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La destilación es una operación unitaria cuya definición es la siguiente: Cuando un líquido que contiene dos o más componentes es calentado hasta su temperatura de ebullición, la composición del vapor será normalmente diferente a la del líquido.
La operación unitaria de destilación es un método que se usa para separar los componentes de una solución líquida, el cual depende de la distribución de componentes entre fases (líquida- vapor) y sus diferencias de volatilidades.
Cualquier proceso qu´ımico, sin importar la escala, puede resolverse en una serie coordinada de los puede llamarse acciones unitarias, como la pulverizaci´on, mezclado, calentamiento, calcinaci ´on, cristalizacion, filtraci´ on, disoluci´ on, electr´ olisis, etc. El n´ ´umero de estas operaciones unitarias basicas no es muy grande y ...
- A. Marcilla Gomis
- Prólogo
- E l
- 1. Introducción
- 2. Clasificación de las operaciones unitarias
- 3. Equilibrio y fuerzas impulsoras
- 4. Operaciones unitarias controladas por la transferencia de materia
- 4.1. Destilación. Rectificación
- 4.2. Absorción. Desabsorción.
- 4.3. Extracción
- 4.4. Adsorción. Desorción
- 4.5. Intercambio iónico
- 5. Operaciones unitarias controladas por transmisión de calor
- 5.1. Evaporación. Condensación
- 6. Operaciones unitarias controladas por la transferencia simultanea de materia y calor
- 6.1. Humidificación. Deshumidificación
- 6.2. Cristalización
- 6.3. Secado
- 6.4. Liofilización
- Objetivos
- 1. Introducción
- 2. Parámetros de diseño
- 3. Columnas de relleno
- 3.1. Tipos de relleno
- 3.4. Dispositivos interiores de torres de relleno
- 4. Columnas de platos para contacto vapor-líquido
- 4.1. Tipos de platos
- 4.2. Diámetro de la columna
- 4.4. Dispositivos interiores de las columnas
- 5. Columnas de relleno frente a columnas de platos
- 6. Contactores líquido-vapor menos utilizados
- 7. Equipo para extraccion líquido-líquido
- Objetivos
- 1. Introducción
- 3. Regla de las fases de Gibbs
- 5.2. Concepto de volatilidad
- 5.5. Equilibrio sólido-gas
- Mezclas ideales
- Mezclas regulares
- Mezclas solvatadas
- 7.3. Modelos empíricos
- 7.4.1. Ecuación de Wilson
- 7.4.2. Ecuación de NRTL de Renon y Prausnitz
- 7.4.3. Ecuación UNIQUAC de Abrams Prausnitz
- 7.5. Modelos de contribución de grupos
- 7.5.1. Método ASOG
- 8. Coeficientes de actividad de mezclas sólidas
- 10. Calcular la temperatura de burbuja, a 1 atm, para una mez-cla equimolecular de agua y acetona. Utilizar la ecuación NRTL para el cálculo del coeficiente de actividad de la fase líquida y la ecuación de estado del virial (truncada en su segundo término) para la obtencion del coeficiente de fugaci-dad de la fase vapor.
- Objetivos
- 1. Introducción
- 2. Regla de las fases
- 3. Mezclas binarias
- 1 yA
- 2 = L = 2 + 2 L = 2
- 3.1.4. Aplicaciones industriales
- ii) Diagrama y = f(x) a presión constante
Colaboradores: Gómez Siurana N. García Cortés P. Cayuela Martínez INTRODUCCIÓN
B asta con consultar algunos de los libros de texto escri- tos sobre Operaciones de Separación para conocer la diversidad de temas que abarca esta materia (no todos los libros de texto tratan todas las operaciones de separación) y los distintos criterios y enfoques utilizados para su presen-tación. Esta obra no pretende ser un sustituto de textos c...
alumno deberá familiarizarse con los principios generales de las operaciones unitarias controladas por la transferencia de materia y/o por la transmisión de calor. Asimismo deberá llegar a conocer los criterios que per-miten establecer otras clasificaciones.
Sería prácticamente imposible estudiar el número casi to de procesos químicos que se llevan a cabo en la industria diariamente, si no hubiera un punto en común a todos ellos. Afortunadamente, esta conexión existe. Cualquier proceso que se pueda diseñar consta de una serie de operaciones físi-cas y químicas que, en algunos casos son específicas del ...
