Hola, soy Ingeniero Químico con más de 30 años de experiencia docente impartiendo materias de ingeniería eléctrica, métodos numéricos, química, laboratorio y temas de computación.
¿Qué pretendo con este blog?
Proporcionar información indispensable para el joven estudiante que desea incursionar en el arte de la ingeniería química.
Proveer un área de conocimiento confiable que brevemente proporciona un acercamiento acertado a temas específicos de la industria química.
Poner al alcance del estudiante guías de estudios que complementen la formación de la asignatura de Química Industrial.
La recompensa que se ofrece a través de algunos consejos útiles te ayudarán a mejorar las calificaciones al obtener un aprendizaje constante y permanente.
La ingeniería química es una rama de la ingeniería que se encarga del estudio, diseño, mantenimiento, evaluación, optimización, simulación, construcción y operación de todo tipo de fábrica.
En este blog se describen guías de estudio para el estudiante que se inicia en el aprendizaje de la Industria Química. Además de apegarse al programa de estudio de la materia, permite adentrarse a otros temas con miras a buscar la actualización de la materia.
Agradecemos la colaboración de Erik A. Andrés González y de León Francisco Reina por el desarrollo de este material didáctico realizado como parte de su servicio social y bajo la supervisión del Ing. José Antonio Zamora Plata.
La Industria Química en México procesa las materias por diversos procedimientos fisico químicos para transformarlas en productos. La elaboración se realiza en las fábricas que son clasificadas en sectores o ramas de la industria. El estudiante de ingeniería química es el encargado de realizar los estudios en los laboratorios y plantas piloto para posteriormente magnificar la producción a gran escala o industrial.
Para entender mejor cómo funciona la industria química en México es importante revisar los tipos de productos y fábricas o métodos de producción existentes, también es importante conocer los aspectos económicos involucrados.
La industria química genera materias primas que abastecen al 98% de las actividades económicas productivas. La diversificación del sector es amplia y constituye en muchos casos un elemento clave para el desarrollo de otros sectores industriales.
Hay varias clasificaciones para abordar la producción de materiales químicos, esta es una de ellas.
Plantas de: Colorantes y pigmentos, química inorgánica, química orgánica, fertilizantes, Gases industriales, materiales plásticos y cauchos, agroquímica, detergentes, perfumería y cosmética, fibras sintéticas, especialidades farmacéuticas… .
Es un conjunto de operaciones que tiene por objetivo guardar, conservar y manipular por un periodo de tiempo la materia prima o mercancías de la compañía para la consecución de sus fines de fabricación y comerciales. El número de averías y deterioros va a depender de cómo se lleve a cabo el proceso de almacenamiento.
Los factores que influyen en el coste de la operación de almacenaje son: edificación, equipo, personal, inventario y operación
Principios para almacenar
Existen principios generales a tomar en cuenta, cuando se trata de almacenar mercancía tomando en consideración el sistema de distribución implementado y la demanda global y son los siguientes:
Aprovechar al máximo el espacio disponible: Implementar los sistemas de almacenamiento que permitan minimizar el costo del espacio ocupado.
Minimizar las operaciones de manipulación de mercancías: Reducir el coste del tiempo hombre en la manipulación de productos.
Facilitar el acceso a la mercancía almacenada y su control: Minimizar las operaciones de manipulación, transporte, despacho, generación de pedidos y otras operaciones de inventario y atención al cliente.
Costos mínimos: utilizar un diseño adaptado a sus necesidades y que faciliten las operaciones.
Gestión rápida: Mediante equipos informáticos que generan información actualizada.
Optimizar: A través de la productividad recursos y espacio disponible.
Coeficiente de crecimiento reducido: la tendencia no ocupa el total de la superficie.
Importancia de un buen almacenamiento.
La importancia de organizar, controlar las operaciones y flujos de mercancías del almacén, de acuerdo con los procedimientos establecidos en la cadena logística es básico para una mejor productividad de la empresa, ya que radica en la reducción de tareas administrativas, agilidad del desarrollo del resto de procesos logísticos, reducción de tiempos de proceso, mejorar la calidad del producto, optimización de costos así como el nivel de satisfacción del cliente.
