CURSO 2009-10 Silvia Bolado Rodríguez Susana Lucas Yagüe.
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CURSO 2009-10
Silvia Bolado Rodríguez
Susana Lucas Yagüe
ProductosMaterias Primas
Efluente líquido
SeparaciónSeparaciónSeparaciónSeparación ReacciónReacción
SubproductosEfluente gaseoso
Impurezas
SeparaciónSeparación
SeparaciónSeparación
Aire Limpio
Agua limpia
Importancia de los procesos de separación en la industria de procesos químicos
50 - 90 % coste de la planta40 - 70 % gastos de operación
Importancia de los procesos de separación en la industria de procesos químicos
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8
-8 -6 -4 -2 0 2 4
Log (Frac. peso sustrato)
Lo
g(P
reci
o, U
S$/
kg) 50 - 90 % coste de la planta
40 - 70 % gastos de operación90-99% gastos bioprocesos
ProductosMaterias Primas
Efluente líquido
SeparaciónSeparaciónSeparaciónSeparación
SubproductosEfluente gaseoso
Impurezas
SeparaciónSeparación
SeparaciónSeparación
Aire Limpio
Agua limpia
Importancia de los procesos de separación en la industria de procesos químicos
SeparaciónSeparación
MECÁNICAS
Separan fases existentes en la mezcla inicial
Centrifugación Sólido/Líquido/Gas
Ciclón Sólido-Líquido/Gas
Decantador Líquido/Líquido
Separador electrostático Sólido/Sólido
Filtración Sólido/Líquido-Gas
DIFUSIONALES
Separan a nivel molecular
Mezcla inicial: Fase homogénea
Separación difusional
F: 1 fase
Agente de separación
Productos: 2 Fases
Energético
Material
Barrera
2 Fases:Transferencia de materia y/o calor
Separación mecánica
Gas-LíquidoAbsorciónDestilación Azeotrópica Extractiva Flash Reactiva Vapor Vacío
MECÁNICASCentrífugaCiclónDecantadorSeparador electrostáticoSeparador de emulsionesFiltraciónFlotaciónMagnéticasSedimentación
DIFUSIONALES
HETEROGÉNEAS HOMOGÉNEASEspectrómetro de masasDifusión gaseosaDifusión térmicaUltracentrifugaciónElectroforésis
No Equilibrio Equilibrio
MembranasUltrafiltraciónElectrodiálisisPervaporaciónÓsmosis inversaPermeación de gases
No MembranasAdsorción cinética
CromatografíaAfinidadCapilaridadLLCGSCCGSHPLC
Líquido-SólidoAdsorciónCristalizaciónFusión zonalIntercambio iónicoExtracción S-LLavadoSecado de sólidos
Líquido-LíquidoExtracción
Tres FasesGas-SólidoAdsorciónSublimación
Clasificación de las operaciones de separación
Asignaturas de la titulación relacionadas con Operaciones de Separación
OPERACIONESDE
SEPARACIÓNMatemáticas
Física
Química
Introducción a laIngeniería Química
Fenómenos deTransporte
TermodinámicaAplicada
O. Básicas deFlujo de fluidos
O. Básicas deTransmisión de Calor
Simulación de Procesos
Proyecto
Tecnología Medio Ambiente
Reactores Químicos
Diseño Integrado de Procesos
Optimización de Procesos
Competencias genéricas instrumentales
•Integrar diferentes operaciones y procesos, alcanzando mejoras globales
•Realizar estudios bibliográficos y sintetizar resultados, incluyendo búsqueda de patentes, fuentes alternativas y contactos profesionales.
•Identificar las tecnologías emergentes y evaluar su posible impacto sobre los procesos actuales.
•Analizar y sintetizar alternativas de proceso
Competencias genéricas interpersonales
•Comunicarse con claridad, al menos en español e inglés, tanto en reuniones, como en presentaciones y documentación escrita
•Adquirir una visión industrial de los procesos químicos
•Planificar, ordenar y supervisar el trabajo en equipo
Competencias genéricas sistémicas
•Tomar decisiones y ejercer funciones de liderazgo.
•Aplicar en cada situación los requerimientos y responsabilidades éticas y el código deontológico de la profesión.
