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 existentedesde 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 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 serie de operaciones físicas y químicas. Cada una de estas operaciones es una operación

unitaria dentro del proceso global”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

Principales operaciones del tratamiento de aguas residuales. Se indica en cada operación el apartado en el que se describe.

Nivel de tratamiento Contaminante tratado Operación empleada

Pretratamiento Sólidos gruesos SedimentaciónTrituración y dispersiónCribado

Aceites y grasas Sedimentación

Tratamiento primario Sólidos en suspensión Sedimentación con o sin floculaciónFlotación

pH Neutralización

Tratamiento secundario Materia orgánica Lagunas de aireaciónFilttros percoladoresFangos activadosDigestión aerobia o anaerobiaMicrofiltración

Sólidos en suspensión Sedimentación con o sin flotación

Tratamiento terciario Diversos contaminantesespecíficos

Sedimentación sin flotaciónFiltraciónAdsorciónIntercambiador iónicoDestilaciónÓsmosis inversaElectrodiálisisCongelaciónExtracciónIncineración de líquidos

Tratamientos diversos Diversos contaminantesespecíficos

PrecipitaciónOxidación o reducciónDesorción

Desinfeccón CloraciónOzonizaciónIrradiación 

DEFINICIONES

Principales operaciones del tratamiento de aguas residuales. Se indica en cada operación el apartado en el que se describe.

 

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

Principales operaciones del tratamiento de aguas residuales. Se indica en cada operación el apartado en el que se describe.

 

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

Principales operaciones del tratamiento de aguas residuales. Se indica en cada operación el apartado en el que se describe.

 

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 + Operaciones unitarias

(Cambios químicos) (Cambios físicos) (Operaciones unitarias químicas) (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 materiaTransferencia 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: