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: Procesos NATURALES, como pueden ser la función clorofílica, la acción de plantas y animales o la producción de alimentos por agricultura, fermentación, etc. 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        

Principales operaciones del tratamiento de aguas residuales Principales operaciones del tratamiento de aguas residuales. Se indica en cada operación el apartado en el que se describe. DEFINICIONES Nivel de tratamiento Contaminante tratado Operación empleada Pretratamiento Sólidos gruesos Sedimentación Trituración y dispersión Cribado Aceites y grasas Sedimentación Tratamiento primario Sólidos en suspensión Sedimentación con o sin floculación Flotación pH Neutralización Tratamiento secundario Materia orgánica Lagunas de aireación Filttros percoladores Fangos activados Digestión aerobia o anaerobia Microfiltración 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 Precipitación Oxidación o reducción Desorción Desinfeccón Cloración Ozonización Irradiación  

DEFINICIONES Procesos Quimicos/Operaciones Unitarias Principales operaciones del tratamiento de aguas residuales. Se indica en cada operación el apartado en el que se describe. 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 Principales operaciones del tratamiento de aguas residuales. Se indica en cada operación el apartado en el que se describe. 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 Principales operaciones del tratamiento de aguas residuales. Se indica en cada operación el apartado en el que se describe. 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 + 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) 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: