(Dimensionamiento de un evaporador de simple efecto de tubo corto vertical de circulación natural para pruebas piloto de una empresa productora de jugo de naranja)
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Secado: Definición - Clasificación y Aplicación en la
Industria
Introducción
El secado consiste en eliminar la humedad de materiales
naturales o industriales para obtener sólidos secos, asegurando una alta
calidad del producto, alta productividad y bajos costos de mantenimiento. Puede
utilizarse para tratar productos alimentarios, textiles, papel, madera,
cerámica, minerales, aguas residuales, productos farmacéuticos o
biotecnológicos. El secado se puede aplicar a sólidos, líquidos y gases.
Definición
Consiste en separar pequeñas cantidades de agua u otro
líquido de un material sólido con el fin de reducir el contenido de líquido
residual hasta un valor aceptablemente bajo. El secado es por lo común la etapa
final de una serie de operaciones y, con frecuencia, el producto que se extrae de
un secador está listo para ser empaquetado. El agua u otros líquidos pueden separarse
de los sólidos de manera mecánica mediante prensas o centrífugas, o bien de
modo térmico mediante evaporación.
Tipos de Secados
Una forma de
agrupar los diferentes tipos de equipos de secado es agrupar los secadores para
sólidos granulares o sólidos y pastas semisólidas y los secadores que procesan alimentos
líquidos o suspensiones.
A.Secadores
para sólidos y pastas:
1. Secadores de platos perforados:
Los secadores de platos resultan convenientes cuando la velocidad de producción es pequeña. Prácticamente pueden secar cualquier producto. Con frecuencia, se utilizan en el secado de materiales valiosos tales como colorantes y productos farmacéuticos. El secado por circulación de aire sobre capas estacionarias de sólidos es lento y, por consiguiente, los ciclos de secado son largos; de 3 a 48 horas por carga.
Los secadores por platos pueden operar al vacío, casi siempre con calentamiento indirecto. Los platos se sitúan sobre placas metálicas huecas que se calientan con vapor de agua o con agua caliente o bien los mismos platos están provistos de espacios para un complemento fluido El vapor que sale del solido se retira mediante un eyector o bomba de vacío.
2.Secadores de tamices transportadores:
Los secaderos de tamiz transportador
operan de forma continua y suave con una gran variedad de sólidos; en su coste
es razonable, y el consumo de vapor de agua es bajo, siendo típico el valor de
2lb de vapor de agua por lb. de agua evaporada. El aire puede circular desde
una sección a otra en contracorriente con el sólido. Estos secaderos son
especialmente aplicables cuando las condiciones de secado han de modificarse
notablemente a medida que disminuye el contenido de humedad del sólido.
3. Torres de secado:
Un secadero de torre contiene una serie de bandejas dispuestas unas encima de otras sobre un eje central rotatorio. La alimentación de sólidos se introduce sobre la bandeja superior y está expuesta a una corriente de aire o gas caliente que pasa sobre la bandeja. El sólido es después descargado por medio de una rasqueta y pasa a la bandeja inmediatamente inferior. De esta forma va circulando a través del secadero, descargando el producto seco por el fondo de la torre. Los flujos de gas y de sólido pueden ser en corrientes paralelas o en contracorriente. Los ventiladores de turbina hacen circular el aire o el gas hacia fuera entre algunas bandejas, pasando sobre los elementos de calefacción, y hacia dentro entre otras bandejas. Las velocidades del gas son generalmente de 2 a 8 pies/s (0,6 a 2,4m/s). Las dos bandejas inferiores del secadero constituyen una sección de enfriamiento de los sólidos secos. El aire precalentado generalmente se introduce por el fondo de la torre y se expulsa por la parte superior, dando lugar a flujo en contracorriente. Un turbo secadero funciona parcialmente con secado superficial, como en un secadero de torre, y parcialmente en forma de lluvia de partículas cuando éstas caen de una bandeja a otra.
