programa psm 115 2015

UNIVERSIDAD DE EL SALVADORFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA

PROGRAMA DE ASIGNATURA

I. GENERALIDADES ASIGNATURA: PROCESOS DE SEPARACION Y DE MANEJO DE SOLIDOS PRE-REQUISITO: OPERACIONES UNITARIAS II, QUIMICA INDUSTRIAL y

OPERACIÓN DE PLANTAS INDUSTRIALESCARRERA: Ingeniería Química PLAN DE ESTUDIOS:1998CODIGO: PSM-115 U.V.: 4 AÑO ACADEMICO:CICLO II/2015PROFESORA: Delmy del Carmen Rico Peña, Inga. Químico. M. Sc. Ciencia de AlimentosINSTRUCTORA: Ana Beatriz Lima, Inga. Químico e Inga. de Alimentos.

II. OBJETIVOS GENERALES a. Que el estudiante adquiera conocimientos sobre las diferentes operaciones de

separación, reducción y aumento de tamaño de partículas a partir de mezclas sólidas, mezclas sólido-líquido y de soluciones líquidas, en la industria de proceso químico.

b. Que el estudiante adquiera un conocimiento adecuado de las propiedades, manejo, transporte, y almacenamiento de sólidos a granel y de fluidos newtonianos y pseudoplásticos.

c. Introducir al estudiante en la aplicación de las diferentes operaciones unitarias para el manejo de sólidos en procesos industriales, incluyendo el manejo de sus residuos y desechos en la industria de proceso químico.

III. SYLLABUS Propiedades de los sólidos en partículas y Masas de Partículas. Reducción de tamaño. Separación de partículas, Operaciones de Filtración, Sedimentación y Cristalización. Agitación y Mezcla de Líquidos, Pastas, Sólidos Granulares y Suspensiones. Manejo, Manipulación, Transporte, Almacenamiento y Pesado de Sólidos. Operaciones de Empaque y Embalaje.

IV. CONTENIDO PROGRAMATICO

UNIDAD 1.0: PROPIEDADES DE SOLIDOS EN PARTICULAS Y MASAS DE PARTICULAS.

1.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS: a. Conocer diferentes métodos para caracterizar partículas y masas de partículas.b. Conocer las propiedades de masas de partículas y su importancia en el diseño y

selección de equipos.

1.2 CONTENIDOS:1.2.1 Caracterización de partículas. Técnicas de Muestreo, Forma, Tamaño y Densidades

partículas y Masas de partículas sólidas. 1.2.2 Análisis de tamizado: Diferencial y Acumulativo. Tamices Patrón.1.2.3 Propiedades de Masa de Partículas: Flujo Libre y Flujo de Inundabilidad. Densidad

Bulk, Empacada y de Trabajo, Cohesión, Coeficiente de Uniformidad y Porcentaje de

UES-FIA-ING. QUIMICA-PROGRAMA PSM-115 –Ciclo II-2015 2/9

Compresibilidad. Ángulos de Reposo, de Fricción interna, de Espátula y de Caída. Segregación de partículas, Fuerzas de Cizalla y Fuerzas compresivas.

1.2.4 Tamizado y Cribado. Operaciones industriales de separaciones mecánicas.


UNIDAD 2.0OPERACIONES DE REDUCCION TAMAÑO

2.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS:a. Conocer e interpretar las leyes básicas que se aplican en reducción de tamaño de

partículas.b. Conocer los diferentes equipos de reducción de tamaño y su funcionamiento.c. Aplicar las leyes básicas que se utilizan en reducción de tamaño, para determinar

consumo de potencia en los equipos.

2.2 CONTENIDOS:2.2.1 Desintegración mecánica de los sólidos: Características de los productos

desintegrados. Distribución del tamaño de las partículas. Energía y requerimientos de Potencia. Eficiencia: Ley de Rittinger, Ley de Bond y otras relaciones teóricas.

2.2.2 Equipo para reducción de tamaño: Trituradoras de gruesos y finos. Molinos de Intermedios y finos. Molinos de ultrafinos y cortadoras. Criterios para la selección de equipos.

