0.operaciones unitarias ii

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO ENQUÍMICA ÁREA INDUSTRIAL

EN COMPETENCIAS PROFESIONALES

ASIGNATURA DE OPERACIONES UNITARIAS II

UNIDADES DE APRENDIZAJE

1. Competencias Coordinar la transformación de materias primas a través de la aplicación de los procesos fisicoquímicos y termodinámicos para la obtención de productos químicos, petroquímicos, alimentos y farmacéuticos

2. Cuatrimestre Cuarto3. Horas Teóricas 204. Horas Prácticas 555. Horas Totales 756. Horas Totales por

Semana Cuatrimestre5

7. Objetivo de Aprendizaje El alumno obtendrá las condiciones de operación de equipos de proceso mediante las operaciones unitarias tales como: Destilación, Evaporación, Absorción, Adsorción y Ósmosis para la obtención de productos industriales.

Unidades de AprendizajeHoras

Teóricas Prácticas TotalesI. Destilación 5 15 20II. Evaporación 5 15 20III. Absorción y adsorción 5 15 20IV. Ósmosis 5 10 15

Totales 20 55 75

ELABORÓ:Comité de Directores de la Carrera de TSU en Química

REVISÓ:Comisión Académica y de vinculación del área.

APROBÓ: C. G. U. T.FECHA DE ENTRADA EN VIGOR:

Septiembre de 2010

F-CAD-SPE-28-PE-5B-13-A2

OPERACIONES UNITARIAS II


1. Unidad de Aprendizaje

I. Destilación

2. Horas Teóricas 53. Horas Prácticas 154. Horas Totales 205. Objetivo de la

Unidad de Aprendizaje

El alumno distinguirá los tipos y métodos de destilación para el cálculo de platos de columnas.

Temas Saber Saber hacer Ser

Fundamento y tipos de destilación.

Describir los conceptos fundamentales, tipos de destilación y sus principios.

Determinar los tipos de destilación aplicables a diferentes mezclas.

AnalíticoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de SíntesisSolución de problemas

Diagrama de equilibrio

Describir los tipos de diagramas de equilibrio: L-V ( P,T constante) en mezclas binarias.

Elaborar diagramas de equilibrio a P y T constante de mezclas binarias.


Método de Mc Cabe-Thiele

Explicar el método de Mc Cabe Thiele.

Determinar los platos teóricos utilizando el método de Mc Cabe Thiele.Experimentar la separación de mezclas binarias.


Método de entalpia-concentración

Describir el método de entalpía-concentración en el cálculo de platos teóricos en una torre de destilación.

Determinar los platos teóricos utilizando el método de entalpía-concentración.


Diseño de Explicar los principios Determinar parámetros




Septiembre de 2010



columna de platos perforados y eficiencia de platos.

del diseño de una columna de destilación y su eficiencia.

de diseño y la eficiencia de una torre por medio de los balances de materia y energía.




Septiembre de 2010



PROCESO DE EVALUACIÓN

Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizajeInstrumentos y tipos de

reactivosA partir de un estudio de caso de la separación de una mezcla binaria de algún proceso fisicoquímico, determinará:- El proceso de destilación- Diagramas de equilibrio, - Balances de materia y energía- Platos teóricos de la torre de destilación.- Conclusiones

1.-Comprender los fundamentos de la destilación

2. Identificar los tipos de destilación.

3. Comprender procedimientos del método Mc Cabe Thiele.

4. Comprender procedimientos del método entalpia concentración.

Estudio de casoLista de cotejo.




Septiembre de 2010



PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE

Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticos

Equipos colaborativosTareas de investigación Ejercicios prácticos

PizarrónPCProyectores Modelos Didácticos

ESPACIO FORMATIVO

Aula Laboratorio / Taller Empresa

X




Septiembre de 2010





II. Evaporación

2. Horas Teóricas 53. Horas

Prácticas15

4. Horas Totales 205. Objetivo de la


El alumno diseñará diferentes tipos de evaporadores para concentrar disoluciones requeridos en procesos industriales.


Fundamentos de evaporadores.

Describir los conceptos, clasificación y aplicación de evaporadores y sus componentes.

AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas

Evaporadores Simples.

Explicar los evaporadores de simple efecto así como los balances de materia y energía y cálculo del área de transferencia de calor, el consumo de vapor y eficiencia de evaporadores.