4. Secadores rotatorios:
Un secadero rotatorio consiste en una carcasa cilíndrica giratoria,
dispuesta horizontalmente o ligeramente inclinada hacia la salida. Al girar la
carcasa, unas pestañas levantan los sólidos para caer después en forma de
lluvia a través del interior de las carcasas. La alimentación entra por un
extremo del cilindro y el producto seco descarga por el otro. Los secadores
rotatorios se calientan por contacto directo del gas con los sólidos, por gas
caliente que pasa a través de un encadenamiento externo, o por medio de vapor
de agua que condensa en último de estos tipos recibe el nombre de secadero
rotatorio con tubos instalados sobre la superficie interior de la carcasa. El
último de estos tipos recibe el nombre de secadero rotatorio con tubos de vapor
de agua. En un secadero rotatorio directo-indirecto el gas caliente pasa
primeramente a través del encamisado y luego a través del encamisado y luego a
través de la carcasa, donde se pone en contacto con los sólidos. Los secaderos
rotatorios de este tipo se utilizan con frecuencia para sal, azúcar y todo tipo
de materiales granulares y cristalinos que han de mantenerse limpios y que no
se pueden exponer directamente a gases de combustión muy calientes.
5. Secadores de tornillo transportador:
Un secadero de tornillo transportador es un secadero continuo de calentamiento indirecto, que consiste esencialmente en un transportador horizontal de tornillo (o un transportador de palas) confinado dentro de una carcasa cilíndrica encamisada. La alimentación de sólido entra por el otro extremo. El vapor que se desprende se retira a través de una serie de tuberías situadas en la parte superior de la carcasa. La carcasa tiene un diámetro de 3 a 24pulgadas (75 a 600mm) y una longitud mayor se instalan varios transportadores unos encima de otros formando una bancada. Con frecuencia en una bancada de este tipo la unidad inferior está a temperatura más baja, debido a que el sólido seco, antes de su descarga, es enfriado con agua u otro refrigerante que circula por el encamisado.
Los secaderos de tornillo transportador tratan sólidos que son demasiado finos y demasiado espesos para operar con un secadero rotatorio. Están conjuntamente cerrados y permiten recuperar los vapores de disolvente con poco y ninguna dilución con aire. Cuando se les acopla un alimentador adecuado, pueden operar a un vacío moderado. Por tanto, pueden adaptarse a la separación y recuperación continua de disolventes volátiles a partir de sólidos húmedos con disolventes, procedentes de operaciones de lixiviación. Por esta razón a veces se les llama recuperadores de disolvente. Un tipo de secaderos relacionados con este equipo son los secaderos se película delgada.
6. Secadores de lecho fluidizado:
Los secaderos en lo que los sólidos estén fluidizados por el gas de
secado se utilizan en diversos problemas de secado. Las partículas se fluidizan
con aire o con gas en una unidad de lecho hirviente. La mezcla y la transmisión
de calor son muy rápidas. La alimentación húmeda se introduce por la parte
superior del lecho y el producto seco se retira lateralmente cerca del fondo.
En el secadero hay una distribución al azar de los tiempos de residencia,
siendo el tiempo medio típico de permanencia de una partícula en el secadero de
30 a 120s cuando solamente se vaporiza líquido superficial, y de 15 a 30
minutos si también hay difusión interna. Las partículas pequeñas se calientan
hasta la temperatura seca del gas fluidizante a la salida; por consiguiente,
los materiales técnicamente sensibles han de secarse en un medio suspendido
relativamente frío. Aun así, el gas de entrada puede estar caliente ya que la
mezcla es tan rápida que la temperatura es prácticamente uniforme en todo el
lecho e igual a la temperatura de salida del gas. Si hay partículas finas, que
entran con la alimentación o bien que se forman por la abrasión del lecho
fluidizado, puede existir un considerable transporte de sólidos con el gas que
sale y ser necesario instalar ciclones y filtros de mangas para la recuperación
de finos. Algunos secaderos de lecho fluidizado poseen compartimientos
fluidizados separados, a través de los cuales pasan secuencialmente los sólidos
desde la entrada hasta la salida. Reciben el nombre de secaderos de flujo
pistón y en ellos el secado pueden variar de un compartimiento fluidizado con
gas frío con el fin de enfriar los sólidos antes de la descarga.