• Cuantificar el impacto social de los proyectos de ingeniería.
• Adaptarse a nuevas situaciones
• Realizar y coordinar acciones de mejora e innovación tecnológica
OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA
El objetivo básico de la asignatura es que el alumno aprenda a seleccionar, analizar y
diseñar diferentes operaciones de separación controladas por la transferencia de materia y
la transmisión de calor.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•Conocer las diferentes operaciones de separación, sus modos de operación y posibles aplicaciones.
•Comprender los conceptos físicos que constituyen la base de cada operación estudiada.
•Plantear y resolver los métodos de cálculo habituales y más ilustrativos
•Realizar el diseño básico de algunos equipos de separación
CONTENIDOS
1. Conceptos generales
2. Separaciones en una etapa
3. Separaciones por etapasColumnas de platos Destilación, absorción y extracción4. Separaciones por contacto continuoTorres de rellenoDestilación, absorción y extracciónOperaciones de transferencia de materia y calor5. Separaciones controladas por cinéticaSecado, Adsorción e Intercambio iónicoCristalización, Procesos de membrana
METODOLOGÍAASISTENCIA A CLASES TEORICAS 25h
ASISTENCIA A CLASES PROBLEMAS Y SEMINARIOS
29h
PREPARACIÓN DE TRABAJOS CLASES PROBLEMAS Y SEMINARIOS
12h
ESTUDIO PREPARACIÓN CLASES 25h
TAREAS INDIVIDUALES Y/O EN GRUPO
32h
ESTUDIO PREPARACIÓN DE EXÁMENES
52h
REALIZACIÓN DE EXÁMENES 6h
ASISTENCIA A TUTORÍAS 3h
ASISTENCIA A ACTIVIDADES 4h
TOTAL VOLUMEN DE TRABAJO 188 h
EVALUACIÓN
EXAMEN FINALMínimo 2.4 sobre 64 puntos problemas + 2 puntos teoría
6 puntos
TAREAS (presenciales y no presenciales)
2 puntos
EVALUACIONES PERIÓDICAS>4.0 sobre 10
2 puntos
ESTUDIO DE CASO 2 puntos
APROBADO ≥ 5.0
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
• P. C. WANKAT. "Separation Process Engineering" (2nd Edition). Prentice Hall (2007).
• J.D. SEADER &E.J. HENLEY "Separation Process Principles" (2nd Edition). John Wiley & Sons (2005)
• W. MCCABE, J. SMITH, P. HARRIOT. "Unit Operations of Chemical Engineering" (7th Edition). Mc Graw Hill's.(2005)
• C.J. GEANKOPLIS. "Transport Processes and Separation Process Principles"(4th Edition). Prentice Hall (2003)
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
•J.R. Backhurst, J.H. Harker. " Ingeniería Química. Soluciones a los Problemas de los Tomos II y III ", Editorial Reverté (1982).•Coulson, J.M., Richardson, J.F., Backhurst, J.R., Harker, J.H., “Ingeniería Química II. Operaciones Básicas”. Reverté, Barcelona (1987).•Henley, E.J., Seader, J.D., "Operaciones de Separación por Etapas de Equilibrio en Ingeniería Química”. Reverté, Barcelona (1988).•Humphrey, J.L.; Keller Ii, G.E. “Separation Process Technology”. Mc Graw Hill, New York (1997)•King, C.J., "Procesos de Separación”. Repla, México (1988).•Ocon, J. y Tojo, G. "Problemas de Ingeniería Química". Editorial Aguilar (1986)•Schweitzer, P.A. “Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers” (3ª edición) Mc-Graw-Hill New York (1997)•Treybal, R.E., "Operaciones de Transferencia de Masa”. McGraw‑Hill, México (1988)•Wankat, P.C., “Equilibrium Staged Separations. Separations in Chemical Engíneeríng”. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey (1988).
MÁS INFORMACIÓN
Esperamos incorporarnos a Moodle en
Aula Virtual de la UVa
Mientras tanto, página web de la asignatura:
www.iq.uva.es/separacion
Página web del curso:
www.iq.uva.es/4IQ