Operazione unitaria

Nella chimica industriale, un'operazione unitaria (o azione unitaria^[1]) consiste in una singola trasformazione fisica che può avere luogo all'interno di un'apparecchiatura chimica di un impianto chimico. Ogni operazione unitaria può interessare uno o più fenomeni di trasporto contemporaneamente.

Il concetto di "operazione unitaria" fu introdotto per la prima volta da Arthur Dehon Little nel 1915.^[1]

Nella chimica industriale l'espressione indica quelle operazioni, spesso legate tra di loro, che realizzano una modifica di stato, forma, o altro sui reagenti di partenza per ottenere i prodotti finali. I termini operazione unitaria e processo unitario non sono equivalenti, infatti l'operazione unitaria è una parte del processo industriale dove avviene una trasformazione di tipo esclusivamente fisico, mentre il processo unitario è una parte del processo industriale dove avviene una trasformazione di tipo esclusivamente chimico.

Elenco delle operazioni unitarie

La classificazione delle operazioni unitarie non è univoca, e praticamente ogni autore dà una propria interpretazione. Schematizzando al massimo, le operazioni unitarie possono essere classificate nelle seguenti categorie:

Movimentazione dei materiali
- compressione
- espansione
- aspirazione di liquidi
Scambio termico
- essiccamento
- evaporazione (con lo stesso nome si indica un'operazione unitaria di separazione)
- pastorizzazione
- liofilizzazione
- istantaneizzazione
Processi meccanici
Separazione o Trasferimento di massa
- adsorbimento
- absorbimento
- assorbimento gas-liquido
- chiarificazione
- concentrazione
- condensazione frazionata
- cristallizzazione frazionata
- cromatografia preparativa
- degasaggio (in inglese sparging)
- desorbimento (in inglese stripping)
- distillazione
  - distillazione frazionata
- elettrodialisi
- elettroflottazione
- essiccamento
- estrazione
  - estrazione liquido-liquido
  - estrazione in fase solida
  - Estrazione solido-liquido o lisciviazione
- filtrazione
  - Diafiltrazione
  - filtrazione centrifuga
  - filtrazione a membrana
  - microfiltrazione
  - nanofiltrazione
  - ultrafiltrazione
  - osmosi inversa
  - dialisi
- flocculazione
- flottazione
- osmosi
- pervaporazione
- precipitazione
- precipitazione elettrostatica
- pressatura
- scambio ionico
- sedimentazione
- separazione di gas
- setacciatura
- umidificazione
Altre operazioni
- imballaggio
- agglomerazione

Operazioni unitarie di separazione

Per quanto riguarda la separazione, questa può avvenire:

con creazione o addizione di una fase: si ottiene utilizzando un agente energetico di separazione (AES, per esempio calore) o un agente materiale di separazione (AMS, per esempio un agente flocculante).
con agenti solidi di separazione: è il caso della cromatografia, dove l'agente di separazione è il carrier.
per barriere: in particolare, la barriera può essere un film solido (di materiali polimerici, ceramici, fibre, o metalli), un film liquido, una membrana di separazione (nel caso di osmosi, osmosi inversa, dialisi, e microfiltrazione), una membrana microporosa o una membrana non-porosa.
per campo di forza esterno o gradiente: è il caso dell'elettrolisi, elettroforesi, elettrodialisi, centrifugazione, e nei casi in cui insista un gradiente di temperatura.

Note

^ ^a ^b Foust, p. 5.

Bibliografia

(EN) Robert Perry, Dow. W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 8ª ed., McGraw-Hill Professional, 2007, ISBN 0-07-142294-3.
(EN) Warren L. McCabe, Julian Smith, Peter Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 7ª ed., McGraw-Hill Education (ISE Editions), 2005, ISBN 0-07-124710-6.
A.S. Foust, Leonard A. Wenzel, Curtis W. Clump, Luis Maus e L. Bryce Andersen, I principi delle operazioni unitarie, Milano, CEA, 1967, ISBN 88-408-0117-0.