7. Secadores flash:
En un secadero flash se transporta un sólido húmedo pulverizado durante pocos segundos en una corriente de gas caliente. El secado tiene lugar durante el transporte. La velocidad de transmisión de calor desde el gas hacia las partículas de sólido suspendido es elevada y el secado es rápido, de forma que son se requieren más de 3 o 4 segundos para evaporar toda la humedad del sólido. La temperatura del gas es elevada-con frecuencia del orden de 1200 grados F a la entrada-, pero el tiempo de contacto es tan corto que la temperatura del sólido raramente supera los 100 grados F durante el secado. Por tanto, el secado Flash se puede aplicar a materiales sensibles que en otro tipo de secaderos tendrían que secarse indirectamente con un medio de calefacción mucho más frío.
B.Secadores
para disoluciones y suspensiones:
Algunos secaderos evaporan completamente disoluciones y suspensiones hasta sequedad por medios térmicos. Ejemplos típicos son los secadores de pulverización, los secaderos de película delgada y secadera de tambor.
1. Secadores de pulverización:
En un secadero de pulverización se
dispersa una disolución o suspensión en una corriente de gas caliente formando
una niebla de gotas finas. La humedad es rápidamente evaporada de las gotitas
para formar partículas residuales de sólido seco que después se
separan de la corriente gaseosa. Los flujos de gas y líquido pueden ser en
corrientes paralelas, en contracorriente o una combinación de ambos en una
misma unidad.
Las principales ventajas de los
secaderos de pulverización son el corto tiempo de secado, que permite el secado
de materiales altamente sensibles al calor, y la producción de partículas
esféricas huecas. La consistencia, densidad global, apariencia y propiedades de
flujo deseadas para algunos productos, tales como alimentos o detergentes
sólidos; pueden ser difíciles o imposibles de obtener mediante cualquier otro
tipo de secadero. Los secaderos de pulverización también tienen la ventaja de
producir, a partir de una disolución, suspensión, o pata cremosa, en una sola
etapa un producto se pueda envasar fácilmente.
Considerando exclusivamente su acción se
secado, los secaderos de pulverización no son muy eficaces. Generalmente se
pierde mucho calor con los gases que salen. Son de gran tamaño, con frecuencia
de 80pies (25m) o más de altura, y no siempre resultan de operación sencilla.
2. Secadores de película delgada:
En algunos casos pueden ser competitivos
con los secaderos de pulverización los secaderos de película delgada, que
pueden aceptar una alimentación líquida o una suspensión para dar lugar a un
producto sólido que fluye libremente. Generalmente se construyen en dos
secciones; la primera de ellas es un secadero agitador vertical. Aquí la mayor
parte del líquido se separa de la alimentación, y el sólido parcialmente húmedo
descarga en la segunda sección, donde el contenido residual del líquido del
material procedente de la primera sección se reduce hasta el valor deseado.
La eficacia térmica de los secaderos de
la película delgada es elevada y se produce una escasa pérdida de sólidos ya
que poco o nada de gas se retira de la unidad. Son útiles para separar y
recuperar disolventes de productos sólidos. Son relativamente caros y están
limitados en cuanto al área de transmisión de calor.
3. Secadores de tambor:
Un secadero de tambor consiste en uno o
más rodillos metálicos calentado, en cuya superficie exterior se evapora hasta
sequedad una delgada capa de líquido. El sólido seco es retirado de los
rodillos a medida que estos giran lentamente. El líquido de alimentación queda
confinado en la parte superior de los rodillos y limitado por placas
estacionarias.
Los secaderos de doble tambor son
eficaces con disoluciones diluidas, disoluciones concentradas de materiales muy
solubles, así como con suspensiones de partículas relativamente finas. No son adecuados
para disoluciones de sales de solubilidad baja o para suspensiones de sólidos
abrasivos que sedimentan y crean una presión excesiva entre los tambores.
