Repasamos cuáles son las Operaciones Unitarias clásicas, cuáles son los conceptos más relevantes a tener en cuenta de cada una y las ilustramos con fotografías y diagramas mímicos de equipos que son capaces de llevarlas a cabo. Continúa en Parte II

1. Tecnología Educativa sa
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Introducción a las
Operaciones Unitarias

2. Principios Básicos de Proceso
Primera Parte
 Mezcla de fluidos
 Fluidos en lechos fijos y fluidizados
 Manipulación de sólidos
 Corrosión
 Transferencia y difusión de masa

3. Operaciones Unitarias
Segunda Parte
 Absorción en columnas
 Reactores químicos:
 Continuamente agitados
 Tubulares
 Por lotes
 Serie de tanques agitados
 Catalíticos
 Destilación en columnas
 Extracción sólido-líquido
 Extracción líquido-líquido

4. Operaciones Unitarias (cont.)
 Enfriamiento en torres
 Secado de bandejas
 Generación de vapor
 Filtración
 Evaporación

5. Mezcla de Fluidos
 La elección de
mezclador y
velocidad adecuadas
para cada aplicación
depende del grado
de mezcla o batido y
el tipo de fluidos
usados.
(equipo Armfield CEK)

6. Mezcla de Fluidos
 Existen 3
accionadores
básicos:
 Paletas planas
 Turbina
 Hélice

7. Mezcla de Fluidos
 Conceptos relevantes:
 Visualización de patrones de mezcla y flujo
 Características de potencia vs velocidad de los
distintos tipos de accionadores
 Mezcla de suspensiones sólido/líquido
 Mezcla de líquidos inmiscibles
 Calidad de mezcla vs tiempo de actuación
 Predicción de potencia por cambio de escala

8. Flujo sobre lechos fijos y
fluidizados
 El flujo ascendente de
un fluido dentro de un
lecho de partículas es
un fenómeno muy
habitual.
 Sus aplicaciones
industriales incluyen:
 Intercambio iónico
 Extracción de
componentes solubles de
materias primas
 Otros procesos químicos
(equipo Armfield CEL)

9. Flujo sobre lechos fijos y
fluidizados
 Conceptos relevantes:
 Caída de presión en
lechos fijos y fluidizados
 Verificación de la
ecuación de Carman-
Kozeny
 Punto de fluidización
 Observación de
diferencias entre
fluidización particulada y
agregativa
(detalle mostrando fluidización
por flujo de aire)

10. Manipulación de Sólidos
 Las características de
manipulación de los
sólidos son relevantes
en muchísimos
procesos industriales,
especialmente en los
que intervienen:
 Polvos
 Pellets
 Cristales
 Agregados(equipo Armfield CEN)

11. Manipulación de Sólidos
 Manipulaciones
más comunes:
 Tamizado
 Estibamiento
 Mezcla a doble
cono
 Pesado
 Separación
ciclónica
 Molienda a bolas

12. Manipulación de Sólidos
 Conceptos relevantes:
 Angulo de reposo
 Densidad media
 Técnicas de tamizado
 Descarga de contenedores
 Molienda
 Mezcla de sólidos
 Operación de los separadores ciclónicos
 Transporte neumático

13. Corrosión
La corrosión es un factor importante a tener en cuenta para
determinar la durabilidad y seguridad de los equipos de procesos
industriales. Es conveniente que los alumnos comprendan cómo sus
efectos pueden ser prevenidos y contrarrestados.
(equipo Armfield CEL)

14. Corrosión
 Conceptos relevantes:
 Efecto del pH
 Efecto de la concentración de
oxígeno disuelto
 Acción galvánica
 Corrosión electrolítica
 Protección catódica
 Inhibición química
 Efecto de las tensiones
internas
(detalle de una celda de
ensayo de corrosión)

15. Corrosión
 Trabajos de proyecto
típicos:
 Estabilización con
carbonato de calcio
 Oxidación de hierro y
manganeso en aguas
duras
 Desinfección con cloro
 Ablandamiento del agua
por medio de
precipitadores
(configuración de una celda de ensayo)

16. Difusión Gaseosa
 La difusión del vapor
“A” de un líquido dentro
de un gas “B” puede
ser adecuadamente
estudiada confinando
una pequeña muestra
del líquido en un tubo
vertical y observando su
velocidad de
evaporación en una
muestra pura
(circulante) del gas B.(equipo Armfield CERa)

17. Difusión Gaseosa
 El equipo del ejemplo usa un
capilar con el líquido de B
sumergido dentro de un baño
termostatizado.
 Se hace circular aire puro (A)
sobre el cierre de este a través
de una T, manteniendo una
diferencia de presión parcial
constante entre el menisco y la T.
 Se mide la velocidad de descenso
del menisco con un microscopio
montado sobre una escala.

18. Difusión Gaseosa
 La relación entre la velocidad de
transferencia de masa molar medida, el
gradiente de presión parcial y el coeficiente
de difusión D es, entonces:
Donde Ca y Cb son las concentraciones molares de los vapores A y B, deducidas de las
presiones parciales molares de ambos.
y
C
C
CC
DN
A
A
BA
A



][
][

19. Difusión Gaseosa
 Conceptos relevantes:
 Coeficientes de transferencia de masa en ausencia
de efectos convectivos
 Uso de las leyes de los gases para calcular
diferencias de concentración en términos de
presiones parciales
 Uso de la ley de Fick para determinar coeficientes
de difusión en presencia de gases estacionarios
 Efecto del cambio de temperatura en el
coeficiente de difusión gaseosa

20. Difusión Líquida
 Un pequeño volumen de
solución concentrada es
separado de un gran
volumen de solvente puro,
mediante un arreglo de
capilares dispuestos como
un panal de abejas.
 La velocidad de difusión está
representada por:
x
C
DJ



(equipo Armfield CERb)

21. Difusión Líquida
 El soluto difunde desde
una concentración
máxima de un lado del
panal a otra cuasi-nula
en el otro.
 A medida que progresa
la difusión del soluto, su
concentración es
medida con un
conductímetro.

22. Difusión Líquida
 Conceptos relevantes:
 Coeficientes de transferencia de masa en
ausencia de efectos convectivos
 Uso de la ley de Fick para determinar
coeficientes de difusión a partir de
mediciones de transferencia de masa y
diferencias de concentración
 Análisis de un sistema inestable de primer
orden

23. Enlace a la segunda parte
 Segunda parte