Almacén, se define como el edificio o lugar donde se guardan o depositan mercancías o materiales. Son centros reguladores del flujo de existencias que están estructurados y planificados para llevar a cabo funciones de almacenaje.
Funciones y actividades del almacén.
Las principales funciones y actividades que se realizan en el almacén son:
Recepción de mercancías: Consiste en dar entrada a los artículos enviados por los proveedores, durante este proceso se comprueba que la mercancía recibida coincida con las características, cantidad, calidad etc. del pedido.
Almacenamiento: Es ubicar la mercancía en la zona más idónea del almacén, con el fin de poder acceder a ella localizándola fácilmente, para ello se utilizan medios de transporte interno y medios fijos como racks.
Conservación y mantenimiento: Trata de conservar la mercancía en perfecto estado, durante el tiempo que permanece almacenada, la custodia de la mercancía también comprende en aplicar la legislación vigente sobre seguridad e higiene en el almacén, normas especiales sobre cuidado y mantenimiento de cada tipo de producto.
Gestión y control de existencias: Consiste en determinar la cantidad que hay que almacenar de cada producto, calcular la frecuencia y cantidad que se solicitará en cada pedido, para generar los mínimos costos de almacenamiento.
Tipos de almacenamientos
a) Almacén de materia prima y partes componentes: Este almacén tiene como función principal el abastecimiento oportuno de materias primas o partes componentes a los departamentos de producción. Se busca garantizar un nivel de inventario para garantizar la disponibilidad de materia prima y así permitir la normal operación del proceso de producción.
b) Almacén de materias auxiliares: Los materiales auxiliares o también llamados indirectos son todos aquellos que no son componentes de un producto pero que se requieren para envasarlo o empacarlo. Podemos mencionar los lubricantes, grasa, combustible, etiquetas, envases, etc.
c) Almacén de piezas de recambio Para almacenar piezas destinadas al servicio de posventa con el objeto de efectuar reparaciones.
d) Almacén de productos en proceso: Si los materiales en proceso o artículos semi-terminados son guardados bajo custodia y control, intencionalmente previstos por la programación, se puede decir que están en un almacén de materiales en proceso.
e) Almacén de productos terminados: El almacén de productos terminados presta servicio al departamento de ventas. Se debe buscar y desarrollar un conjunto de procesos logísticos y garantizar un nivel adecuado de inventarios en cumplimiento de la demanda de los clientes.
Sistemas de almacenamiento
Almacenaje en bloque o arrume negro
En este tipo de almacenamiento las unidades de carga se almacenan una encima de otra y no se utiliza ningún tipo de estructura de almacenamiento, por lo cual, la altura de apilamiento depende de las características de los productos y la utilización del sistema FIFO (First In First Out) o PEPS (Primero en entrar, primero en salir)
Almacenamiento en silos
Son un modo de almacenamiento a granel que puede ser diseñado para un solo producto o para múltiples, se utilizan generalmente para granos, cereales, materiales de construcción y líquidos.
Almacenamiento automático
Son sistemas totalmente automatizados para la gestión de almacenes dentro de los que se considera los carruseles, paternóster, miniload (cargas ligeras) y transelevadores de pallet y pocas piezas.
Almacenamiento en estantería
La utilización de una estructura para el almacenamiento de las unidades de carga.
***FIFO (First In First Out) o PEPS (Primero en entrar, primero en salir)
Técnicas de almacenamiento
El almacenamiento de materiales depende de la dimensión y características de los materiales. Estos pueden exigir una simple estantería hasta sistemas complicados, que involucran grandes inversiones y complejas tecnologías.
La elección del sistema de almacenamiento de materiales depende de los siguientes factores:
Espacio disponible para el almacenamiento de los materiales.
Tipos de materiales que serán almacenados.
Número de artículos guardados.
Tipo de embalaje.
Razones por las cuales se requiere mantener inventario
Reducir costos de pedir.
Al pedir un lote de materias primas de un proveedor, se incurre en un costo para el procesamiento del pedido, el seguimiento de la orden, y para la recepción de la compra en almacén. Al producir mayor cantidad de lotes, se mantendrán mayores inventarios, sin embargo se harán menos pedidos durante un periodo determinado de tiempo y con ello se reducirán los costos anuales de pedir.
Reducir costos por material faltante.