Aplicación
en la Industria
En la industria alimentaria, el proceso
de secado es esencial para prolongar la vida útil de los productos y mantener
su calidad. Existen diversas técnicas de secado que se utilizan en diferentes
aplicaciones, desde la deshidratación de frutas y verduras hasta la producción
de alimentos en polvo.
Obtención de la leche en polvo, al hacer
gotear la leche desde la parte superior del secador, esta pasa a ser polvo
debido al aire caliente que circula por el cuerpo del secador, es decir, pasa
de tener 88% en líquido y 12% de sólido a solo 3% de humedad y 97% de sólido;
al agregarle lecitina de soja esta se vuelve soluble al agua.
Referencias
vBrennan,
J. et a. 1980. Las operaciones de la ingeniería de los alimentos. 2° ed. Ed.
Acribia, S.A. Zaragoza (España). pp 319
vDr.
Jose Rodiles López, D. R. (09 de Septiembre de 2020). TecnoAgro.
Obtenido de
Para poder comprender el tema de los intercambiadores de calor hay
que saber que es transferencia de calor, la cual se define al fenómeno físico que consiste en el
traspaso de energía calórica de un medio a otro. Esto ocurre cuando dos
sistemas que se encuentran a distintas temperaturas se ponen en contacto,
permitiendo el flujo de la energía del punto de mayor temperatura al de menor,
hasta alcanzar un equilibrio térmico, en el que se igualan las temperaturas. El
proceso de la transferencia de calor es indetenible (no se lo puede frenar)
aunque ralentizable (se puede desacelerar), empleando barrares y aislantes.
Pero siempre que exista una diferencia de calor en el universo, el calor
tenderá a transferirse a través de los medios disponibles. Dependiendo de
ellos, dicha transferencia podrá darse por tres modos: conducción, convección y
radiación.
Los intercambiadores de calor son uno de los equipos de mayor uso
en la industria. Son básicos en las instalaciones de refrigeración,
calefacción, aire acondicionado y de regulación de la temperatura, puesto que
están presentes en todas las instalaciones más comunes y polivalentes. Es por
esto por lo que, pese a que su funcionamiento es muy sencillo (se basa en la
termodinámica y en el intercambio de calor entre dos fluidos), están presentes
en una gran variedad de industrias, lo que ha provocado que exista un amplio
abanico de intercambiadores con diferentes características.
Definición.
Un intercambiador de calor es un dispositivo que permite la
transferencia de calor entre dos fluidos a diferentes temperaturas sin que se
mezclen. Estos fluidos pueden ser líquidos, gases o una combinación de ambos.
La transferencia de calor puede ser en forma de calentamiento o enfriamiento,
según las necesidades del proceso.
Esquema de los
Intercambiadores de Calor (Funcionamiento)
El llamado principio cero de la
termodinámica es el que explica el funcionamiento del
intercambiador de calor. Según este, cuando dos objetos (en nuestro caso,
fluidos) a distinta temperatura entran en contacto, se produce una
transferencia de calor entre ambos hasta que se llega al equilibrio térmico, es
decir, hasta que sus temperaturas se igualan. Esto es perfectamente consecuente
con la ley de la conservación de la energía, puesto que el flujo de calor
también es una transferencia de energía y, por tanto, no es que el calor
desaparezca, sino que fluye hacia el elemento con menor temperatura.
En concreto, los intercambiadores de
calor (en su gran mayoría) fuerzan 3 transferencias de calor.
vConvectiva: el fluido caliente transmite
su calor a la pared interna del tubo o de la placa.
vConductiva: la que se produce a través
de la propia placa o tubo.
vConvectiva: en este caso, el calor se
transmite desde la parte externa del tubo o placa al fluido con menor
temperatura.
De este modo, en estos aparatos el fluido a mayor temperatura va
cediendo calor según va recorriendo el dispositivo. Esto implica que en cada
momento el coeficiente de transferencia de calor por convección es diferente y,
consecuentemente, también varía el coeficiente global de transmisión de calor.
