sábado, 29 de septiembre de 2012
sábado, 15 de septiembre de 2012
INGENIERIA DE PLANTAS INDUSTRIALES
PRESENTACION
Ingeniería de Plantas Industriales, es un blog que tiene como objetivo,
contribuir con el desarrollo de los profesionales
que están involucrados con la ingeniería aplicada en las
plantas industriales. Este blog compromete a ingenieros químicos, industriales,
agroindustriales, petroquimicos, biólogos, ingenieros de procesos, ingenieros
de alimentos, petroquimicos, textiles, mineros, entre otros.
En la gestión de una planta industrial intervienen personas, maquinaria
y equipo, procesos, capital, materia prima, e insumos como recursos principales
que dan lugar a la producción de bienes. Las plantas industriales bien pueden
ser industrias de
transformación química como también industrias
manufactureras. En estas plantas los ingenieros estamos al frente de la solución
de problemas de diferente índole, ya sea administrando la producción,
asegurando la calidad de los procesos y de los productos o servicios finales,
supervisando las operaciones y los procesos unitarios, diseñando nuevos
procesos o nuevos productos, haciendo mantenimiento a la maquinaria y equipos
para el buen funcionamiento de la planta, gestionando el cuidado del medio
ambiente, enfrentando los problemas del personal para su buen desempeño en la
planta, verificando materia prima e insumos de óptima calidad para el proceso,
gestionando la seguridad y salud ocupacional de las personas que laboran de
manera integral con el medio ambiente y la calidad, planificando y controlando
la producción, y entre otras áreas de desempeño profesional los ingenieros
cumplen un rol de gran responsabilidad con el objetivo de hacer que la
empresa industrial sea mas competitiva en mercado ofreciendo la mejor calidad
de sus productos al mejor precio, lo cual implica administrar dos
herramientas básicas es su gestión que son la Calidad y la
Productividad.
Bajo esta premisa, el ingeniero en una planta industrial debe estar
preparado para responder a una serie de actividades y para ello requiere de un
amplio conocimiento de materias de las herramientas de la ingeniería.
En este blog, nos proyectamos a contribuir con esta formación, poniendo
al alcance algunas herramientas que sabemos que son de mucha utilidad para los
ingenieros.
domingo, 9 de septiembre de 2012
Operaciones y Procesos Unitarios
Operaciones Unitarias químicas
Una operación unitaria se define como un conjunto de actividades en las que intervienen personas, insumos, materias primas, maquinaria y equipo, y en el que ocurren cambios
físicos. Estas actividades básicas forman parte del proceso.
Por ejemplo, la extracción de pulpa de mango, el descortezado en una fábrica de papel,
o la destilación en un proceso de elaboración de productos químicos.
Sería prácticamente imposible
estudiar el número casi infinito de procesos químicos que se llevan a cabo en
la industria diariamente, si no hubiera un punto en común a todos ellos.
Afortunadamente, esta conexión existe. Cualquier proceso que se pueda diseñar
consta de una serie de fenómenos físicos y químicos que, en algunos casos son
específicos del proceso considerado, pero en otros, son operaciones comunes e
iguales para varios procesos.
De manera general un proceso puede descomponerse en la
siguiente secuencia:
1.- Materias Primas
2.- Operaciones físicas de
acondicionamiento
3.- Proceso de reacción química
4.- Operaciones físicas de
separación
5.- Productos
El concepto de Operaciones Unitarias fue introducido en 1915 por el profesor
Little, del Massachussets Institute of. Technology (M.I.T). La definición dada
entonces, fue la siguiente: "... todo proceso químico conducido en
cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de OPERACIONES UNITARIAS, como por ejemplo: pulverización, secado, cristalización, filtración, evaporación, destilación...”.
El número de estas operaciones básicas no es muy grande, y generalmente sólo
unas cuantas de ellas intervienen en un proceso determinado."
TIPOS DE OPERACIONES UNITARIAS
·
Operaciones unitarias físicas.
·
Operaciones unitarias químicas.
Operaciones
unitarias físicas
§
De transferencia de materia.
§
De transferencia de energía.
§
De transferencia simultánea de materia y energía.
§
De transferencia de cantidad de movimiento.
§
Complementarias.
En todas las operaciones
unitarias hay en común el concepto de fuerza impulsora. La cantidad de la
propiedad transferida por unidad de tiempo y superficie es igual a la fuerza
impulsora partido de la resistencia. Analizamos la fuerza impulsora para los
tres tipos de propiedades.
Materia: la fuerza impulsora es igual a las diferencias de
concentraciones, presiones... en el seno del fluido que estemos estudiando.
Energía: la fuerza impulsora se da cuando existe una
diferencia de temperaturas en el seno de la masa.
Cantidad de movimiento: la fuerza impulsora es la diferencia de
velocidades que existe entre dos zonas del fluido.
Operaciones
unitarias químicas
- Asegurarnos que los reactivos fluyan
totalmente para conseguir la mezcla deseada.
- Proporcionar el tiempo de
contacto necesario entre las sustancias y el catalizador (si lo hay) hasta
lograr la extensión deseada de la reacción.