Al no tener material disponible en inventario para continuar con la producción o satisfacer la demanda del cliente, se incurren en costos, entre estos costos mencionamos las ventas perdidas, los clientes insatisfechos, costos por retrasar o parar producción. Para poder tener una protección para evitar faltantes se puede mantener un inventario adicional, conocido como inventario de seguridad
Reducir costos de adquisición.
En la compra de materiales, la adquisición de lotes más grandes pueden incrementar los costos de materias primas, sin embargo los costos menores pueden reducirse debido a que se aplican descuentos por cantidad y a menor costo de flete y manejo de materiales.
Gestión de almacenes
La gestión de los almacenes es un elemento clave para lograr el uso óptimo de los recursos y capacidades del almacén dependiendo de las características y el volumen de los productos a almacenar.
Los objetivos a buscar con la gestión de almacenes son:
MINIMIZAR:
El espacio empleado, con el fin de aumentar la rentabilidad.
Las necesidades de inversión y costos de administración de inventarios.
Los riesgos, dentro de los cuales se consideran los relacionados con el personal, con los productos y con la planta física.
Pérdidas, causadas por robos, averías e inventario extraviado.
Las manipulaciones, por lo cual los recorridos y movimientos de las personas, equipos de manejo de materiales y productos, deben ser reducidos a través de la simplificación y mejora de procesos.
Los costos logísticos a través de economías de escala, reducción de faltantes y retrasos en la preparación de despachos.
MAXIMIZAR:
La disponibilidad de productos para atender pedidos de clientes.
La capacidad de almacenamiento y rotación de productos.
Operatividad del almacén.
La protección a los productos.
BIBLIOGRAFÍA
Távara Infantes Carmen Marcela (2014), Tesis: “Mejora del Sistema de Almacén para optimizar la gestión logística de la empresa comercial Piura». Universidad Nacional de Piura, Facultad de Ingeniería Industrial, Escuela Profesional de Ingeniería Industrial, Perú.
Martíez Vázquez Yasmin (2016), Tesis “REINGENIERÍA EN EL ALMACÉN DE LA EMPRESA TRUETZSCHLER DE MÉXICO S.A. DE C.V. Instituto Politécnico Nacional, Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales Administrativas,
Bureau Veritas Formación. (2011). Logística Integral. Madrid: Fundación Confemental.
La adsorción es un fenómeno superficial que se puede definir como el enriquecimiento de uno o más componentes en la región entre dos fases, conocida como interfase o capa interfacial. En el presente contexto, una de las fases es necesariamente un sólido, el adsorbente, y la fase móvil un fluido, que puede ser gas o líquido.
El compuesto que se concentra en la superficie se denomina adsorbato, y la sustancia en la fase fluida capaz de ser adsorbida es el adsorbible. Si el adsorbato es un gas, éste puede ser un compuesto puro o una mezcla. Si la fase fluida es un líquido, éste puede ser un componente puro, una mezcla de líquidos miscibles o una disolución. En el caso de que la fase móvil no sea un componente puro, se producirá una competencia entre las distintas substancias durante el proceso de adsorción. Este proceso se basa en la capacidad de ciertos sólidos para fijar en su superficie solutos específicos.
Figura . Componentes del fenómeno de adsorción
Weber y Smith (1987) postularon que el mecanismo de adsorción consiste de cuatro etapas:
Transferencia del adsorbato de la fase líquida externa hacia la fase líquida situada en proximidad de la superficie del material.
Transferencia del adsorbato a través de la capa líquida hacia la superficie externa del adsorbente.
Difusión del adsorbato hacia el interior de los poros del adsorbente bajo el efecto del gradiente de concentraciones. La molécula puede difundirse de un sitio de adsorción hacia otro (difusión superficial) o difundirse de la fase líquida al interior del grano hacia un sitio de adsorción (difusión porosa).
Adsorción.
La retención de una molécula de adsortivo por un adsorbente puede ser debida a dos causas:
Adsorción física: Es una interacción débil, similar a la condensación.
Adsorción química: Una interacción fuerte, también llamada adsorción de van der Waals.
