Procés Químic: Operacions i Diagrama de Flux

Procés Químic

Un procés químic és un conjunt d'operacions químiques i/o físiques ordenades de manera que unes matèries primeres inicials són transformades en uns productes final diferents. En un procés químic es fabriquen generalment productes no existents a la natura (sintètics o artificials).

Es considera que un producte és diferent d'un altre quan:

• té diferent composició
• està en un estat diferent
• han canviat les seves condicions

Els processos en general, i cada operació unitària en particular, tenen com a objectiu modificar les condicions d'una determinada quantitat de matèria. Aquest canvi es pot fer principalment per tres camins:

1. Modificant la seva massa o composició (separació de fases, mescla, reacció química,..)
2. Modificant el nivell o qualitat de l'energia que té (refredament, vaporizació, augment de pressió,...)
3. Modificant les seves condicions de moviment (augmentant o disminuint la seva velocitat o la seva direcció).

Operacions Unitàries Físiques de Transferència de Matèria

Destil·lació, Absorció, Desorció, Extracció, Adsorció, Bescanvi iònic.

Operacions Unitàries Físiques de Transferència d'Energia

Aïllament tèrmic, Escalfament o Refredament de fluids, Evaporació, Condensació, Sublimació, Fusió i Solidificació.

Operacions Unitàries Físiques de Transmissió Simultània de Matèria i Energia

Condicionament de gasos o refredament de líquids, Cristal·lització, Assecat i Liofilització.

Operacions Unitàries Físiques de Transport de Quantitat de Moviment

Circulació interna de fluids, Fluidització, Transport pneumàtic, Filtració, Osmosi inversa, Sedimentació, Flotació, Classificació hidràulica, Centrifugació, Agitació i Mescla de líquids.

Operacions Unitàries Físiques Complementàries

Trituració, Molturació, Tamisat, Mesclat de sòlids i pastes, Emmagatzematge de materials.

Operació Unitària Química

La reacció química.

Diagrama de Blocs

És el més simple però el menys descriptiu. Està format per quadres que generalment representen una operació bàsica. Els quadres estan connectats per fletxes que indiquen la sequència del flux. Els circuits secundaris es representen per línies contínues fines i la direcció del curs principal per una línia contínua grossa. La direcció del flux principal es pot dibuixar d'esquerra a dreta o de dalt a baix. Els corrents lleugers (gasos) han de sortir per la part superior del bloc i els pesats (líquids o gasos) han de sortir per la part inferior.

Diagrama de Flux del Procés

És el que més s'utilitza. Es dibuixa de manera que el flux i les operacions de procés destaquin de seguida. No es solen incloure vàlvules, línies de serveis ni parts de recanvi de l'equip, a no ser que siguin necessàries per donar claredat al diagrama. Aporten molta més informació que els de blocs. Les entrades de les matèries han de ser per l'esquerra i les sortides per la dreta. En aquest diagrama apareixen tots els elements del procés, cada un amb una simbologia que està definida per la norma UNE-EN-ISO 10628:2015. Es sol representar el més similar possible a l'equip real. No es fa a escala, ja que llavors els elements més petits, com per exemple una vàlvula, no es veuran, però, els equips tindran una grandària proporcional a la seva mida real. Inclou tot el que és important i necessari per entendre el procés.

Diagrama Gràfic

Es sol utilitzar amb finalitat publicitària, en catàlegs, pàgines web o en informes tècnics. Són més vistosos, però han d'incloure igualment la suficient informació per entendre el procés.

Diagrames d'Instrumentació (P&ID, Piping and Instrumentation Diagram)

Són els més complets, on apareixen tots els equips involucrats en el procés: canonades, equips, instruments de control, vàlvules, mesuradors, controladors...