2.2.3 Otros métodos de reducción de tamaño de sólidos.

UNIDAD 3.0MANEJO, MANIPULACION, TRANSPORTE Y ALMACENADO DE SOLIDOS

3.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS: a. Conocer los diferentes equipos para transporte de sólidos y su funcionamiento.b. Calcular y especificar las variables de diseño de equipos para transporte de sólidos y

de acuerdo al material a transportar, seleccionar el más adecuado.c. Seleccionar el tipo de equipo de almacenamiento, de acuerdo a las propiedades y

características del sólido a almacenar.d. Calcular y especificar las variables de diseño del equipo de almacenamiento y sus

accesorios.

3.2 CONTENIDOS:3.2.1 Clasificación de los transportadores de sólidos.3.2.2 Criterios para la selección de transportadores. Diseño y selección.3.2.3 Transporte de sólidos a granel y de artículos embalados.3.2.4 Sólidos a granel: Carga, descarga, transporte, Almacenamiento en Pilas, depósitos,

tolvas y silos.

UNIDAD 4.0 OPERACIONES DE SEPARACION DE PARTICULAS SOLIDAS4.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS:

a. Identificar las operaciones separación por medios mecánicos, hidráulicos, gobernados o no por el equilibrio entre fases.

b. Estudiar las operaciones de separación de fases con transferencia simultánea de calor y masa.

c. Realizar cálculos de eficiencia y de variables de diseño en los diferentes equipos de separación y a la vez evaluar dichos resultados para determinar el equipo adecuado.

4.2 CONTENIDOS:4.2.1 Separaciones mecánicas:Tamizado y Cribado (sección 1.2.4). 4.2.2 Separaciones basadas en el movimiento de partículas a través de fluidos:

Sedimentación. Decantación. Elutreación. 4.2.3 Separaciones mecánicas: Filtración. Centrifugación.4.2.4 Aumento de tamaño: Compactación y aglomeración.


4.2.5 Operaciones con transferencia simultánea de calor y masa: Cristalización por enfriamiento y por evaporación.

UNIDAD 5.0AGITACION Y MEZCLA

5.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS a. Conocer la clasificación y funcionamiento de equipo de agitación y mezcla para

líquidos newtonianos y pseudoplásticos y para masas de partículas sólidas.b. Realizar cálculos sobre las variables de diseño de los equipos y accesorios de

agitación y mezcla y de acuerdo a los resultados hacer la selección adecuada del equipo.

5.2 CONTENIDO:5.2.1 Comportamiento de fluidos en recipientes agitados y mezcladores.5.2.2 Equipos de Agitación y mezclado.5.2.3 Suspensión de sólidos.5.2.4 Mezcla de pastas, polvos y materiales viscosos.5.2.5 Mezcla con reacción química o bioquímica.

UNIDAD 6.0 EMPAQUE Y EMBALAJE

6.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS:a. Conocer los distintos materiales y tipos de empaque y sus características.b. De acuerdo al material a empacar, saber seleccionar el tipo de empaque en función

de sus propiedades y características principales.c. Evaluar las propiedades de físico-mecánicas y químicas de empaques y embalajes.d. Conocer operaciones de empaque y embalaje.

6.2 CONTENIDO:6.2.1 Propiedades y características de materiales de empaques, envases y embalajes.6.2.2 Clasificación de empaques por su consistencia. 6.2.3 Tipos de empaques y embalajes.6.2.4 Operaciones de empaque y embalaje. 6.2.5 Propiedades Físicas de Materiales de Empaque y Embalajes.6.2.6 Propiedades y Pruebas Químicas de Materiales de Empaque. 6.2.7 Normalización para empaques, envases y embalaje.

V. METODOLOGIA DE LA ENSEÑANZA

5.1 DE LA CLASE: Se aplicará el sistema de clases expositivas, pero el estudiante deberá leer antes los temas a desarrollarse, para lo cual se indicará la literatura correspondiente. Se harán visitas industriales para reforzar los conocimientos teóricos.

5.2 DE LOS LABORATORIOS: Se realizarán los laboratorios acá listados, formando grupos de acuerdo a la naturaleza del laboratorio. Cada estudiante llevará un cuaderno de apuntes de laboratorio, al inicio de cada práctica presentará en el mismo el plan de trabajo correspondiente, resumido en un diagrama de flujo, hará las anotaciones de la práctica en el mismo cuaderno y procederá a elaborar el reporte en grupo, el cual deberán entregar impreso a más tardar una semana después de realizada la práctica.