Factores influyentes en la adsorción
Existen infinidad de factores que influyen en la adsorción, debido a que es un proceso que pertenece a la química de superficies, en consecuencia el conocimiento de las características de la superficie activa son importantes, para así poder modificar y/o mejorar sus propiedades para hacerla óptima para el proceso de absorción.
Tipos de adsorbentes
Los adsorbentes son materiales naturales o sintéticos de estructura amorfa y microcristalina. Los utilizados en gran escala son el carbón activo, la alúmina activa, la zeolita, el gel de sílice, la tierra de Fuller, otras arcillas, etc. Se han desarrollado muchos adsorbentes para una amplia gama de separaciones. Por norma, los adsorbentes tienen forma esférica, pequeños gránulos cuyos tamaños comprenden de 0.1 mm a 12 mm.
Una partícula de adsorbente tiene una estructura muy porosa, con numerosos poros muy finos, cuyo volumen alcanza hasta el 50 % del volumen total de la partícula. La adsorción suele ocurrir como una monocapa sobre la superficie de los poros, pero a veces se forman varias capas. La adsorción física, o de van der Waals, por lo general sucede entre las moléculas adsorbidas y la superficie interna sólida del poro, y es fácilmente reversibl
Carbón activo
Éste es un material microcristalino que proviene de la descomposición térmica de madera, cortezas vegetales, carbón, etc., y tiene áreas superficiales de 300 a 1200 m 2 /g con un promedio de diámetro de poro de 10 a 60 A. Las sustancias orgánicas generalmente adsorben carbón activo.
2.Gel de sílice
Este adsorbente se fabrica tratando con ácido una solución de silicato de sodio y luego secándola. Tiene un área superficial de 600 a 800 m2 /g y un promedio de diámetro de poro de 20 a 50 A. Se utiliza principalmente para deshidratar gases líquidos y para fraccionar hidrocarburos.
3.Alúmina activada
Para preparar este material se activa el óxido de aluminio hidratado calentándolo para extraer el agua. Se usa ante todo para secar gases y líquidos. Las áreas superficiales fluctúan entre 200 y 500 m2 /g con un promedio de diámetro de poro de 20 a 140 A.
Aplicaciones industriales de la adsorción
La adsorción, además de estar implicada en procesos naturales, tiene importantes aplicaciones industriales, que compiten con otros métodos clásicos como la extracción, la destilación, la cristalización, etc. La capacidad que tienen los adsorbentes de retener compuestos que se encuentran en muy bajas concentraciones, como ocurre con muchos contaminantes, hace que sea una de las tecnologías más utilizadas para resolver un gran número de problemas medioambientales.
Procesos de separación, es la aplicación más importante, sustituyendo en algunos casos a otras operaciones de separación como: destilación, cristalización, extracción con disolventes, etc. En estos casos la adsorción suele ser de tipo físico -reversible-, lo que permite la reutilización del adsorbente y la recuperación de los adsorbatos. De entre las aplicaciones más utilizadas se pueden citar:
• Separación de gases de mezclas gaseosas: desodorización del aire, eliminación de gases tóxicos, etc. • Separación de vapores de gases: recuperación de disolventes, secado de gases, deshumidificación del aire, etc. • Fraccionamiento de mezclas de fluidos y sólidos disueltos: la mayor parte de estas separaciones utilizan como adsorbentes tamices moleculares, por su gran selectividad. • Separación de iones de disoluciones: compite con el intercambio iónico en la concentración de metales, eliminación de compuestos inorgánicos, recuperación de residuos, desmineralización y ablandamiento de aguas, etc. • Separación de sólidos no iónicos y coloides disueltos: decoloración y clarificación de aceites vegetales, de fracciones petrolíferas, de melazas, etc. • Retención de productos activos de fisión que escapan de los elementos combustibles nucleares. • Separación de n-parafinas en corrientes de naftas, querosenos o gasóleos. • Separación de olefinas de parafinas: la deshidrogenación de n-parafinas es una vía de obtención de olefinas lineales.
Bibliografía
Incropera, Frank y David Dewitt. FUNDAMENTOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. 4ª Edición, México, 1999. Prentice Hall.
Kern, Donald. PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. 1ª Edición, México 1965. Edit. cecsa.
Treybal, r. (1993). OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA. Mexico:Mcgraw Hill
Perry, R. H. (2001). MANUAL DEL INGENIERO QUIMICO. Colombia: Panamericana Formas e impresos S.A.
