Procesos Industriales: Continuos, Discontinuos y Semicontinuos
Resumen
Este documento explica los tres tipos de proceso industrial según su modo de operación: discontinuo o batch, continuo y semicontinuo. Describe sus ventajas e inconvenientes, como el coste energético del proceso discontinuo o la inversión elevada del continuo. Además, distingue el régimen permanente del no permanente y define las operaciones unitarias, los reactores químicos y los reactores biológicos.
Puntos clave
- Según el modo de operación, un proceso puede ser discontinuo (batch), continuo o semicontinuo.
- En el proceso discontinuo se añaden los reactivos al inicio y se extraen los productos al final. Se usa para producir pequeñas cantidades.
- En el proceso continuo, la entrada de materias primas y la salida de producto son constantes. Necesita menos personal y tiene mayor seguridad de funcionamiento.
- El proceso semicontinuo se alimenta por cargas, pero obtiene un producto de forma continua.
- En régimen permanente o estado estacionario, las variables del proceso no cambian con el tiempo.
- Los procesos discontinuos son siempre de régimen no permanente, porque la cantidad de reactivos y productos varía dentro del reactor.
- Un reactor químico se usa cuando se producen reacciones químicas. Un reactor biológico se usa cuando intervienen organismos vivos o sus derivados.
5.1 Según el modo de operación, un proceso puede ser de 3 tipos:
1. Discontinuo o Intermitente (Batch)
Al inicio del proceso se añaden los reactivos, se pone en marcha el proceso y al final del proceso se extraen los productos obtenidos y los reactivos no consumidos. Se utiliza para la producción de pequeñas cantidades o cuando un producto varía con cada lote.
Ventajas:
- Se obtienen productos en cantidades pequeñas
- Los productos se obtienen dentro del mismo reactor
- Se pueden introducir sustancias de difícil transporte por cañerías (barros y sustancias viscosas)
- Se pueden hacer reacciones biológicas
Inconvenientes:
- Se pierde tiempo llenando y vaciando, calentando y enfriando el reactor
- Se produce un aumento en el coste energético porque cada vez se calienta y se enfría el tanque
- Se necesita más personal para el control
2. Continuo
El flujo de entrada de materias primas es constante mientras dura el proceso, siendo la salida del producto también constante. El proceso no para. Se caracteriza por su eficacia, ahorro energético y seguridad.
Ventajas:
- Altamente mecanizado y automatizado
- Necesidad de menos personal
- Mayor seguridad de funcionamiento
- Condiciones de trabajo más higiénicas
- Instalaciones herméticas
Inconvenientes:
- Coste de la inversión elevado
- Tienen que funcionar al máximo de su capacidad para evitar pérdidas económicas
- Se tiene que hacer un control riguroso de la calidad de las materias primas
Al principio del proceso las condiciones de trabajo no están estabilizadas y tiene que pasar un tiempo hasta lograr los valores normales de régimen que son los valores por los cuales la instalación fue estudiada: caudales, temperaturas, presiones,…
3. Semicontinuo o Semiintermitente
Se alimenta de cargas (se mezclan los reactivos y al final del proceso se extraen los productos finales y los reactivos no consumidos) pero se obtiene un producto continuamente.
5.2 Según el régimen o estado de la operación:
a) Régimen Permanente o Estado Estacionario:
Se da cuando los valores de todas las variables del proceso (presión, temperatura, velocidad de flujo, etc.) no varían con el tiempo.
b) Régimen No Permanente o Estado No Estacionario:
Sucede cuando cualquiera de las variables del proceso cambia con el tiempo. Los procesos continuos pueden ser en estado estacionario o no estacionario. Los procesos discontinuos son siempre en estado no estacionario puesto que la cantidad de reactivos y productos va variando dentro del reactor.
Operaciones Unitarias
Es cada una de las operaciones o etapas individuales con una función específica diferenciada que, coordinadas, permiten llevar a cabo un proceso químico-industrial.
Reactores
En la industria, las reacciones químicas que se producen en el proceso de fabricación tienen lugar dentro de unos recipientes llamados reactores.
1. Reactores Químicos
Cuando se producen reacciones químicas.
2. Reactores Biológicos
Cuando intervienen organismos vivos o sus derivados.
Proceso
Cualquier operación que produce un cambio físico o químico a una sustancia.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Qué es un proceso discontinuo o batch?
Es un proceso en el que se añaden los reactivos al inicio, se pone en marcha la reacción y, al final, se extraen los productos y los reactivos no consumidos. Se usa para producir pequeñas cantidades o cuando el producto cambia con cada lote.
¿Cuál es la diferencia entre régimen permanente y no permanente?
En régimen permanente, las variables del proceso, como la presión, la temperatura o la velocidad de flujo, no cambian con el tiempo. En régimen no permanente, alguna de estas variables cambia con el tiempo.
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