UNIDAD III: Operaciones unitarias y diagramas de símbolos PROCESOS INDUSTRIALES

OPERACIONES FÍSICAS Y SU REPRESENTACIÓN EN SÍMBOLOS Las operaciones físicas son aquellas en las que no existe cambio en la materia (cambios físicos) y de forma universal se utilizan símbolos para representar los diferentes procesos en los que están involucradas. Estas operaciones también se les conoce como operaciones unitarias. Las operaciones en las que existe cambio en la materia reciben el nombre de Procesos Unitarios.

CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS Transporte de materiales Almacenamiento Almacenes de planta Almacenes cubiertos Edificios depósitos Silos Formación de mezclas Separación de mezclas (homogéneas y heterogéneas) Manejo de sólidos Intercambio de calor

TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO

TRANSPORTE DE SOLIDOS

ALMACENAMIENTO

ALMACENAMIENTO DE LÍQUDOS

ALMACENAMIENTO DE GASES

Bandas de transportación SIMBOLOGÍA tuberías Bandas de transportación Almacén transportes

CALENTAMIENTO Y/O ENFRIAMIENTO CALENTAMIENTO Y/O ENFRIAMIENTO INTERCAMBIO DE CALOR CALENTAMIENTO Y/O ENFRIAMIENTO CALENTAMIENTO Y/O ENFRIAMIENTO

SIMBOLOGÍA

AGITACIÓN Y MEZCLADO

SIMBOLOGÍA

PRINCIPALES OPERACIONES UNITARIAS EN LA INDUSTRIA Destilación Adsorción Absorción Evaporación Secado Filtración Decantación Cristalización Centrifugación Adsorción: es un proceso físico o químico por el cual átomos, iones o moléculas son atrapadas o retenidas en la superficie de un material Absorción: es un proceso físico o químico en el cual átomos, moléculas o iones pasan de una primera fase a otra incorporándose al volumen de la segunda fase.

Destilación Simple Por arrastre de vapor Fraccionada

SIMBOLOGÍA

PRINCIPALES OPERACIONES UNITARIAS EN LA INDUSTRIA Quebrantado Trituración Molienda Tamizado Aglomerado

QUEBRANTADO

TRITURACIÓN

MOLIENDA

TAMIZADO

SIMBOLOGÍA

AGLOMERADO

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES Los diagramas de flujo son una manera útil de representación e identificación del equipo utilizado en un proceso industrial, además sirven para indicar la secuencia de actividades dentro de un proceso o procedimiento determinado, asimismo mediante su uso se puede mostrar el lugar donde la material prima es transferida en forma conveniente y económica.

DIAGRAMAS DE FLUJO

DIAGRAMA DE FLUJO ENTRADAS-SALIDAS (BÁSICO) Diagrama genérico, muestra simplemente las materias primas consumidas y los productos y subproductos generados.

DIAGRAMA DE FLUJO ENTRADAS-SALIDAS (BÁSICO) Un solo bloque representa todas las operaciones físicas y químicas involucradas en el proceso. Las líneas con flechas representan el movimiento de materiales que entran y salen del proceso. Las materias primas entran por la izquierda. Los productos salen por la derecha. Las velocidades de flujo (o cantidades) de las materias primas y los productos pueden mostrarse. Diagrama genérico, muestra simplemente las materias primas consumidas y los productos y subproductos generados.

DIAGRAMA DE FLUJO DE DE BLOQUES

DIAGRAMA DE FLUJO DE DE BLOQUES

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO (PFD) Un diagrama de flujo de proceso (PFD) que muestra las piezas principales del equipo del proceso representativamente, e indica cómo las corrientes del proceso conectan las piezas a la vez. Un PFD por lo general incluye: Equipo para mover la materia o la energía del entorno. Las instalaciones principales Cantidad de flujo, composición, temperatura y presión de todas las corrientes del proceso.

DIAGRAMAS DE FLUJO DE PROCESO (PFD)

MODOS DE OPERACIÓN DE PROCESO Con respecto a la materia Por lotes o Batch Flujo contínuo Semicontinuos o por semilotes. Con respecto al tiempo Estado estacionario o régimen permanente Estado no estacionario o régimen transitorio

BALANCE DE MATERIA Todo balance de materia (o de masa) debe obedecer la Ley de Conservación de la Materia: “La materia no se crea ni se destruye, solamente se transforma” En términos industriales: Entradas + Generación = Salidas + Acumulación + Consumo

EJEMPLO La empresa Alpura tiene un tanque de almacenamiento de leche de 5m de largo por 5m de diámetro lleno al 75% de su volumen de materia prima. La materia prima se envía a una descremadora en donde se separa el 60% de la grasa original, después se evapora hasta que el producto contenga 26% en peso de sólidos totales y finalmente se seca para obtener leche en polvo con 4% en peso de humedad. El producto se envasa en botes de 750g, y la densidad de la leche fresca es de 1.032 kg/l. Realiza el diagrama de proceso correspondiente Calcula todas las corrientes y el balance parcial y global del proceso.