Kenneth Wark, d. e. (2003). TERMODINAMICA. españa: Mcgraw Hill.
Warren Mccabe, j. c. (2005). OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERIA QUIMICA. Mexico: Mcgraw-Hill.
La absorción es una operación unitaria de transferencia de materia donde se pone en contacto una mezcla gaseosa con un disolvente líquido. De modo que se consigue la transferencia de uno o más componentes desde la fase gas hasta la fase líquida.
La absorción puede ser física, química o biológica, que dependerá de cómo se disuelva el gas en el líquido o de cómo reaccione dando a lugar nuevos productos químicos.
FUNCIONAMIENTO
La circulación de los fluidos en este equipo suele ser a contracorriente aprovechando la diferencia de densidades.
El líquido se introduce por la parte superior y desciende por el aparato, mientras que el gas entra por la base y sube por este.El contacto entre los dos fluidos tiene lugar sobre platos (contacto discontinuo) o mediante un relleno (contacto continuo). La cantidad de platos y de relleno, dependerá de la altura de la columna y de las concentraciones que se quieran conseguir. Además, se puede relacionar la cantidad de platos con la altura del relleno mediante la HEPT (Height Equivalent to a Theoretical Plate).
El gas asciende como consecuencia de la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la columna. El contacto entre las dos fases produce la transferencia del soluto de la fase gaseosa a la fase líquida, debido a que el soluto presenta una mayor afinidad por el disolvente. Se busca que este contacto entre ambas corrientes sea el máximo posible, así como que el tiempo de residencia sea suficiente para que el soluto pueda pasar en su mayor parte de una fase a otra.
COLUMNAS DE PLATOS
La absorción de gases puede realizarse en una columna equipada con platos perforados u otros tipos de platos normalmente utilizados en destilación. Con frecuencia se elige una columna de platos perforados en vez de una columna de relleno para evitar el problema de la distribución del líquido en una torre de gran diámetro y disminuir la incertidumbre en el cambio de escala. El número de etapas teóricas se determina trazando escalones para los platos en un diagrama y-x, y el número de etapas reales se calcula después utilizando una eficacia media de los platos.
Las columnas de platos permiten a menudo el manejo de sólidos más fácilmente que los rellenos tanto las velocidades del gas y del líquido en los platos son a menudo un orden de magnitud superior de las que existen a través de los rellenos, proporcionando una acción de barrido que mantiene limpias las aperturas de los platos.
Los sólidos tienden a acumularse en los huecos del relleno, hay menos ubicaciones en los platos donde los sólidos se pueden depositar, el taponamiento de los distribuidores líquidos es un problema común. La limpieza de los platos es más fácil que la limpieza de los rellenos. No todos los platos tienen agujeros más grandes o válvulas fijas grandes y deben ser usados cuando el taponamiento o el ensuciamiento son importantes.
El líquido pasa de un plato a otro por la fuerza de la gravedad en sentido descendente, mientras que el vapor fluye en sentido ascendente a través de la ranuras de cada plato, burbujeando a través del líquido.
A cada plato se le exige que sea capaz de tratar las cantidades adecuadas de líquido y vapor sin una inundación o un arrastre excesivos que se establece en su funcionamiento y resulta relativamente simple en cuanto a instalación y mantenimiento.
Es importante conseguir que la caída de presión en el plato sea mínima.
.Figura. Esquema de proceso de absorción
TIPOS DE PLATOS
1. Plato perforado.
Son placas con perforaciones que pueden ser de diferentes tamaños. Su construcción es la más sencilla de todas.
2. Plato de válvulas.
Su construcción consiste en un agujero donde encima hay una válvula, la cual se eleva con el paso del corriente líquido. Es muy similar al de campana de barboteo.
2. Plato de válvulas.
Su construcción consiste en un agujero donde encima hay una válvula, la cual se eleva con el paso del corriente líquido. Es muy similar al de campana de barboteo.
APLICACIONES
Recuperación de productos de corrientes gaseosas con fines de producción.
Método de control de emisiones de contaminantes a la atmósfera, reteniendo las sustancias contaminantes (compuestos de azufre, compuestos clorados y fluorados, etc.).