Diseñar evaporadores requeridos en procesos de evaporación simple mediante balances de materia y energía.


Evaporación con múltiple efecto.

Identificar los evaporadores de múltiple efecto así como los balances de materia y energía.Explicar el cálculo del área de transferencia de calor, el consumo de vapor y eficiencia de evaporadores de efecto múltiple.

Diseñar evaporadores requeridos en procesos de evaporación múltiple, mediante balances de materia y energía.





Septiembre de 2010



Equipos Auxiliares.

Describir los equipos auxiliares y sus aplicaciones en procesos fisicoquímicos.

Elaborar diagramas de procesos que especifiquen equipos auxiliares.

AnalíticoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas




Septiembre de 2010





reactivosA partir de un caso de estudio de procesos fisicoquímicos determinará:

- Tipo de evaporadores a utilizar- Valores de transferencia de calor- Consumo de vapor- Eficiencia- Diagrama del proceso señalando los equipos auxiliares- Memoria de cálculo- Conclusiones

1.-Identificar tipos de evaporadores.

2. Comprender el funcionamiento de un evaporador de simple efecto de uno de múltiple efecto.

3. Calcular el área de transferencia de calor. 4. Identificar los equipos auxiliares.

Estudios de casosLista de cotejo.




Septiembre de 2010





Solución de problemasTareas de investigación Ejercicios prácticos

PizarrónPCProyectores Modelos Didácticos

ESPACIO FORMATIVO


X




Septiembre de 2010





III. Absorción y adsorción


Prácticas15



El alumno interpretará los fundamentos de las columnas de absorción y adsorción, y sus cálculos para obtener las condiciones de operación y/o diseño del equipo requerido.


Fundamentos de absorción y adsorción

Explicar la solubilidad de gases en líquidos, la velocidad de absorción, elección del disolvente, correlaciones de transferencia de materia.

Describir equilibrios, difusión, velocidad de transferencia de materia (adsorción), calor de adsorción. Identificar las aplicaciones de los fenómenos de absorción y adsorción





Septiembre de 2010



Cálculo de variables en columnas de absorción y adsorción.

Explicar el balance de materia y relación mínima de líquido- gas en una torre de absorción.

Explicar el balance de materia, velocidad de transferencia y coeficiente interno y externo de la transferencia de materia, uso de isotermas y equilibrio en sistemas multivariantes

Determinar las variables de diseño de una torre de absorción y adsorción tales como: la altura, el número de platos teóricos y su eficiencia.

Determinar condiciones de operación de columnas de absorción y adsorción a partir del balance de materia, velocidad de transferencia, y la relación de la isoterma Langmuir.





Septiembre de 2010





reactivosA partir de un estudio de caso elaborará un reporte que contenga:- El diseño una columna de absorción y/o adsorción requerida en un proceso fisicoquímico determinado.- Balances de materia- Altura de columna- Número de platos.- Eficiencia.- Condiciones de operación.- Velocidad de transferencia.- Memoria de cálculo.- Conclusiones.

1.- Comprender la diferencia entre los fenómenos de absorción y adsorción

2. Analizar las variables relacionadas con los fenómenos absorción y adsorción.

3. Comprender el manejo de tablas y gráficas de los fenómenos de absorción y adsorción.

Estudio de casoLista de cotejo.




Septiembre de 2010





Solución de problemasTareas de investigación bibliográficasEquipos colaborativos

PizarrónPCProyectoresModelos DidácticosLaboratorio

ESPACIO FORMATIVO


X




Septiembre de 2010





IV. Ósmosis


Prácticas10



El alumno determinará las condiciones de operación de procesos de ósmosis para optimizar y controlar procesos fisicoquímicos.


Fundamentos de ósmosis.

Describir los principios, fundamentos y aplicaciones de osmosis en procesos fisicoquímicos.

Explicar la predicción de permeabilidad, coeficiente de difusión y coeficiente de solubilidad.


Ósmosis Inversa.

Explicar los fundamentos, cálculos y aplicaciones de ósmosis inversa en procesos fisicoquímicos.

Determinar las condiciones de operación de procesos de osmosis tales como: la concentración de disoluciones, permeabilidad y los coeficientes de difusión y solubilidad.





Septiembre de 2010



Selección de membranas

Describir las características físicas y químicas de las membranas en el proceso de ósmosis y osmosis inversa.

