CLASE 1
“INTRODUCCIÓN”
Fecha: 02-09-10
DEFINICIONES
Procesos:
La continua interacción entre estos 8 factores claves es la base para los procesos.
DEFINICIONES
Procesos:
En la figura se representa un esquema muy simplificado del marco de relaciones existente
desde el punto de vista de circulación de la materia y energía manufacturadas.
DEFINICIONES
Procesos:
La relación existente entre el medio natural y la sociedad industrial implica la existencia de
un flujo de materia y energía entre ambos. Dentro de este intercambio continuo podemos
distinguir dos tipos de procesos:
1.
Procesos NATURALES, como pueden ser la función clorofílica, la acción de plantas y
animales o la producción de alimentos por agricultura, fermentación, etc.
2.
Procesos ARTIFICIALES, que dan como resultado productos que generalmente no se
encuentran en la naturaleza.
Estos últimos, los procesos artificiales, son los propiamente denominados
PROCESOS QUÍMICOS.
DEFINICIONES
Procesos Naturales
Lo más sencillo es hacerlo con ejemplos:
El envejecimiento es un proceso o transformación natural.
La erosión es un proceso o transformación natural.
La fotosíntesis es un proceso o transformación natural.
La evaporación es un proceso o transformación natural.
En rigor, todo lo que ocurre en la naturaleza, son procesos o
transformaciones naturales, y una características de todos ellos es
que se desarrollan durante un lapso de tiempo (ninguno es
instantáneo).
DEFINICIONES
Procesos Naturales
Envejecer:
Proceso natural e
irreversible.
Erosión, otro
proceso natural
irreversible.
Ninguno de los procesos que tienen lugar en la naturaleza es
reversible. La difusión de un gas, la mezcla de dos líquidos,
las deformaciones inelásticas de un cuerpo, las reacciones
químicas o la conducción de calor desde un foco caliente a
uno frío, son procesos irreversibles.
DEFINICIONES
Procesos químicos
Un proceso químico es un conjunto de operaciones químicas y/o físicas que permiten la
transformación de materias iniciales en productos ó subproductos finales diferentes.
Un producto es diferente de otro si tienen distintas propiedades tanto químicas como físicas:
Ejemplo: Distinta composición, estado de la materia distinto (sólido, líquido, gaseoso), densidad,
punto de ebullición, etc.
En la descripción general de cualquier proceso químico existen diferentes operaciones
involucradas.
Unas llevan inherentes diversas reacciones químicas. En cambio otros pasos son meramente
físicos, es decir, sin reacciones químicas presentes.
“Podemos decir que cualquier proceso químico que se pueda diseñar consta de una
serie de operaciones físicas y químicas. Cada una de estas operaciones es una operación
unitaria dentro del proceso global”
DEFINICIONES
Operaciones Unitarias
Cada una de las acciones necesarias de transporte, adecuación y/o tranformación de las
materias primas implicadas en un proceso químico.
En general un proceso químico se puede descomponer mediante una secuencia de
diagramas de bloques, estableciendo relaciones entre las operaciones llevadas a cabo con
su correspondiente bloque.
DEFINICIONES
Ejemplo: Planta Tratamiento Agua
DEFINICIONES
Nivel de tratamiento
Contaminante tratado
Operación empleada
Pretratamiento
Sólidos gruesos
Sedimentación
Trituración y dispersión
Cribado
Aceites y grasas
Sedimentación
Sólidos en suspensión
Sedimentación con o sin floculación
Flotación
pH
Neutralización
Materia orgánica
Lagunas de aireación
Filttros percoladores
Fangos activados
Digestión aerobia o anaerobia
Microfiltración
Sólidos en suspensión
Sedimentación con o sin flotación
Tratamiento terciario
Diversos contaminantes
específicos
Sedimentación sin flotación
Filtración
Adsorción
Intercambiador iónico
Destilación
Ósmosis inversa
Electrodiálisis
Congelación
Extracción
Incineración de líquidos
Tratamientos diversos
Diversos contaminantes
específicos
Precipitación
Oxidación o reducción
Desorción
Desinfeccón
Cloración
Ozonización
Irradiación
Tratamiento primario
Tratamiento secundario
DEFINICIONES
Procesos Quimicos/Operaciones Unitarias
Los procesos químicos en general y cada operación unitaria en particular tienen como
objetivo el modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en forma más
útil a nuestros fines.
Este cambio puede realizarse por tres caminos:
- Modificando su masa o composición (separación de fases, mezcla, reacción química).
- Modificando el nivel o calidad de la energía que posee (enfriamiento, vaporización,
aumento de presión, etc).
- Modificando sus condiciones de movimiento (aumentando o disminuyendo su velocidad
o su dirección).
DEFINICIONES
Procesos Quimicos/Operaciones Unitarias
Los tres cambios mencionados anteriormente son los únicos cambios posibles que un cuerpo
puede experimentar.
Un cuerpo está absolutamente definido cuando están especificadas:
- Cantidad de materia y composición.
- Energía total (interna, eléctrica, magnética, potencial, cinética).
- Las componentes de velocidad de que está animado.
Este hecho experimental tiene su expresión matemática en tres leyes de conservación:
- Ley de conservación de la materia.
- Ley de conservación de la energía.
- Ley de conservación de la cantidad de movimiento.
DEFINICIONES
Procesos Quimicos/Operaciones Unitarias
Proceso químico: conjunto de operaciones químicas y físicas interconectadas y tendientes a
la transformación de materias primas (iniciales) en productos.
Cada una de estas operaciones (físicas o químicas) es una operación unitaria dentro del
proceso global.
Proceso Químico = Procesos unitarios
+
(Cambios químicos)
(Operaciones unitarias químicas)
Operaciones unitarias
(Cambios físicos)
(Operaciones unitarias físicas)
Proceso unitario: Comercialización de una reacción química bajo tales condiciones que sea
económicamente factible.
Operación unitaria: Cambios físicos asociados al manejo industrial de materiales químicos o
sus aliados.
DEFINICIONES
Ejemplos:
Procesos unitarios
(Operaciones Unitarias Químicas.)
Operaciones unitarias
(Operaciones Unitarias Físicas.)
Principios:
Reacciones químicas (reactores)
Principios:
Transferencia de materia
Transferencia de energía (calor)
Transporte de cantidad de movimiento
Combustión
Flujo (mecánica) de fluidos
Oxidación
Transferencia de calor
Neutralización
Evaporación
Electrólisis
Humidificación
Reducción
Absorción
Fermentación
Adsorción
Isomerización
Extracción con solvente
Hidrogenación
Destilación y sublimación
Pirólisis y craqueo
Mezclado
Intercambio iónico
Filtración
Hidrólisis
Centrifugación
Halogenación
Reducción y aumento de tamaño de
partícula
Esterificación
Secado
Alquilación
Sedimentación
DEFINICIONES
Ejemplos:
Producción de celulosa.
Materias primas: Madera, reactivos químicos de blanqueo y deslignificación, etc.
Operaciones de acondicionamiento: Corte y reducción de tamaño de la madera (chips),
eliminación de la corteza.
Reacciones químicas: Deslignificación, blanqueo.
Separación: Secado de la celulosa (eliminación de agua).
DEFINICIONES
Ejemplos:
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