Eliminación de amoníaco a partir de una mezcla de amoníaco y aire por medio de agua líquida.
Eliminación de SO2 de gases de combustión con disoluciones acuosas de hidróxido de sodio.
En la industria para la eliminación de gases ácidos (CO2, SO2) en corrientes gaseosas, mediante distintas corrientes líquidas como lo son: agua, disolución de sosa y aminas
BIBLIOGRAFÍA
Geankoplis Christie J.Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. Ed. C.E.C.S.A.
McCabe W. L., Smith J. C. Y Harriott P. Operaciones Básicas de Ingeniería Química.Ed. Reverte.
La absorción de gases es una operación unitaria donde uno o más componentes en una mezcla gaseosa son disueltos en un líquido (solvente). La absorción puede ser puramente física o involucrar una reacción química.
Asimismo, la absorción de gases es una operación de transferencia de masa en el cual una o más especies (soluto) es removido a partir de una corriente gaseosa por disolución en un líquido (solvente). El componente insoluble presente en la corriente gaseosa no absorbida se denomina gas portador.
La absorción de gases es una operación en la cual una mezcla gaseosa se pone en contacto con un líquido a fin de disolver de manera selectiva uno o dos componentes del gas y obtener una solución de estos en el líquido (Treybal, 1988)
Existen dos métodos de operación en la absorción de gases, los cuales son operación a contracorriente y operación paralela.
En la absorción paralela, no hay una razón líquido/gas y es menos eficiente que la operación a contracorriente. La ventaja de la operación paralela es la falta de limitación de inundación, y se puede usar un flujo de gas elevado, el cual reduce el diámetro de la columna requerida. Para la operación a contracorriente, el gas que sale de la columna por el tope ingresa por el fondo de la columna mientras el líquido fluye a través del tope y sale por el fondo en una dirección opuesta.
Solventes para la absorción
Optar un solvente apropiado para un sistema de absorción es una parte importante del diseño del proceso. Cada solvente tiene características individuales, las cuales lo hacen más apropiado que otro solvente para un proceso dado. En general, los solventes que son seleccionados para las operaciones de absorción deberían ser químicamente estables, no corrosivos, no tóxicos, no contaminantes y no ser inflamables. Otros factores que también necesitan ser considerados al seleccionar un solvente incluyen las capacidades de absorción y desorción también como la velocidad de reacción si las reacciones químicas tienen lugar durante la absorción.
Usos generales de la absorción de gases
El proceso de absorción de gases es una operación unitaria que permite la separación o eliminación de componentes por medio de una mezcla gaseosa que entra en contacto con un líquido utilizando un disolvente.
A nivel industrial, el proceso de absorción de gases es utilizado para realizar la separación de uno o más componentes de una mezcla gaseosa y la purificación de gases tecnológicos. Ejemplos donde se emplea como etapa principal el proceso de absorción son:
la obtención de Ácido Sulfúrico (absorción de SO3 )
la fabricación de Ácido Clorhídrico,
la producción de Ácido Nítrico (absorción de óxido de nitrógeno)
procesos de absorción de NH3 , CO2 , H2 S y otros gases industriales
En la industria petrolera, por lo general se realizan los siguientes procesos de separación por medio de absorción:
Gas de síntesis: es una mezcla de gases de hidrógeno y monóxido de carbono que son utilizados para la producción de amoniaco. Este gas tiene presencia de CO2 como contaminante que envenena los catalizadores, por ello genera pérdidas económicas, ya que no se puede regenerar.
Gases de refinerías: pueden ser los Gases Licuados de Petróleo (GLP) o también en la remoción de compuestos orgánicos de azufre. Contribuyen a evitar la corrosión en las plantas procesadoras por medio de la purificación de las corrientes gaseosas.
Procesamiento de gas natural: proceso de endulzamiento del gas por medio de la remoción de los gases ácidos dióxido de carbono (CO2 ) y sulfuro de hidrógeno (H2 S) en torres de absorción con solventes de soluciones acuosas de alcanolaminas. Estos procesos tienen una corriente gaseosa común, que es el gas Amargo, que contiene contaminantes denominados gases ácidos como el dióxido de carbono (CO2 ) y ácido sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno (H2S) (Absorción en la Industria Petrolera, 2017).
