Operaciones unitarias en ingeniería de procesos.

Introducción a la ingeniería química/de proceso.

Clase 03 - Martes 19 de agosto de 2025.

Conceptos preliminares.

Sistema.

Sistemas:
- Abiertos
- Cerrados
- Aislados

Equilibrio.

Condición donde no hay cambios macroscópicos en un sistema debido a la ausencia de fuerzas impulsoras.

Mecánico.
Térmico.
Material:
- De fases.
- Químico.

Procesos químicos.

Un proceso químico es una combinación de pasos que convierten materiales de partida en productos deseados.

Procesos químicos.

Se producen sustancias que normalmente no existen en la naturaleza en la concentración y cantidad necesaria.
El proceso consiste en un conjunto de operaciones con mecanismos físicos o químicos que obtienen una sustancia a partir de otras.

%%{init: {'theme': 'base', 'themeVariables': { 'fontSize': '30px'}}}%%
flowchart LR
  e1[Preparación\n de la materia prima] --> e2[Reacción] --> e3[Purificación de\nproductos]

Procesos químicos.

Clasificación:

Adición, división, sustracción de materia.
Tipo de industria.
Operación unitaria.
Tipo de contacto.
Tipo de operación.
Comportamiento con respecto al tiempo.
Flujo.

Procesos químicos.

Continuo: Hay un flujo ininterrumpido hacia y desde el proceso durante toda la duración del mismo.

Por lotes o batch: La alimentación se carga al inicio del proceso y posteriormente se retira lo que haya al interior de la operación.

Semicontinuo: Punto intermedio.

Procesos químicos.

Proceso continuo

Procesos químicos.

Proceso batch

Procesos químicos.

Estado estable

Estado transiente

Procesos químicos.

Tipos de flujo.

Operaciones unitarias.

Cualquier proceso químico, cualquiera que sea su escala, puede ser analizado como una serie coordinada de lo que podría ser denominado operaciones unitarias. - Arthur D. Little.

Transferencia de masa.

Destilación.

Es una operación de separación que pone en contacto dos fases… Las especies en la mezcla responden de manera diferente a estas fases, por lo que se distribuyen entre ellas hasta alcanzar el equilibrio, lo que resulta en la separación de las especies.

La destilación utiliza fases vapor y líquido en contacto por medio de platos o empaques contenidos en una coraza llamada columna.

Destilación.

Extracción (líquido-líquido).

Es el proceso de separar los componentes de un líquido (la alimentación), por contacto con una segunda fase líquida (el solvente). Por la diferencia de propiedades como polaridad, caracter hidrofóbico/hidrofílico, etc, hay sustancias que pueden extraerse de la alimentación para disolverse en el solvente.