Describir las características del fluido como son: concentración, pH, peso molecular de la disolución

Seleccionar la membrana de acuerdo a las características del fluido.

Validar la efectividad de un sistema de osmosis y osmosis inversa midiendo concentraciones de entrada y salida.





Septiembre de 2010





reactivosA partir de un caso elaborará un reporte que contenga: -Los cálculos de concentraciones, -presión osmótica -Permeabilidad- Coeficientes de difusión. -Selección de membrana - Condiciones de operación- Memoria de cálculo.

1.Comprender los fundamentos de ósmosis

2. Identificar los componentes de un sistema de ósmosis

3. Identificar la presión osmótica

4.Analizar las condiciones de entrada y salida al proceso

5. Determinar el sistema de ósmosis.

Estudio de casosLista de cotejo.




Septiembre de 2010





Ejercicios prácticos Tareas de investigación Equipos colaborativosPrácticas de laboratorio

PizarrónPC ProyectoresRotafolios Modelos Didácticos

ESPACIO FORMATIVO


X




Septiembre de 2010



CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA

Capacidad Criterios de Desempeño

Clasificar la materia prima y productos intermedios a través de mediciones, comparaciones y resultados de análisis propios de la industria química para verificar que cumpla con los requerimientos del proceso.

Entrega reporte que contiene:- Los resultados cualitativos y cuantitativos de las muestras analizadas.- Técnicas empleadas de análisis- Cotejo de los resultados de análisis contra las especificaciones del proceso.- Origen de la muestra- Clave de identificación del lote- Fecha de recepción de la materia prima y producto intermedio- Dictamen de la clasificación- Nombre y firma

Realiza registro en bitácora.

Identifica y almacena muestra de acuerdo al tiempo de retención.

Transformar la materia prima y productos intermedios a través de procesos químicos y operaciones unitarias para que los productos cumplan con las especificaciones establecidas

Opera el proceso de transformación - recibe y registra resultados de laboratorio del material a procesar- registra en bitácora de operación la evolución de las condiciones de las etapas proceso-presenta el producto trasformado

Controlar las condiciones de los reactores y equipos de separación mediante el monitoreo de la variables del proceso y con los resultados de laboratorio, para que el producto terminado cumpla con las especificaciones establecidas

Realiza el control del proceso:Vigila las variables del procesoMuestrea y envía al laboratorio para su análisis interpreta los resultados de laboratorioRealiza ajustes a las variables del procesoElabora reporte de operación




Septiembre de 2010


Capacidad Criterios de Desempeño

Verificar la calidad del producto terminado mediante la evaluación de los resultados de laboratorio, para proponer acciones correctivas y preventivas y asegurar el cumplimiento de las especificaciones establecidas con el cliente.

Realiza cotejo de los resultados de laboratorio contra las especificaciones del producto terminadoRegistra en bitácora de operaciónRealiza reporte conteniendo:- Fecha y hora de producción- Identificación del lote- Volumen de producción- Identificación del producto terminado- Especificaciones- Observaciones- Nombre y firma del responsable




Septiembre de 2010



FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial

Christie John Geankoplis

(2005) Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias

México México Cecsa/Grupo Editorial Patria

Mccabe, Warren L.

(2007) Operaciones Unitarias en Ingeniería Química

México México Mc Graw hill de México

Foust, Alan S.

(2006) Principios de Operaciones Unitarias

México México Cecsa/Grupo Editorial Patria

Welty, James R.

(2009) Fundamentos de transferencia de Momento, Calor y Masa

México México Limusa S.A. de C.V., Editorial

Correa Noguez, Austreberto Guillermo

(2005) Procesos de Separación y Operaciones Unitarias 2

México México Instituto Politécnico Nacional

Correa Noguez, Austreberto Guillermo

(2005) Procesos de Separación y Operaciones Unitarias 1

México México Instituto Politécnico Nacional

Yunus A. Cengel

(2004) Transferencia de calor USA USA Mc GrawHill

Orozco Flores, Martha

(1998) Operaciones Unitarias México México Limusa S.A. de C.V., Editorial

Mccabe, Warren L.

(1996) Operaciones Básicas de Ingeniería Química

México México Reverte




Septiembre de 2010


0.operaciones unitarias ii

Documents