencia de calor, que estudia la evaporación de un disolvente volátil
(como el agua), de un soluto no volátil como la sal u otro tipo de sólido en
solución.
Ilustración 5: Evaporización del agua al alcanzar el punto
de ebullición
Ilustración 6: Ciclo de evaporación del agua mediante el
calor del sol
• Secado. Separación de líquidos volátiles casi
siempre agua de los materiales sólidos.
Ilustración 7: secado de la fruta quedando deshidratada
separando las moléculas de liquido
Ilustración 8: Separación de líquidos volátiles de los
materiales sólidos.
• Destilación. Separación de los componentes de una
mezcla líquida por medio de la ebullición basada en las diferencias de presión
de vapor.
Ilustración 9: Destilación del petróleo para la fabricación
de derivados del mismo
Ilustración 10: Destilación para la obtención de la pulpa
del juego
• Absorción. En este proceso se separa un componente
gaseoso de una corriente por tratamiento con un líquido.
Ilustración 11: Proceso de Absorción mediante torres de
absorción
• Separación de membrana. Este proceso implica
separar un soluto de un fluido mediante la difusión de este soluto de un
líquido o gas, a través de la barrera de una membrana semipermeable, a otro
fluido.
Ilustración 12: separación de membranas para la cosecha de
algas
Ilustración 13: paso de agua de mar mediante y la membrana hace proceso separación del agua de la sal
• Extracción líquido -líquido. En este caso, el
soluto de una solución líquida se separa poniéndolo en contacto con otro
disolvente líquido que es relativamente inmiscible en la solución.
Ilustración 14: Extracción de dos sustancias para la
separación de las mismas
Ilustración 15: Separación de una sustancia liquida
mediante un disolvente
• Adsorción. En este proceso, un componente de una
corriente líquida o gaseosa es retirado y adsorbido por un adsorbente sólido.
Ilustración 16: Proceso de adsorción en latas de cola
Ilustración 17: Adsorción en una placa dental
• Lixiviación líquido-sólido. Consiste en el
tratamiento de un sólido finamente molido con un líquido que disuelve y extrae
un soluto contenido en el sólido.
Ilustración 18: lixiviación para la obtención de café
• Cristalización. Se refiere a la extracción de un
soluto, como la sal, de una solución por precipitación de dicho soluto.
Ilustración 30:
cristalización del aguan mediante la congelación
Ilustración 21: Cristalización de la sal
Ilustración 22: Separación del hierro del cereal
3. CAMPOS DE APLICACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS EN LA INDUSTRIA.
LA SIMULACIÓN DE UNA PLANTA PILOTO PARA LA PRODUCCIÓN DE
BIODIESEL A PARTIR DE ACEITE DE SOYA EN LA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA DE LA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
El
desarrollo de la simulación de una planta piloto para la producción de
biodiesel a partir de aceite de soya en la Facultad de Ingeniería Química de la
Universidad Nacional de Trujillo aprovechando que el Laboratorio de Operaciones
Unitarias posee equipo que cubre con las características necesarias para
producir biodiesel de alta calidad. Tanto el biodiesel como el aceite de soya
se representaron por compuestos modelo, esto son oleato de metilo y trioleína,
respectivamente. El procedimiento para producir biodiesel es la
transesterificación de aceite de soya usando metanol e hidróxido de sodio como
catalizador. La cinética de la reacción se obtuvo de datos de literatura. La
simulación se llevó a cabo en el simulador comercial Aspen HYSYS 7.1. Las
propiedades termodinámicas de los diferentes compuestos se determinaron con el
método de contribución NRTL El objetivo de la simulación fue determinar las
condiciones de operación y especificaciones de los diferentes equipos que
permitieran obtener un biodiesel que cumpliera las especificaciones de calidad
establecidas actualmente en normas internacionales, principalmente la pureza
dada por la concentración de esteres metílicos. La simulación se realizó
considerando que la reacción se lleva a cabo en dos reactores de mezcla
completa y la separación de los productos se realiza en 3 columnas de
destilación. La primera columna de platos recupera el metanol usado en exceso,
posteriormente se usa un extractor para separar el biodiesel (metil éster) del
glicerol y en la etapa final se usan torres de rectificación para la respectiva
purificación de biodiesel y glicerol. Otros equipos que se consideran fueron 3
bombas y un mezclador. La simulación se dividió en seis etapas: mezclado,
reacción, recuperación de metanol, lavado, purificación de biodiesel y
purificación de glicerol. Para lograr el objetivo se realizó un análisis de
sensibilidad de los parámetros principales en cada una de estas etapas. En la
etapa de purificación de metanol fue posible determinar la relación de reflujo
mínima y el flujo de destilado con los cuales es posible la recuperación de
metanol con una concentración de 98% peso. La simulación también fue útil para
determinar la mínima cantidad de agua necesaria para lograr una buena
separación de la fase rica en biodiesel y la fase rica en glicerol. En las
columnas de destilación se alcanzó una pureza de biodiesel del 99.52% y de
glicerol del 95% peso. Los resultados de la simulación indican que el
Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad Nacional de Trujillo
debería adquirir los equipos restantes para producir biodiesel y glicerol de
alta pureza que cumplen con los estándares ASTM D-975 y EN-14214
SISTEMAS INTEGRADOS DE TRATAMIENTO
Y REÚSO, CASO MÉXICO
Por
reutilización o reúso del agua se entiende la práctica de recuperar las aguas
residuales crudas para emplearlas, luego de aplicarles un nivel de tratamiento
adecuado, con fines prácticos. Por reciclaje del agua se entiende la captura y
recuperación de aguas degradadas, para volver a usarlas en el mismo proceso que
las generó. A menudo, el reciclaje puede llevarse a cabo sin un tratamiento
excesivo del agua, por ejemplo, mediante el empleo de un sistema industrial de
enfriamiento de ciclo cerrado. Las aguas residuales municipales, que incluyen
el agua generada en residencias, establecimientos comerciales, y a menudo en
instalaciones industriales, son la fuente de agua de reúso de que se dispone
más a menudo, luego de aplicárseles un grado satisfactorio de tratamiento.