Cada operación unitaria tiene como objetivo el modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en forma más útil a nuestros fines. Este cambio puede hacerse princi-palmente por tres caminos: Modificando su masa o composición (separación de fases, mezcla,...) Modificando el nivel o calidad de la energía que (enfriamiento, vaporizaci...
Un aspecto común a todas las operaciones unitarias es el con-cepto de fuerza impulsora, causante de que una transferencia de propiedad se produzca o cese. Cuando la fuerza impulsora es nula, el sistema se encuentra en un estado tal que no puede experimentar ningún cambio de forma espontánea. Se dice que el sistema está en equilibrio. Las diferencia...
Como se ha comentado en el caso del yodo y del cloroformo, cuando se ponen en contacto dos fases que no están en equili-brio desde el punto de vista de un determinado componente, éste se transfiere de una fase a otra, tendiendo al equilibrio. Aprovechando esta difusión entre fases se pueden diseñar dis-tintos tipos de aparatos que pongan en íntimo ...
La destilación es una operación unitaria que consiste en sepa-rar dos o más componentes de una mezcla líquida (en la que todos los componentes son más o menos volátiles) aprove-chando la diferencia de volatilidades de los componentes que forman la mezcla. Se consigue seleccionando la temperatura y presión de tal manera, que la fase líquida y vapor ...
La absorción es una operación unitaria de transferencia de materia que consiste en poner un gas en contacto con un líqui-do para que éste disuelva determinados componentes del gas, que queda libre de los mismos. La absorción puede ser física o química, según que el gas se disuelva en el líquido bente o reaccione con él dando un nuevo compuesto quím...
La extracción es una operación unitaria de transferencia de materia basada en la disolución de uno o varios de los com-ponentes de una mezcla (líquida o que formen parte de un sólido) en un disolvente selectivo. Aprovecha, por tanto, la diferencia de solubilidades de los componentes de la mezcla en el disolvente añadido. Se hace la distinción entre...
La adsorción consiste en la eliminación de algunos compo-nentes de una fase fluida mediante un sólido que lo retiene. Es un fenómeno de superficie: las moléculas, átomos o iones adsorbidos están confinados en la superficie de los poros del sólido, unidos por fuerzas de Van der Waals, o por verdaderos enlaces químicos. En este último caso se habla d...
El intercambio iónico es una operación unitaria que consiste en la sustitución de uno o varios iones de una disolución por otros que forman inicialmente parte de la estructura de un sólido (resina de intercambio iónico). Los poros de una resina contienen iones positivos y negativos formando una sal. En estado seco los iones mantienen su posición me...
Estas operaciones son sólo una parte de aquéllas controladas por la transferencia de energía, ya que un sistema y sus alre-dedores pueden intercambiar energía en forma de calor o en forma de trabajo. Las operaciones unitarias en las que la velo-cidad de transmisión de calor desempeña el papel controlante son la evaporación y la condensación.
La evaporación es una operación unitaria consistente en la separación de una mezcla líquida, generando a partir de la misma, por ebullición, un vapor integrado por los componen-tes más volátiles de aquélla. Se utiliza para concentrar disolu-ciones obteniéndose vapor del disolvente. Es una operación muy empleada en diversas industrias, bien sea para...
Existen operaciones en las que se da simultáneamente una transferencia de materia y una transmisión de calor, siendo ambos procesos controlantes del proceso de la operación. Hay simultáneamente dos fuerzas impulsoras separadas, que pue-den ir en el mismo sentido o en sentidos opuestos. sepa-
Cuando una corriente de aire se pone en contacto con una corriente de agua, se transfiere agua y energía calorífica una corriente a otra modificándose las condiciones de hume-dad y temperatura. La humidificación de aire se consigue al poner en contacto el aire no saturado con agua, a una temperatura tal que el aire aumenta su contenido de humedad. ...
La cristalización es la formación de partículas sólidas cristali-nas en el seno de una fase homogénea. El proceso de forma-ción de cristales consta de dos etapas: la nucleación y el creci-miento. La nucleación es la formación, a partir de los iones o moléculas de soluto, de núcleos cristalinos de tamaño sufi-ciente para mantenerse sin solubilizarse...
