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Introducción a las Operaciones Unitarias

Si quieres saber a grandes rasgos que hay en esta sección, ve este corto vídeo.

Se llama operación unitaria a cualquier proceso físico de transformación donde puede existir un intercambio de energía del tipo físico, de una materia prima en otro producto de características diferentes.

Se entiende que los procesos de transformación en general y las operaciones unitarias, en lo particular, tienen como objetivo el modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en forma más útil a nuestros fines.

Esta transformación puede realizarse de distintas formas:

  • Modificando la masa o composición del cuerpo primario ya sea mezclándolo, separándolo o haciéndolo reaccionar químicamente.

  • Modificando la calidad de la energía que posee el cuerpo en cuestión, ya sea por enfriamientovaporización, aumento de presión.

  • Modificando las condiciones relativas a la cinética del cuerpo primario, ya sea aumentando o disminuyendo su velocidad o modificando la dirección que tiene en el espacio.

El origen del término “operaciones unitarias” data del profesor del Instituto de Tecnología de Massachusetts, Arthur D. Little, el cual a partir a a partir de ese principio, expuso en 1915:

“Cualquier proceso químico, sin importar la escala, puede resolverse en una serie coordinada de lo que puede llamarse "acciones unitarias"… El número de estas operaciones unitarias básicas no es muy grande y, relativamente pocas de ellas, participan en un proceso particular. La complejidad de la ingeniería química se origina en la variedad de condiciones de temperatura, presión, etc., bajo las cuales deben llevarse a cabo las acciones unitarias en diferentes procesos… ”

En el área de Ingenieria Biotecnológica, y para hacer un estudio específico en lo que concierne esta pagina web, lo vamos a dividir en tres categorías.

Bioseparaciones Mecánicas

Son aquellas donde un medio físico se interpone para la separación de dos o mas componentes de una mezcla, utilizando las energías mecánicas (gravedad, fuerza centrifuga, diferenciales de presión, entre otras) como fuerza impulsora.

Algunas operaciones de esta clasificación son:

  • Preciptación

  • Centrifugación

  • Filtración

  • Ultrafiltración

  • Nanofiltración

  • Ósmosis Inversa

  • Electroforesis

Bioseparaciones Fluido-Fluido

Son aquellas donde se tienen dos fases líquidas y quieren ser separadas por sus propiedades fisicoquímicas, o se desea transferir un soluto de interés a otro medio líquido, siendo estas propiedades como solubilidad, punto de ebullición, coeficiente de reparto, etc.

Algunas operaciones de esta clasificación son:

  • Extracción Líquido-Líquido

  • Destilación

    • Destilación Fraccionada​

    • Destilación Flash

Bioseparaciones Sólido-Fluido

Son aquellas donde se tiene una fase líquida y una sólida, y se quiere extraer un soluto de interés.

Algunas aplicaciones de esta clasificación son:

  • Extracción Sólido-Líquido

  • Adsorción

  • Secado

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