Ingenieria De Procesos De Separacion

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En el siglo xxi, las separaciones prosiguen siendo tan esenciales, o bien más, que a lo largo del pasado siglo. El desarrollo de nuevas industrias, como la biotecnología y la nanotecnología, y la mayor relevancia de suprimir huellas de compuestos han llevado a las separaciones al primer plano. Los ingenieros químicos deben comprender y diseñar nuevos procesos de separación, como separaciones con membranas, adsorción y cromatografía, aparte de las separaciones normales con etapas de equilibrio, como instilación, absorción y extracción. Puesto que ahora se incluyen las separaciones en membrana, adsorción, cromatografía y también intercambio iónico, he alterado el título de esta segunda edición, de Separaciones con etapas de equilibrio (Equilibrium Staged Separations) a Ingeniería de procesos de separación (Separation Process Engineering) para reflejar esta cobertura más extensa. Para satisfacer esta demanda de nuevas separaciones, he agregado 2 episodios al libro. El nuevo capítulo dieciseis, en separaciones con membranas incluye permeación (o sea, penetración o bien infiltración) de gas, osmosis inversa, ultrafiltración y pervaporación. Como unos ejemplos del empleo de estos métodos de separación con membrana están la purificación de hidrógeno y dióxido de carbono, purificación de agua, procesos farmacéuticos y purificación del etanol, respectivamente. El nuevo capítulo diecisiete es una extensa introducción a la adsorción, cromatografía y también intercambio iónico. Esas separaciones se acostumbran a utilizar para procesar substancias químicas y farmacéuticas de alta calidad. Asimismo, la adsorción y el intercambio iónico se utilizan con cierta frecuencia para tratamiento de agua. Si bien ni las separaciones con membrana ni por adsorción se acostumbran a hacer trabajar en forma de separaciones con etapas de equilibrio, es sorprendente que tengan muchas conexiones con los procesos con etapas de equilibrio. Es ineludible que la segunda edición sea más larga que la primera. He tratado de eludir esto suprimiendo algo del material original y combinando ciertos episodios. El material sobre el equilibrio (el precedente capítulo dos) se reparte ahora en todo el texto, con lo que se presenta de forma “justo a tiempo” (conforme se precisa). Los episodios cinco y seis originales, sobre el procedimiento de McCabeThiele para examinar la instilación binaria, se han combinado en uno solo, el nuevo capítulo cuatro. El procedimiento de McCabeThiele se prosigue utilizando como medio de visualización y guía para encontrar inconvenientes, si bien ya no se emplea en Y también.U.A., para diseños detallados. Se preservaron 3 episodios sobre instilación de múltiples componentes (los nuevos episodios cinco a siete), mas en forma simplificada. El alcance del capítulo sobre instilación compleja (el nuevoXV capítulo ocho) se ha ampliado para reflejar los avances en la entendimiento de la instilación extractiva y azeotrópica. Asimismo se ha ampliado la exposición de la instilación intermitente (el nuevo capítulo nueve). Los 2 episodios originales sobre diseño de columnas se han combinado en el nuevo capítulo diez. La información económica (del precedente capítulo catorce) se ha condensado, pues normalmente se enseña en las clases de diseño. No obstante, el material sobre conservación de energía y secuenciación de las columnas de instilación de ese capítulo, se ha ampliado, para englobar ciertos avances en instilación compleja, en el nuevo capítulo once. Los episodios dieciseis y diecisiete precedentes se han combinado en el nuevo capítulo trece, utilizando el procedimiento de McCabeThiele y la ecuación de Kremser para extracción inmiscible, lavado, lixiviado y extracción supercrítica. La sección sobre humidificación se ha eliminado del capítulo diecinueve (el nuevo capítulo quince), pues parecía fuera de sitio. Todos y cada uno de los episodios incluyen un sinnúmero de inconvenientes para solucionar fuera del sala de clases, que brotaron conforme seguía la enseñanza de la materia en la Purdue University; asimismo se han agregado múltiples inconvenientes de simulación. Viendo que el día de hoy los simuladores de proceso se utilizan mucho en la práctica comercial, he incluido en todo el texto ejemplos y inconvenientes de labor sobre simulación de procesos. El día de hoy enseño el curso de separaciones, de 3 créditos, para principiantes, en Purdue, en 2 clases y 2 horas de laboratorio de cómputo a la semana. En el laboratorio de cómputo se incluye una prueba para valorar la capacidad de los pupilos para utilizar el simulador. Si bien empleo Aspen Plus como simulador, se puede utilizar cualquier simulador de procesos. Los nuevos episodios dos,6, ocho,12 y catorce tienen apéndices que presentan instrucciones para manejar Aspen Plus. El apéndice del capítulo dieciseis tiene hojas de cálculo Excel, con programas de Visual Basic para permeación de gas en flujo cruzado, concurrente y a contracorriente. Opté por emplear hojas de cálculo en vez de un programa matemático de mayor nivel, por el hecho de que las hojas de cálculo se logran en todas y cada una partes. El apéndice del capítulo diecisiete contiene breves instrucciones para manejar el simulador comercial Aspen Chromatography. El material de la segunda edición ha sido probado extensamente en el curso de separaciones para principiantes en la Universidad Purdue. Si bien enseño el material a nivel de principiantes, los episodios 1 a catorce han de ser para intermedios, y todo el material es conveniente para los niveles superiores. La segunda edición es demasiado larga para cubrirse en un semestre, mas es posible cubrirla por completo, con simulaciones en computadora, en 2 semestres. Muchas escuelas, como Purdue, asignan un solo curso semestral de 3 créditos para este material. Como es demasiado material, en un caso así deben escogerse los temas. : PrefacioAgradecimientosAcerca del autorNomenclatura Capítulo 1: Introducción a la ingeniería de procesos de separaciónCapítulo 2: Instilación instantáneaCapítulo 3: Introducción a la instilación en columnaCapítulo 4: Instilación de columna: Cómputos internos, etapa por etapaCapítulo 5: Introducción a la instilación con múltiples componentesCapítulo 6: Procedimientos de cálculo preciso para instilación con múltiples componentesCapítulo 7: Métodos abreviados aproximados para instilación con múltiples componentesCapítulo 8: Introducción a los métodos de instilación complejaCapítulo 9: Instilación intermitenteCapítulo 10: Diseño de columnas de platos y empacadasCapítulo 11: Economía y conservación de energía en la destilaciónCapítulo 12: Absorción y arrastreCapítulo 13: Extracción inmiscible, lavada, lixiviación y extracción supercríticaCapítulo 14: Extracción de sistemas parcialmente misciblesCapítulo 15: Análisis de trasferencia de masaCapítulo 16: Introducción a los procesos de separación con membranaCapítulo 17: Introducción a la adsorción, cromatografía y también intercambio iónico