INTRODUCCION A LAS OPERACIONES UNITARIAS
julio 28, 2020
💓ANTECEDENTES:
Al establecerse la ingeniería
química como una nueva rama de estudio, el primer avance teórico significativo sucedió
en 1915.
Por otro
lado un antecedente primitivo de las operaciones unitarias puede encontrarse en
los trabajos de libavius; un alquimista que vivió entre 1550 y 1616, libavius escribió
un manual llamado “Alchemia” que contiene la descripción de los procedimientos
de la transformación de la materia que se conocía en esos tiempos y el equipo utilizado.
Sin embargo
el concepto de “operaciones unitarias“ fue introducido en 1915 por el profesor
de Massachusetts Institute of Technology (MIT), Arthur D. Little que vivió
entre 1863 y 1935, para Little el termino operaciones unitarias significaba
cualquier proceso químico, cualquiera fuera su escala.
El fundamento
de las operaciones unitarias fue trazado en el año 1923 por William H. Walker, Warren
K. Lewis y William H. MC Adams quienes en el libro “El principio de la ingeniería
química”, postularon que las distintas industrias tenían procesos que seguían los
mismos principios físicos. William Walker logro reformar el plan de estudios,
obtuvo la aprobación y los fondos para que la industria y la educación fueran
mas accesibles; la combinación de la teoría y la experimentación permitió entre
los años 1920 y 1950 el desarrollo de instalaciones industriales a través del análisis
de las operaciones unitarias.
En 1926
Estanislao Ramírez Ruiz introdujo la ingeniería química en la escuela de
Tacuba, pero lo corrieron de esa escuela dos años mas después.
En 1934
se publica el primer libro de operaciones unitarias.
En 1949
integran al plan de estudios en un periodo de 5 años: operaciones unitarias y
procesos unitarios.
En 1950
aparece una trilogía de libros “Los Principios de los Procesos Químicos” de
Hougen, Watson y Ragatz que dan origen a una serie de libros sobre cinetica y
diseño de reactores.
En 1975
se publica el libro: Process Modeling, simulation and control for chemical
engineers, de William L. Luyben.
En 1976
se publica el libro Introduction to chemical engineering and computer
calculations de Alan L. Myers.
De allí
en adelante se han presentado cambios en las instrumentaciones de la industria
para tener mas exactitud en los tratamientos u operaciones.
¿QUE SON LAS OPERACIONES UNITARIAS?
Las operaciones unitarias
son el conjunto de etapas elementales de un proceso de tratamiento o de
producción, con el objetivo de obtener los productos deseados. Todas las
operaciones obedecen las leyes de la conservación de la masa y la energía, así
como también la cantidad de movimiento.
De acuerdo al origen del
concepto de operaciones unitarias, pueden clasificarse de acuerdo al tipo de
fenómenos predominantes que ocurren en ellas; por ejemplo, es posible clasificarlas
en operaciones unitarias fisico-mecanicas y en operaciones unitarias
fisicoquímicas (operaciones de equilibrio de fases). Las operaciones unitarias
fisico-mecanicas incluyen etapas de transformación de la composición de una
mezcla, así como en cambios de forma y tamaño. Entre las operaciones unitarias
físico-mecánicas se puede citar al cribado, tamizado, reducción de tamaño
(trituración y molienda), separación por gravedad (sedimentación), separación
centrifuga (separación tipo ciclón), separación por campo eléctrico
(precipitación electrostática), mezclado, filtración y flotación.
Entre las operaciones
unitarias fisicoquímicas se encuentran aquellas regidas por la transferencia de
masa y que se conocen como operaciones unitarias en equilibrio de fases:
gas-liquido (absorción, aireación en medio liquido), liquido-solido
(absorción), solido-liquido (lixiviación) y liquido-solido (extracción). En
adición existen operaciones unitarias que, además de los mecanismos de
transferencias de masas, emplean también mecanismos de transferencia de calor
para mejorar la separación de los componentes tales como la evaporación o el
secado.
Ejemplo:
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