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
  • estrusione
  • fluidizzazione
  • macinazione
  • miscelazione
  • nebulizzazione
  • pultrusione
• 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.