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• Yessica Falla

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OPERACIONES UNITARIAS

1. ¿Qué son las operaciones unitarias? Las industrias que implican procesos físicos, químicos, biológicos y alimenticios, tienen como objetivo la transformación 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 transformación, estos pueden ser fragmentados en etapas con características y principios específicos. Los cuales pueden agruparse así: 

Procesos Unitarios: son aquellos que conlleva a la transformación de las propiedades químicas de los materiales implicados al inicio o en el intermedio de los Procesos industriales.



Operaciones

Unitarias.:

son

aquellas

que

implican

una

transformación

en

las

características físicas de la materia en cualquier parte del proceso, es decir aquellas que “ejercen acciones necesarias para el transporte, adecuación y/o transformación de las materas” (López, 1998) . El concepto de Operaciones unitarias fue introducido en 1915 por el profesor Little del Massachussets Institute of Technology, su definición fue: “Todo procesos químico introducido en cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de lo que pudieran llamarse Operaciones Unitarias, como pulverización, secado, cristalización, filtración, evaporación, destilación, etc. El número de estas operaciones básicas no es muy grande, y generalmente solo unas cuantas entre ellas intervienen en un procesos determinado”.

La labor de la Ingeniería química con las operaciones unitarias consiste en lograr un equilibrio entre los principios de aplicación y la adaptación a condiciones reales en las diferentes industrias. La ingeniería química aprovecha el hecho de que “las operaciones unitarias posean técnicas comunes y se basen en los mismos principios científicos” (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 según 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 y masa simultaneamente

Transferencia de calor

Transporte de fluidos

Separación

Absorción

Intercambiador de calor

Cristalización

Compresores

Filtración

Destilación

Hornos

Secado

Bombas

Sedimentación

Liofilización

Fluidización y transporte mecánico

Clasificación hidráulica

Extracción

Aerorrefrigerantes Evaporadores

Adsorción

Condensadores

Intercambio iónico

Acumuladores de calor

Torres de enfriamiento

Flotación

Centrifugación

Osmosis inversa

Grafico1. Tipos de operaciones unitarias.

Operaciones físicas complementarias

Trituración

Molienda

Tamizado

Mezclado

Almacenaje mantenimiento

I.

Operaciones unitarias basadas en la transferencia de momento.

Se basan en el movimiento de los fluidos implicados del proceso, cumpliendo la función de transportar y aumentar su energía cinética. Una de las más aplicadas en la industria son las bombas, que tienen la función de impulsar líquidos por medio de suministros de energía mecánica. II.

Operaciones unitarias basadas en la transferencia de masa.

En este caso se transfiere masa de una fase a otra fase diferente; el mecanismo básico es el mismo, ya sea que las fases sean gaseosas, sólidas o líquidas. (Geankoplis, 1998)

La destilación es una operación untaría que consiste en la separación de los componentes de una mezcla liquida, basándose en la diferencia de presión 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 mecánicos, químicos, 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 función.

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

a. Industria alimenticia: Elaboración de Yogurt batido. En la fabricación de un alimento las operaciones unitarias tienen la función de dar un tratamiento físico a su materia prima, cuidando de no modificar sus propiedades químicas y bioquímicas. El tratamiento físico puede tener objetivos como el mejoramiento de las características organolépticas, la preparación o acondicionamiento de la materia prima para diferentes procesos microbiológicos o químicos y la protección del alimento. Como ejemplo ilustrativo se muestra en la Gráfica 2 el proceso de elaboración de yogurt batido.

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

Inoculación 0,025%

Incubación 16-20 horas

Agitación

Refrigeración 6°C

Envasado

Gráfica 2. Elaboración de Yogurt batido (Universidad nacional abierta y a distancia, 2010) Las operaciones unitarias implicadas en este proceso son: 

Estandarización de la leche: b. Industria petrolera: Refinación del petróleo. i. Pasterización alta. 1. Refrigeracion 30.32°C a. Inoculación 0,025%

c. Industria textil.

BIBLIOGRAFÍA