Laboratorios a realizar:a. Cálculo de factores de forma.b. Determinación de propiedades de masa de partículas.c. Potencia de Equipos de reducción de tamaño y Análisis de tamizado.d. Separación de sólidos en suspensión aplicando las operaciones de Sedimentación.e. Separación Sólido-Líquido. Procesos de Filtración.

5.3 DE LOS TRABAJOS EX-AULA: A realizarse en grupos de dos a tres estudiantes. Se presentarán reportes escritos grabados en medio electrónico y se harán exposiciones verbales.

5.4 TAREAS CORTAS:a. Elaboración de reportes de las visitas industriales.b. Análisis de lectura de artículos científicos o técnicos relacionados con la

temática del curso, publicados en las revistas técnicas mencionadas en las referencias bibliográficas.

5.5 PROYECTO DE INVESTIGACION EXAULA: Desarrollo de la Unidad 6.0. EMPAQUE Y EMBALAJE, y de procesos industriales relacionados con la temática del curso. Entregar reporte en medio digital y escrito siguiendo las especificaciones de elaboración de reportes técnicos y preparar exposición verbal haciendo uso de los recursos didácticos adecuados y disponibles. EL contenido general de la temática a investigar se presenta en anexo:

5.6 PROGRAMACION DE ACTIVIDADES

ACTIVIDADES TIEMPO PROGRAMADO1. Clases expositivas atendidas 2 Sesiones semanales

Atendidas por la profesora de 2 hr clase/cu2. Discusiones de problemas 1 Sesión semanal

Atendidas por la profesora de 2 hr clase 3. Laboratorios prácticos 6 sesiones de 2 a 4 hr /clase c/u

Atendidas la instructora4. Visitas Técnicas. Se programan 1 a 2 visitas en el ciclo 5. Trabajos Ex-aula. Incluye tareas y un trabajo de investigación.

Total 96 horas clase /ciclo

5.7 DE LAS EVALUACIONESPrimer examen parcial. Unidades 1.0, 2.0, 3.0, 4.2.1 25%Segundo examen parcial. Unidad 4.0 (4.2.2, 4.2.3, 4.2.4) 25%Tercer examen parcial. Unidades 4.2.5 , 5.0 y 6.0 20%Laboratorios y Tareas cortas Art. Revistas Técnicas

15%Trabajo de investigación ex-aula (Incluye defensa verbal y escrita) 15%


Total 100%

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

1. Badger W.y Banchero, J.T. (1984). "Introducción a la Ingeniería Química".1a. Ed. en Español. McGraw-Hill Co. USA.2. Barbosa Cánovas, Ed (2005). “Food Powders: Physical Properties, Processing

& Funcionality. “ Food Engineering Series. Washinton State University. 1ª Ed. Kluver Academic/Plenon Publishers, New York.

3. Brennan, J.G. “Food Processing Handbook” . 1ª Ed. Wiley –VCH-Verlag GmbH. & Co.4. Brown,G. (1985) “Operaciones Básicas de la Ingeniería Química" Edit.Marín, España.5. Coulson & Richardson´s (2002). “Chemical Engineering. Particle Technology

& Separation Processes”. Vol.2, 5a Ed. Butterworth-Heinemann. Elsevier Science. U.K.

6. Fennema, O. (1975)."Principles of Food Sciences" Part II.Mercel Dekker,Inc.7. Foust,A.S., et al. (1987)."Principios de Operaciones Unitarias" 2a. Ed. en

Español. CECSA, México.8. Geankoplis, C.J. (2003). "Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias".

4ª. Ed. CECSA, México.9. Martínez de la Cuesta P.J. y Rus Martínez E. (2004) .”Operaciones de

Separación en Ingeniería Química. Métodos de Cálculo”. 1ª Ed. Pearson Educación. Prenctice Hall. España.

