Laboratorio Operaciones Unitarias I

¿Por qué la aplicación de las Operaciones Unitarias?

La ingeniería Química es una rama de las ciencias de ingeniería que requiere la aplicación creativa de principios científicos tales como los conceptos de masa, energía, cantidad de movimiento, calor, masa, cinética química, cambio físico y químico de la materia y análisis numérico y de procesos. Para comprender lo que significan estos principios aplicados a la ingeniería química, es necesario considerar el tipo de problemas que los ingenieros químicos han resuelto en las últimas décadas, aunque se han dedicado exclusivamente a la química de los procesos.[1] Como resultado, tradicionalmente se ha considerado que la ingeniería química es una carrera para capacitar científicos que se dedicarán a la investigación, desarrollo, diseño y a las operaciones de las industrias químicas, petroquímicas y afines. La experiencia ha demostrado que los principios que se requieren para satisfacer las necesidades de las industrias de proceso, también se pueden aplicar a una gran variedad de problemas, y el ingeniero químico está utilizando estos principios también para las ciencias ecológicas. Durante finales de este siglo la ingeniería química se había desarrollado como una disciplina aparte, a fin de resolver las necesidades de una industria química en la que resultaban inoperantes los procesos de fabricación. Luego, la ingeniería química dio mayor importancia a la forma de utilizar los resultados de experimentos del laboratorio para diseñar equipos de proceso que satisficieran el ritmo industrial de producción. Esto ocasionó de forma natural a definir los procesos de diseño en función de las operaciones unitarias, o sea aquellos elementos que son comunes a muchos procesos diferentes. Las operaciones unitarias básicas son: flujo de fluidos, transmisión de calor, destilación, extracción, filtración, humidificación, secado, etc. Un proceso de fabricación está formado por combinaciones de las operaciones unitarias. Por consiguiente, para diseñar cada una de las unidades a nivel de producción se requiere la misma habilidad que para diseñar el proceso total.

[1] J. S. Rowlinson, The Chemical Engineering, The Athlone Press, 1993; pp 498

EXAMEN FINAL (2006)

LABORATORIO OPERACIONES UNITARIAS I

Grupos de tres estudiantes

Entregar electronicamente

Elaborado en Word, calculos en Mathtype y diagrama en Visio técnico

Entregarlo miercoles 17 mayo a las 6:15 PM

En una planta de glicerina y ácidos grasos se cuenta con un evaporador de triple efecto para concentrar 85,000 galones por hora de un licor conteniendo este un 16% de sólidos disueltos hasta 42%. La alimentación ingresa a 70°F y circula a través de tres intercambiadores de carcasa y tubos (a, b, c) dispuestos en serie y luego a través de los tres efectos dispuestos en el orden (II, III, I). El intercambiador a se calienta con vapor de la línea del vapor entre el primer efecto y el condensador; el intercambiador b se calienta con vapor procedente de la línea de vapor entre los efectos segundo y tercero y el intercambiador c se calienta con vapor procedente de la línea entre el primer y segundo efecto. En cada intercambiador el acercamiento final de temperatura es de 12°F.

Información de la práctica correspondiente:

Concentración de sólidos (%)	Gravedad específica	Calor específico (Btu/lb.°F
10	1.02	0.98
20	1.05	0.94
30	1.10	0.87
35	1.16	0.82
40	1.25	0.75

Vapor de calentamiento en I, 230°F, saturado, calidad 100%
Vacío en III, 28 plg, con referencia a un barómetro de 30 plg.
Los condensados salen de la cámara de vapor a temperaturas de condensación.
Elevaciones del punto de ebullición: 1°F en II, 5°F en III, 15°F en I.
Coeficientes, en Btu/pie².h.°F, corregidos para la elevación del punto de ebullición, 450 en I, 700 en II, 500 en III.
Los efectos poseen igual área de transferencia de calor.

ELABORAR REPORTE CONTENIENDO

Introducción.
Sumario ejecutivo.
Cálculos:
1. Flujo másico del vapor de calentamiento
2. Superficie de calentamiento por efecto.
3. Libras de licor por libra de vapor.
4. Calor removido en el condensador.

Discusión de resultados
Conclusiones.