Clasificación de los
Intercambiadores de Calor
Un intercambiador de calor es un equipo
que transfiere continuamente calor de un medio a otro. Hay dos tipos
principales de intercambiadores de calor: directos e indirectos.
vIntercambiador de calor directo, donde ambos medios están en contacto
directo entre sí. Se da por sentado que los medios no se mezclan. Un ejemplo de
este tipo de intercambiador de calor es una torre de enfriamiento, donde el
agua se enfría a través del contacto directo con el aire.
vIntercambiador de calor indirecto, donde ambos medios están separados por
una pared a través de la cual se transfiere el calor.
pdLos intercambiadores de calor indirectos
están disponibles en varios tipos principales (placa, carcasa y tubo, espiral,
etc.) En la mayoría de los casos, el tipo de placa es el intercambiador de
calor más eficiente. En general, ofrece la mejor solución a los problemas
térmicos, brindando los límites más amplios de presión y temperatura dentro de
la restricción del equipo actual.
Además, también existe la siguiente clasificación.
Tubos y Carcasa (Shell and Tube): Este es uno de los tipos más
comunes de intercambiadores de calor. Consiste en un conjunto de tubos dentro
de una carcasa. Uno de los fluidos circula a través de los tubos, mientras que
el otro fluye en la carcasa alrededor de los tubos. Ideal para aplicaciones de
alta presión y alta temperatura.
Placas: Los intercambiadores de calor de
placas utilizan placas delgadas con canales para dirigir los fluidos. Son
compactos y eficientes, ideales para aplicaciones de transferencia de calor de
alta superficie.
Haz de Tubos (Finned Tube)
Estos intercambiadores de calor
tienen aletas en la superficie de los tubos para aumentar la superficie de
transferencia de calor. Son útiles en aplicaciones donde se requiere un área de
transferencia de calor adicional.
De Contacto Directo: En estos intercambiadores, los dos
fluidos entran en contacto directo entre sí, lo que permite una transferencia
de calor muy eficiente. Se utilizan en procesos de evaporación y condensación.
De Placas Deslizantes (Plate-Fin): Estos intercambiadores de calor
tienen finas placas metálicas que dividen los fluidos. Son eficaces para
aplicaciones en las que se necesita un control preciso de la temperatura.
Aplicaciones de Intercambiadores de Calor en la Industria
Los intercambiadores de calor se
utilizan en una amplia variedad de aplicaciones industriales, que incluyen:
Generación de Energía: En plantas de energía, se utilizan
para enfriar vapor y condensarlo en agua.
Industria Química: Se emplean en la destilación, la
refrigeración y la recuperación de calor en procesos químicos.
Procesamiento de Alimentos: En la industria alimentaria, se
utilizan para pasteurizar y esterilizar líquidos y productos.
Climatización: En sistemas de aire acondicionado
y refrigeración para enfriar o calentar aire o líquidos.
Conclusión
Los intercambiadores de calor son
esenciales en la industria para optimizar la transferencia de calor en una
variedad de aplicaciones. La elección del tipo de intercambiador de calor
depende de las necesidades específicas de cada proceso, incluyendo la temperatura,
la presión y la eficiencia requerida. La comprensión de estos tipos de
intercambiadores de calor es fundamental para mejorar la eficiencia y la
productividad en una amplia gama de industrias.
Referencias
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(Diseño y Simulación De Una Operación Unitaria De Transferencia De Momento Lineal (Sistema De Bombeo De Líquidos En La Industria) Mediante La Separación De Líquidos Por Decantación).
Operaciones Unitarias - Definición, Clasificación y Aplicación en la Industria.
OPERACIONES UNITARIAS
¿Qué son?
Es la expresión más sencilla e indivisible de un proceso de transformación de un producto en la industria, puede ser físico, químico, biológico o mecánico.
Definiciones según Autores.
Según Christie J. Geankoplis:
“Las operaciones unitarias estudian principalmente la transferencia y
los cambios de energía, la transferencia y los cambios de materiales que se
llevan a cabo por medios físicos, pero también por medios fisicoquímico”.