- Permitir que se adquieran las
condiciones de presión, temperatura y composición de modo que la reacción tenga
lugar en el modo y la velocidad deseadas, para lo cual hay que atender a los
aspectos termodinámicos y cinéticos de la reacción.
Algunas de las operaciones
unitarias químicas son:
COMBUSTIÓN es
el proceso de oxidación rápida de una sustancia, acompañado de un aumento de
calor y frecuentemente de luz. En el caso de los combustibles comunes, el
proceso consiste en una combinación química con el oxígeno de la atmósfera que lleva
a la formación de dióxido de carbono, monóxido de carbono y agua, junto con
otros productos como dióxido de azufre, que proceden de los componentes menores
del combustible.
HIDRATACION.-
Cuando un cuerpo seco (anhídrido), absorbe agua, aunque sea en forma de
humedad, se dice que este cuerpo está hidratado o que ha sufrido el fenómeno de
hidratación.
OXIDACION.- Es
la operación de introducir oxígeno en un cuerpo de manera que forme parte de su
constitución íntima, tal sería el agua (H20) agregar un átomo de oxígeno y
formar agua oxigenada ( H202 ) también Llamada peróxido
de hidrógeno 0 dióxido de hidrógeno. La combustión es También un proceso típico
de oxidación pues toma el oxígeno del aire para quemar el carbono.
REDUCCION.-
Consiste en separar oxigeno de un cuerpo para que este resulte puro. En la
metalurgia del hierro, por ejemplo se reduce el mineral formado por óxidos y al
eliminarse el oxígeno queda el metal puro. Un cuerpo reductor es el carbono;
así tenemos que el carbono en caliente con ayuda de la flama reduce el óxido de
plomo, de cobre, etc. al estado de plomo y cobre puro.
SAPONIFICACION: Cuando
una sustancia grasa es tratada en caliente por medio de una lejía fuertemente
alcalina, se transforma en jabón ( la saponificación.).
HIDROGENACION,
reacción que implica la combinación de hidrógeno con ciertos compuestos
orgánicos no saturados, especialmente con los hidrocarburos. Por ejemplo, al
hidrogenar el eteno (C2H4) se obtiene etano (C2H6).
La hidrogenación se usa también con moléculas más complicadas, obteniéndose
gran variedad de productos sintéticos importantes en el laboratorio y en la
industria.
La reacción de hidrogenación se
aplica a escala industrial en numerosos procesos, como la hidrogenación de los
aceites vegetales para producir numerosas grasas comestibles, por ejemplo la
margarina El proceso de hidrogenación se aplica también en la producción de
gasolina sintética.
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CRAQUEO O
CRACKING, proceso químico por el cual un compuesto químico,
normalmente orgánico, se descompone o fracciona en compuestos más simples. El
craqueo se realiza ya sea por la aplicación de calor y alta presión, mediante
el proceso conocido como craqueo térmico, o bien por el craqueo catalítico, que
es la combinación de calor y una catálisis. En las refinerías modernas, primero
se separa el petróleo por destilación fraccionada. A continuación, casi todas
las fracciones más pesadas son sometidas a craqueo. En el proceso siempre se
forma hidrógeno y carbono.
FERMENTACIÓN
proceso en el que ocurren cambios químicos en las sustancias orgánicas
producidos por la acción de enzimas Ilamadas fermentos, producidas por
organismos diminutos tales como el moho, las bacterias y la levadura. Por
ejemplo, la lactasa, un fermento producido por una bacteria que se encuentra
generalmente en la leche, hace que ésta se agrie, transformando la lactosa
(azúcar de la leche) en ácido láctico. El tipo de fermentación más importante
es la fermentación alcohólica, en donde la acción de la simaza segregada por la
levadura convierte los azúcares simples, como la glucosa y la fructosa, en
alcohol etílico y dióxido de carbono. Hay otros tipos de fermentación que se
producen de forma natural, como la formación de ácido butanoico cuando la
mantequilla se vuelve rancia, y de ácido etanoico (acético) cuando el vino se
convierte en vinagre.
POLIMERIZACIÓN. es
el proceso que se realiza al unir varias moléculas más pequeñas (monómeros) en
otras más grandes Polímeros. El número de unidades que se repiten en una molécula
grande se llama grado de polimerización. Los materiales con un grado elevado de
polimerización se denominan altos polímeros. Los homopolímeros son polímeros
con un solo tipo de unidad que se repite. En los copolímeros se repiten varias
unidades distintas. La mayoría de las sustancias orgánicas presentes en la
materia viva, como las proteínas, la madera, la quitina, el caucho y las
resinas, son polímeros; también lo son muchos materiales sintéticos como los
plásticos, las fibras, los adhesivos, el vidrio y la porcelana.
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Líneas de
Producción
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Proceso que al
combinarse dan origen a:
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Operaciones
Unitarias Mecánicas: Filtración,
Tamizado.
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Operaciones
Unitarias Físicas: Destilación y
Cristalización.
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Operaciones
Unitarias Químicas: si trasmiten
calor y energía.
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Polimerización
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Combustión
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