BIBLIOGRAFÍA
McCabe W. L., Smith J. C. (1991), Operaciones Unitarias en Ingeniería Química, pp: 1023.
J. Monteros y P. Tayupanta, Selección de la unidad de separación mecánica sólido-líquido para un sistema de tratamiento de lodos procedentes del desarenado de los separadores de producción de petróleo, Quito: EPN, 2012.
J. García, «La Centrifugación en la industria Químico-Farmacéutica,» Sintefarma,2000.
La absorción es una operación unitaria controlada por la trasferencia de materia que consiste en eliminar un componente de interés presente en una corriente gaseosa mediante la utilización de un disolvente líquido que arrastra consigo dicho compuesto de interés.
Este proceso suele llevarse a cabo en contracorriente, es decir, introduciendo la corriente gaseosa por la parte inferior del recipiente, que ascenderá por diferencia de presión, y la corriente de disolvente líquido por la parte superior, que caerá por gravedad.
Para conseguir el contacto íntimo de las fases, líquido y gas, ambas operaciones utilizan el mismo tipo de equipo empleado en la destilación, es decir, torres de platos, torres de relleno, torres de pulverización y columnas de burbujeo.
Ilustración 1.Equipos utilizados en absorción
Los mecanismos más utilizados para conseguir este fin son:
Dividir el gas en pequeñas burbujas en una superficie líquida continua (torres de burbujeo),
Separar el líquido en películas que fluyan a través de una fase gaseosa continua (torre de relleno),
Convertir el líquido en gotas de pequeño tamaño que caigan a través de una fase gaseosa continua
Cada uno de estos mecanismos favorece un tipo de transferencia, y según los requisitos que deseemos alcanzar será más recomendable utilizar un tipo de columna u otro.
La absorción química se caracteriza por la presencia de reacción química entre el compuesto a eliminar y el disolvente empleado. Dependiendo del tipo de disolvente, de las condiciones de circulación de ambas fases y de la velocidad a la que se den tanto la transferencia de materia entre las fases como la reacción química, la columna de absorción adoptará un tipo y otro de configuración.
Es necesario señalar que la reacción química existente suele ser de tipo reversible o irreversible, por lo que será posible la posterior recuperación del disolvente empleado.
REACCIONES REVERSIBLES
Existe una reacción química entre el compuesto gaseoso objetivo y un compuesto de la fase líquida que es reversible en función de las condiciones de operación. El compuesto, por tanto, presentará una fracción en forma acuosa que tendrá una fracción en forma vapor será proporcional a la temperatura. Este tipo de reacciones es difícil de modelar por su naturaleza no lineal, pero permiten la regeneración del compuesto absorbente en una etapa de stripping o desorción mediante temperatura. Un ejemplo de este tipo de absorción es la absorción de CO2 en una solución de monoetanolamina (MEA).
REACCIONES IRREVERSIBLES
El compuesto absorbido reacciona con un componente de la fase líquida para formar un producto que no se descompone por acción de la temperatura. Un ejemplo de este caso es la absorción de H2S en soluciones de hierro para formar un fango de partículas de azufre.
En la absorción quimica, se puede obtener como resultado los siguientes casos:
Caso a) Absorción acompañada por una reacción de primer orden, para el caso reversible:
Caso b) Absorción acompañada por una reacción irreversible muy rápida de segundo orden
Casoc) Absorción acompañada de una reacción reversible muy rápida de segundo orden.
Caso d) Absorción simultánea de dos o más gases que reaccionan rápidamente con un componente en el líquido.
Caso e) Dos gases que se disuelven en un medio inerte y, luego, reaccionan entre sí.
La reacción entre el soluto absorbido y un reactivo produce dos hechos favorables a la rapidez de absorción:
la destrucción del soluto absorbido al formar un compuesto reduce la presión parcial en el equilibrio del soluto y, en consecuencia, aumenta la diferencia de concentración entre el gas y la interfase; aumenta también la rapidez de absorción;
el coeficiente de transferencia de masa de la fase líquida aumenta en magnitud, lo cual también contribuye a incrementar la rapidez de absorción
BIBLIOGRAFIA
Treybal, R.E. Operaciones de transferencia de masa. 2ª Edición. McGraw-Hill. México, 1990.