Según Amanda Rojas:
“Una operación unitaria se define como un área del
proceso o equipo donde se incorporan materiales, insumos o materias primas y
ocurre una función determinada ya sean actividades básicas que forman parte del
proceso”.
Warren L. McCabe, Julian C. Smith y Peter Harriott
definen a las operaciones unitarias como:
“Las operaciones unitarias se utilizan ampliamente
para realizar las etapas físicas fundamentales de la preparación de reactantes,
separación y purificación de productos, recirculación de los reactantes no
convertidos, y para controlar la transferencia de energía hacia o desde el
reactor químico.”
Clasificación de las operaciones unitarias.
El
conjunto de operaciones unitarias se clasifica según la propiedad que se
transfiera en la operación y sea más relevante en la misma. Las operaciones
unitarias se clasifican en tres grupos que son:
Transferencia
de momento lineal.
Transferencia
de calor.
Transferencia
de masas.
Transferencia de movimiento lineal.
qFlujo de fluidos.
Estudia los principios que determinan el flujo y
transporte de cualquier fluido de un punto a otro.
Ejemplos: en la elaboración de cervezas y la refinería de
petróleo.
qSedimentación.
La
remoción por efecto gravitacional de las partículas en suspensión presentes en
el agua
Ejemplos:
Tratamiento de aguas residuales, arrecifes geológicos y la potabilización.
qMezclado.
Es
una operación durante el cual se efectúa una combinación uniforme de dos o más
componentes.
Ejemplos:
manufactura
del pan, pastas y productos de chocolates.
2.
Transferencia de calor.
En
este proceso fundamental se considera como tal a la transferencia de calor que
pasa de un lugar a otro. Se
clasifica en:
Evaporación
Este
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 o
cualquier otro tipo de material en solución.
Ejemplos:
Agua desalinizada, concentración de leche.
qSecado.
Separación
de líquidos volátiles casi siempre agua de los materiales sólidos.
Ejemplos:
Eliminación de bacterias, hongos y levaduras.
qDestilación.
Separación
de los componentes de una mezcla líquida por medio de la ebullición basada en
las diferencias de presión de vapor.
Ejemplos:
Petróleo, solventes y licores.
3.
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. Su
clasificación es:
qAbsorción.
En
este proceso se separa un componente gaseoso de una corriente por tratamiento
con un líquido.
Ejemplo:
Eliminación de gases ácidos de corrientes.
qExtracción
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.
qLixiviación
Líquido - Sólido
Consiste
en el tratamiento de un sólido finamente molido con un líquido que disuelve y
extrae un soluto contenido en el sólido.
Ejemplo:
Petróleo, lixiviados de minerales y la extracción de aceites.
qSeparación
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.
Ejemplos:
concentración y deshidratación de la arcilla, clarificación del jugo y en la
manufactura de ingredientes lácteos.
qAdsorción.
En
este proceso, un componente de una corriente líquida o gaseosa es retirado y
adsorbido por un adsorbente sólido.
Ejemplos:
Secar solventes, olores y gases.
qCristalización.
Se
refiere a la extracción de un soluto, como la sal, de una solución por
precipitación de dicho soluto.
Ejemplo:
Obtención de los cristales y purificadores de productos.
qSeparaciones
Físico - Mecánicas.
Implica
la separación de sólidos, líquidos o gases por medios mecánicos, tales como
filtración, sedimentación o reducción de tamaño, que por lo general se
clasifican como operaciones unitarias individuales.
Ejemplos:
elaboración
del café, elaboración de fármacos y secado, lavado de materiales.
Campos de
Aplicación de las Operaciones Unitarias en la Industria
La industria de la producción masiva cada vez es
más exigente, cada día se fabrican productos de consumo continuo en mayor
volumen ya que las demandas de estos con mayores, muchos de los procesos usan
calderas para la generación de calor para una gran diversidad de aplicaciones
que se aprovechan en diferentes tipos de industria.