La comunidad científica internacional trabaja
en investigaciones tanto básicas como 34 aplicadas para conocer el
comportamiento de los diferentes patógenos y compuestos tóxicos cuya presencia
son de preocupar en las aguas renovadas así como en el desarrollo de
tecnologías más eficientes que los remuevan. La evolución y el desarrollo de
las tecnologías de tratamiento para obtener la calidad del agua deseada para el
uso a que se destine el agua tratada ha sido grande.
Es
importante señalar que existe una muy estrecha relación entre captación,
conducción y tratamiento de las aguas. No obstante, hay diferencias entre éstos
procesos, ya que cada uno tiene sus propios objetivos. El tratamiento requiere
de la captación y la conducción en primer término.
El
concepto de niveles de tratamiento vincula calidad y aplicación, de tal manera
que la integración de procesos y operaciones unitarias pueden obtener la
calidad de agua tratada deseada de acuerdo con su uso. Se entiende como tren de
tratamiento a la combinación particular de procesos unitarios o sistemas
empleados para alcanzar un objetivo específico de tratamiento o al ordenamiento
de los diferentes procesos unitarios que permitan obtener a partir de aguas
residuales crudas la calidad de agua deseada para el fin al que se le destine.
La
figura 2.1 presenta un diagrama de flujo general de las operaciones unitarias
que pueden conformar un tren de tratamiento y según los niveles de tratamiento
requeridos para diferentes tipos de reúso, serán los procesos unitarios que
constituyen el tren de tratamiento.
Para
cada tipo de reúso definido, es necesario tratar el agua residual hasta
alcanzar la calidad requerida, así se considera el uso con contacto directo o
indirecto y para diversos usos. Las operaciones o procesos unitarios que se
requieren al conformar un tren de tratamiento dependen de la calidad requerida,
así, se tienen diversas calidades para los diferentes tipos de reúso a saber:
•
Reúso urbano, agrícola (restringido y no- restringido), acuícola, industrial
(agua para enfriamiento y calderas), para servicios, actividades recreativas,
recarga de acuíferos, principalmente.
4. CONCLUSIÓN
Las operaciones unitarias en síntesis es cualquier área de un proceso en
el cual existen diversas operaciones básicas tanto físicas como químicas que
ocurren en una función determinada, esto mediante la utilización de recursos
como pueden ser los insumos, materiales o materias primas, con el fin de
terminar una parte de un proceso con el objetivo de modificar las condiciones
de una determinada unidad
Finalizando, determinamos que el
objetivo de las operaciones unitarias es optimizar los procesos y que el mejoramiento
de la calidad tanto en los productos como en los procesos sea una prioridad al
momento de aplicar el estudio a los distintos casos que se lleguen a dar dentro
de una organización o industria.
5. EXPOSICIÓN
6. BIBLIOGRAFÍA
Lezama, C. A. (2017). cloudfront.net. Obtenido de
cloudfront.net: https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/64441471/OPE1%2001%20Operaciones-with-cover-page-v2.pdf?Expires=1633786570&Signature=L~0mbXrKhDbNsjbC-5-XFwjyH2o1mUV9HqYm3G4rhVBr8ISPZNy5R7UDeW5DSjOS-SsxIvfYXmRfTy7BcLIRv8IjOHV5uCSu-ipxKiWzod6D-pm44IIdIOZwvoXWD9DLBR6X
Martinez, D. (24 de
Agosto de 2016). prezi.com. Obtenido de prezi.com:
https://prezi.com/e_mqu8dy3vfw/definicion-y-origen-de-operaciones-unitarias/
McCaber, W. L.,
Smith, J. C., & Harriot, P. (2007). Operaciones Unitarias en
Ingenieria Quimica. Mexico D.F.: The Mcgraw-Hill Companies, Inc.
Chico, I. M. (2013). Simulacion
de una planta piloto para la produccion de biodiesel en el laboratorio de
operaciones unitarias de la universidad nacional de Trujillo. Peru:
Universidad Nacional de Trujillo.
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