Universidad Austral de Chile Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (ICYTAL) Asignatura: Ingeniería de Procesos III (ITCL 234) Prof. : Elton F. Morales Blancas OPERACIONES UNITARIAS Definición El estudio de a Ingeniería de Procesos se realiza analizando todas las formas de procesamiento físico y agrupandolas en un número pequeño de operaciones básicas, los cuales son llamadas Operaciones Unitarias. Las Operaciones Unitarias estudian principalmente la transferencia y los cambios de energía, transferencias y cambios de materiales que se llevan a cabo por medios físicos, pero también por medios físicoquímicos. El Proceso es el conjunto de operaciones unitarias. Así, el concepto esencial es por lo tanto dividir los procesos físicos de alimentos en operaciones unitarias básicas cada uno de los cuales pueden encontrarse en forma independiente y los cuales dependen de principios físicos coherentes. Debido a la dependencia de la Operación Unitaria sobre un principio físico, o de un pequeño grupo de principios asociados, pueden “construirse” relaciones cuantitativas en la forma de ecuaciones matemáticas para describirlos. Las ecuaciones pueden utilizarse para seguir que está sucediendo en el proceso y para el control y modificación del proceso, si es requerido. Dos Leyes muy importantes que todas las Operaciones Unitarias obedecen son las “Leyes de la conservación de masa y energía” Clasificación de las Operaciones Unitarias 1. Flujo de fluidos. Estudia los principios que determinan el flujo y transporte de cualquier fluido de un punto a otro. 2. Transferencia de calor. Esta operación unitaria concierne a los principios que gobiernan la acumulación y transferencia de calor y de energía de un lugar a otro. 3. Evaporación. Un caso especial de transferencia de calor, que estudia la evaporación de un disolvente volátil (como el agua), de un soluto no volátil como la sal o cualquier otro tipo de material en solución. 4. Secado. Separación de líquidos volátiles, por lo general agua, de los materiales sólidos. 1 Universidad Austral de Chile Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (ICYTAL) Asignatura: Ingeniería de Procesos III (ITCL 234) Prof. : Elton F. Morales Blancas 5. Destilación. Separación de los componentes de una mezcla líquida por medio de una ebullición basada en las diferencias de presión de vapor. 6. Absorción. En este proceso se separa un componente gaseoso de una corriente de gases por tratamiento con un líquido. 7. Extracción líquido-líquido. En este caso, el soluto de una solución líquida se separa poniéndolo en contacto con otro disolvente líquido que es relativamente inmiscible en la solución. 8. Lixiviación líquido-sólido. Consiste en el tratamiento de un sólido finalmente molido con un líquido que disuelve y extrae un soluto contenido en el sólido. 9. Cristalización. Se refiere a la extracción de un soluto, tal como la sal, de una solución por medio de la precipitación de dicho soluto. 10. Separaciones mecánico-físicas. Implican la separación de sólidos, líquidos o gases por medios mecánicos, tales como filtración, sedimentación o reducción de tamaño, que por lo general, se clasifican como operaciones unitarias individuales. Procesos Fundamentales de Transporte 1. Transferencia de momento. Se refiere a la que se presenta en los materiales en movimiento, como en operaciones unitarias de flujo de fluidos, sedimentación y mezclado. 2. Transferencia de calor. En este proceso fundamental se considera la transferencia de calor de un lugar a otro; se presenta en las operaciones unitarias de transferencia de calor, secado, evaporación, destilación y otras. 3. Transferencia de masa. En este caso se transfiere masa de una fase a otra fase diferente; el mecanismo básico es el mismo ya sea que las fases sean gaseosas, sólidas o líquidas. Este proceso incluye destilación, absorción, extracción líquido-líquido y lixiviación. 2 Universidad Austral de Chile Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (ICYTAL) Asignatura: Ingeniería de Procesos III (ITCL 234) Prof. : Elton F. Morales Blancas 3