Campos de Aplicación:
Destilación.
La destilación es una de las operaciones unitarias más empleadas en la
industria química, petroquímica, alimentaría, farmacéutica y cosmética, para la
separación de los componentes que forman mezclas líquidas miscibles. Es
altamente usada en la Industria Alimentaria como una operación de transferencia
de masa.
Las
grandes industrias consumen un volumen de agua potable muy grande para sus
respectivos procesos de producción y esta queda contaminada al finalizarlos. En
este aspecto, la utilización de evaporadores industriales es un recurso mucho
más rentable económicamente que estar comprando agua de continuo.
La
aplicación industrial de la evaporación desempeña un papel fundamental en la
industria alimentaria debido a que es un sector que produce muchos residuos que
se mezclan con el agua y son difíciles de eliminar. Los evaporadores permiten
separar el alpechín de la producción de aceite o las salmueras para poder hacer
un nuevo uso del líquido.
La evaporación es
una de las operaciones unitarias más importantes de la ingeniería química. Esta
técnica se emplea en diferentes industrias, especialmente para la concentración
de sustancias (soluciones acuosas de azúcar, cloruro de sodio, hidróxido de sodio,
glicerina o jugos de frutas).
El proceso
consiste en la adición de calor a una solución para evaporar el disolvente, que
generalmente es agua o un compuesto orgánico. En la mayoría de los casos la
solución concentrada es el producto deseado y el solvente (agua) evaporado
suele desecharse.
Secado.
El secado es una
de las técnicas más antiguas, utilizadas en la conservación de alimentos, que
consiste en eliminar el agua de un alimento, impidiendo así el crecimiento
microbiano y retardando o inhibiendo las reacciones enzimáticas. Dentro de la
industria el secado de usa para:
Obtención de la
leche en polvo, Deshidratación del zumo de frutas, secado de granos a 35% de
humedad, secado de harina de maíz para quitarle la humedad, secado de granos de
café y plantas medicinales.
Cristalización.
La cristalización
es una unidad básica de operación muy extendida, que se utiliza básicamente
para producir y purificar productos sólidos, en la industria química, química
fina, alimentación, minería, etc. El sólido formado puede llegar a ser muy
puro, por lo que la cristalización también se emplea a nivel industrial como
proceso de purificación. La cristalización de sal, o tratamiento de salmueras,
es un proceso muy habitual en procesos industriales que generan aguas
residuales.
Absorción.
Como aplicaciones
de la absorción pueden citarse la elimina-ción de gases, de los gases de
chime-nea mediante distintas corrientes (agua a presión, solución de NaOH,o
soluciones de etanolaminas),la separación de hidro-carburos aromáticos
(benceno,tolueno y xileno) de los gases de coquería mediante aceites minerales,
el secado del cloro mediante la absorción del agua con ácido sulfúrico
concentrado.
Adsorción.
Las aplicaciones en las
industrias son: la absorción del amoniaco, eliminación de gases ácidos como
dióxido de carbono, hidrógeno de sulfuro y dióxido de azufre.
Conclusiones
Ø Las
operaciones unitarias tienen como objetivo transformar las condiciones de una
determinada cantidad de materia en modo más útil a nuestros fines.
Ø Sus procesos
pueden ejecutarse de distintas formas ya sea modificando su masa o cuerpo
modificando la calidad de la energía que posee el cuerpo en cuestión, ya sea
por enfriamiento, vaporización, aumento de presión; modificando las condiciones
relativas
Ø Las
operaciones más comunes se producen en reactores, intercambiadores de calor,
bombas, mezcladores y separadores y en cada proceso u operación unitaria se
cambian de una determinada cantidad de materia.
Ø Se clasifican
de acuerdo con las propiedades (materia, energía, cantidad de movimiento) que
se transfiera en la operación y sea la más relevante en la misma por otra parte
también se llama operación unitaria a una parte indivisible de cualquier
proceso de transformación donde hay un intercambio de energía del tipo de
físico, de una materia prima en otro producto de características diferentes.
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