10. Sharma, S.K; Vulvaney, S.J. & Rizvi, S.S .(2003) “Ingeniería de Alimentos. Operaciones Unitarias y Prácticas de Laboratorio” 1ª Edición en Español. Limusa-Wiley, México

11. McCabe W.L., Smith,J.C. y Harriott, P. (1991). "Operaciones Básicas de Ingeniería Química". Cuarta edición. McGraw – Hill/Interamericana de España.

12. Perry,R.H.,Green,J.& Maloney,J.O. (1984-2008). "Perry's Chemical Engineers' Hand BooK".

5a, 6a, 7a y 8a. Ed. McGraw-Hill Co. USA.13. Valiente Banderas, A. (1998) “Manual del Ingeniero Químico”. 1ª. Ed. Editorial

LIMUSA. México.

14. Revistas Técnicas: Chemical Engineering, Chemical, Engineering Progress, Plant Engineering,Packaging, Modern Plastics, Food Engineering, Journal of Food Sciences, Water Research, Water Pollution Control, Water and Sewage Work, etc.

15. Normas Internacionales para materiales: ASTM International: American Society for Testing & MaterialsTAPPI: Technical Association of Pulp and Paper Industry

16. Biblioteca en Línea Página Web de UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR.


GUIA GENERAL PARA EL TRABAJO DE INVESTIGACION DEL CICLO II-2014

Tema General: Propiedades y características de materiales de empaque, envases y embalaje.

GRUPO G-I. EMPAQUE, ENVASE Y EMBALAJE : PLASTICOS.GRUPO G-II EMAPQUE, ENVASE Y EMBALAJE:, PAPEL Y CARTONES.GRUPO G-III EMPAQUE, EMVASE Y EMBALAJE: MATERIALES MULTILAMINADOSGRUPO G-IV . EMPAQUE, ENVASE Y EMBALAJE: VIDRO.GRUPO G-V EMPAQUE, ENVASE Y ENBALAJE: METALES. GRUPO G-VI EMPAQUE, ENVASE Y ENBALAJE: FIBRAS NATURALES Y MADERAGRUPO VII. EMPAQUE, ENVASE Y EMBALAJE: CINCHOS, ZUNCHOS Y CINTAS

ADHESIVAS.GRUPO G-VIII. EMPAQUE Y EMBALAJE MATERIALES: NUEVOS MATERIALES.

Cada investigación de los temas I al VIII deberá contener, la temática indica, aplicada a cada uno de los tipos de materiales que les corresponda, así:

Sección 1.0 INTRODUCCION AL TEMA EMPAQUE Y EMBALAJE. Definiciones Generales y Clasificación de los materiales de empaque en estudio.

Sección 2.0 Propiedades físicas y químicas de los materiales en estudio.Sección 3.0 Aplicaciones y usos como materiales de empaque y embalaje en estudio.Sección 4.0 Pruebas de Calidad y Análisis de Materiales de empaque.

Normativa aplicable. (Pruebas físicas, Químicas y Microbiológicas)

Sección 5.0 Pruebas de Embalaje: Abuso y peligros en el transporte y almacenaje: Efectos de vibración, Estiba, Compresión, Resistencia a la caída,Choques por sacudida. De los materiales de Empaque en Estudio.

Sección 6.0 Aspectos Ambientales, relacionados con los materiales en estudio.

GRUPO G-IX. TECNICAS INDUSTRIALES DE GRABADO Y ROTULACION DE MATERIALES DE EMPAQUE: FLEXOGRAFIA, ROTOGRABADOS, SERIGRAFIA, IMPRESIÓN DIGITAL, ETC.

GRUPO G-X. ASPECTOS LEGALES Y NORMATIVAS: VIÑETAS Y ETIQUETADO DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS INFORMACION AL CONSUMIDOR.

GRUPO G-XI. ASPECTOS LEGALES Y NORMATIVAS: VIÑETAS Y ETIQUETADO DE PRODUCTOS QUIMICOS, INFORMACION AL CONSUMIDOR.

Temas adicionales, si el número de grupos de estudiantes inscritos excede al de los temas.

GRUPO G-XII SISTEMAS DE TRATAMIENTOS DE DESECHOS LIQUIDOS


GRUPO G-XIII SISTEMAS DE TRATAMIENTOS DE DESECHOS SOLIDOSGRUPO G-XIV SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE EMISIONES GASEOSAS

programa psm 115 2015

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