Ollero de Castro Pedro (2020). Fundamentos de las operaciones de separación de transferencia de masa. Editorial Universidad de Sevilla.
Es un polímero elástico repelente al agua y con resistencia eléctrica, obtenido de manera natural es una goma de resina exudada de una gran variedad de árboles y plantas, lo hay también sintético.
Mediante el proceso de vulcanización puede conseguir una gran elasticidad y elevada resistencia, al unir las cadenas moleculares ente si, formando un retículo.
¿Es lo mismo el hule y el plástico?
No. Ambos son polímeros, sin embargo, la procedencia de cada uno es distinta. El hule se obtiene principalmente de una extracción de plantas o árboles, los plásticos son procedentes del petróleo.
Se denomina fibra al conjunto de filamentos o hebras susceptibles de ser usados para formar hilos, mediante hilado u otros procesos químicos o físicos.
¿Fibras naturales y sintéticas?
Una diferencia entre las fibras naturales y sintéticas, con la única excepción de la seda, es que la fibras naturales tienen una longitud limitada, que puede variar desde 1 mm hasta los 350 mm de algunas clases de lanas y se denominan fibras discontinuas, químicamente se pueden fabricar fibras de longitud indefinida, que resultaría similares al hilo en el capullo del gusano de seda, y se denomina filamentos.
Las fibras naturales se degradan sin fusión, y la mayoría de las fibras sintéticas son termoplásticas
Estos pigmentos contienen carbono y se deriva a partir de fuentes vegetales o animales. También hay pigmentos orgánicos sintéticos como los colores azoicos que dan parte de estas tonalidades.
Rojos
Los pigmentos rojos orgánicos o naturales están presentes en los vegetales y flores como los flavonoides, también pueden estar presentes en insectos. Los pigmentos azoicos y de quinacridona producen tonalidades rojas.
Algunos ejemplos son:
Raíz de granza
Insecto cochinilla
Insecto laca
Azules
El azul Peacock es un ejemplo de pigmento en ser uno de los primeros que se prepararon comercialmente pertenece al grupo triarilmetano. Pigmentos como los de ftalo-cianina de cobre dan tonos azules.
Verdes
Son pigmentos que derivan de fuentes vegetales o animales.
La espuma es una capa de líquido globular enclaustrando vapor o gas. Son como las emulsiones, a excepción de unos aspectos: la fase dispersa es un gas en las espumas y un líquido en las emulsiones; las burbujas de gas de las espumas son mucho más grandes que los glóbulos en las emulsiones. Son sistemas coloidales.
Propiedades
Las propiedades de la espuma son:
Densidad
Es el peso por unidad de volumen de la espuma.
Resistencia a la carga
Es la medida de firmeza y se entiende como la oposición que ofrece la espuma a una fuerza de compresión.
Resistencia a la tensión
Es la medida del la cantidad de esfuerzo requerido para romper una muestra de espuma cuando se le aplica una fuerza.
Elongación
Es la distancia que recorre una muestra de espuma antes de la ruptura.
Desgarre
Es la medida en que se desgarra una espuma.
Resilencia
Es una medida de elasticidad de la espuma.
Flujo de aire
Es una medida de la porosidad de la espuma.
Aislantes térmicas
Estas espumas cumplen una doble función; son buenos aislantes térmicos y acústicos. Son ligeras ya que son un 99% de aire, pueden ser aplicadas, tiene una fuerte
Algunas espumas que cumplen esta función son:
Espuma aislante de urea-formaldehído.
Espuma de poliuretano
Espuma fenólica
Espumas de piel integradas
Estas espumas son poliuretanos flexibles con características únicas, son ligeras, dan un alto confort, tienen buena elasticidad y resistencia a rasgarse, optima resistencia a la fatiga y facilidad de corte. Pueden ser producidas con distintas densidades y presentan mayor degradación bacteriana en comparación con las elaboradas en base látex natural.
Se basan en la reacción de poliol e isocianatos que producen uretano, este a su vez reacciona con el isocianato produciendo alofanato, además de la presencia de dióxido de carbono que es el gas responsable de la expansión del polímero y las altas temperaturas desarrolladas por el polímero durante la cura.