El secado es una operación unitaria mediante la cual se elimi-na humedad de una sustancia. La fase previa a todo secado es la eliminación mecánica de agua mediante filtros-prensa o centrífugas, reduciéndose después por vía térmica la que quede. Esta última fase es propiamente la operación de secado. En ella se somete el producto húmedo a la acción ...
La liofilización o criodeshidratación es una peculiar modali-dad de secado que consiste en la eliminación del agua de un sólido por sublimación de la misma, es decir, el agua del sóli-do previamente congelada se pasa directamente a vapor. Las ventajas que presenta este procedimiento de secado en la industria de la alimentación, preparación de fárma...
E n este tema se pretende ampliar conocimientos sobre los contactores entre fases más comúnmente utiliza-dos, centrándonos en equipos de contacto líquido-vapor y líquido-líquido. Se estudiarán, desde un punto de descriptivo, los dispositivos más importantes de estos equipos así como los parámetros de diseño más destacables. Se un especial análisis ...
Al describir las distintas operaciones unitarias, ya se introdu-jeron algunas nociones sobre los aparatos más utilizados industrialmente. Se esquematizaron algunos equipos y se introdujeron algunos conceptos sobre las columnas de pisos y columnas de relleno. En este tema vamos a ampliar los cono- vista hará cimientos sobre estos dispositivos dada s...
Antes de intentar el diseño de un equipo, deben estar bien definidas la presión de trabajo, la temperatura, velocidades de flujo, composición del alimento, ... de manera que el proble-ma de diseño consiste en construir un dispositivo que lleve a cabo la operación que deseamos y sea económico, seguro y fácil de operar. Entre los parámetros de diseño...
El diseño de una columna de relleno supone las siguientes eta-pas: Seleccionar el tipo y el tamaño del relleno. Determinar el diámetro de la columna (capacidad) necesa-rio en función de los flujos de líquido y vapor. Determinar la altura de la columna que se necesita para lle-var a cabo la separación específica. Seleccionar y diseñar los dispositiv...
Los principales requisitos que debe cumplir el relleno de una columna son: Proporcionar una gran área superficial: área interfacial alta entre el gas y el líquido. Tener una estructura abierta: baja resistencia al flujo de gas. Facilitar la distribución uniforme del líquido sobre su superficie. Facilitar el paso uniforme del vapor a través de toda ...
Distribuidor de líquido de alimentación. El relleno, por sí solo, no conduce a una adecuada distribución del líquido de alimentación. Un distribuidor ideal tendría las siguientes características: Distribución uniforme del líquido. Resistencia a la oclusión y ensuciamiento. Elevada flexibilidad de operación (máximo intervalo entre los caudales máxim...
El equipo para separaciones en múltiple etapa consiste frecuen-temente en platos horizontales de contacto entre las fases dis-puestos en una columna vertical. El líquido fluye a través del plato en flujo cruzado y el vapor asciende a través del plato. El líquido que fluye se transfiere de un plato a otro a través de los tubos de descenso (“downcome...
Puesto que se está suponiendo una presión constante, al fijar un determinado valor de la temperatura, queda fijada la com-posición del liquido y la del vapor en equilibrio. Así pues, si en el diagrama T= f (x,y) se van trazando isotermas (horizon-tales), se obtendrán valores de x e y, correspondientes a líqui-do en ebullición y vapor saturado, que ...
Puesto que se está suponiendo una presión constante, al fijar un determinado valor de la temperatura, queda fijada la com-posición del liquido y la del vapor en equilibrio. Así pues, si en el diagrama T= f (x,y) se van trazando isotermas (horizon-tales), se obtendrán valores de x e y, correspondientes a líqui-do en ebullición y vapor saturado, que ...
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La destilación es una operación unitaria cuyo funcionamiento se basa en el equilibrio líquido-vapor, considerando que en la fase gaseosa existe una alta concentración de componentes ligeros y en la fase líquida alta concentración de
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La destilación es una operación unitaria donde se separa una mezcla de líquidos homogéneos. Este proceso es muy difundido en la industria, ya que es económico y el más desarrollado tecnológicamente, ya que emplea el calor como medio de separación.
La destilación continua o fraccionamiento es una operación de destilación de múltiples etapas y en contracorriente. La alimentación se introduce de manera continua en algún punto intermedio de la columna. El calor que se introduce al rehervidor por la parte baja de la columna vaporiza una parte del líquido.
