Dades generals

Curs acadèmic:
2017
Descripció:
Anàlisi, disseny, simulació i optimització de processos industrials continus i discontinus. Balanços de matèria i d'energia. Càlcul d'unitats de procés (bescanviadors de calor, evaporadors, cristal·litzadors, filtres i centrifugadores).
Crèdits ECTS:
5

Grups

Grup DT

Durada:
Semestral, 2n semestre
Professorat:
FÉLIX ÁNGEL CARRASCO ALONSO
Idioma de les classes:
Català (96%), Castellà (3%), Anglès (1%)

Competències

  • CT07 Adaptar-se a noves situacions assumint els rols necessaris
  • CT14 Proposar noves iniciatives en la planificació i desenvolupament de projectes
  • CE29 Capacitat per a l'anàlisi, disseny, simulació i optimització de processos i productes.

Continguts

1. INTRODUCCIÓ A L'ENGINYERIA DE PROCESSOS

          1.1. Dimensions i unitats. Sistemes d'unitats.

          1.2. Homogeneïtat dimensional i consistència d'unitats.

          1.3. Magnituds adimensionals. Nombres adimensionals.

          1.4. Variables de procés i propietats físiques.

          1.5. Diagrames de flux.

          1.6. Estratègia de processos.

          1.7. Optimització de processos.

2. NOCIONS D'OPERACIONS BÀSIQUES

          2.1. Introducció.

          2.2. Disseny de processos.

          2.3. Funcions d’un enginyer de processos.

          2.4. Història de les operacions bàsiques.

          2.5. Definició d'operació bàsica.

          2.6. Classificació sistemàtica de les operacions bàsiques.

                    2.6.1. O.B. de transferència de quantitat de moviment.

                    2.6.2. O.B. de transferència de calor.

                    2.6.3. O.B. de transferència de matèria.

                    2.6.4. O.B. de transferència simultània de calor i de matèria.

                    2.6.5. O.B. de manipulació de sòlids.

          2.7. Les operacions bàsiques en els processos químics.

3. BALANÇOS DE MATÈRIA

          3.1. Balanços macroscòpic i microscòpic de matèria.

          3.2. Expressió general del balanç macroscòpic de matèria. Processos físics i processos reactius.

          3.3. Balanç macroscòpic de matèria en estat estacionari.

          3.4. Balanç macroscòpic de matèria en estat no estacionari.

          3.5. Purga. Recirculació i bypass. Punts de mescla i de separació.

          3.6. Base de càlcul. Canvi d'escala.

          3.7. Estudi de casos: buidatge d'un tanc, destil·lació, extracció sòlid-líquid, assecament amb recirculació d'aire, humidificació, etc.

4. BALANÇOS D'ENERGIA

          4.1. Balanços macroscòpic i microscòpic d'energia.

          4.2. Expressió general del balanç macroscòpic d'energia. Processos físics i processos reactius.

          4.3. Balanç macroscòpic d'energia en estat estacionari.

          4.4. Balanç macroscòpic d'energia en estat no estacionari.

          4.5. Càlcul d'entalpies.

          4.6. Estudi de casos: Concentració per congelació, liofilització, generació de vapor d'aigua, bescanvi de calor, condensació, destil·lació flash, etc.

5. EVAPORACIÓ

          5.1. Objectius de l'evaporació.

          5.2. Tipus d'evaporadors. Equips utilitzats.

          5.3. Tipus d'operació.

                    5.3.1. Evaporador simple.

                    5.3.2. Evaporador de múltiple efecte.

                    5.3.3. Evaporador amb recompressió de vapor.

          5.4. Capacitat i economia d'evaporació.

          5.5. Equacions fonamentals.

                    5.5.1. Diferència de temperatura.

                    5.5.2. Coeficient global.

                    5.5.3. Elevació del punt d’ebullició (línies de Dühring).

                    5.5.4. Entalpia de les dissolucions (diagrama entalpia-concentració).

          5.6. Càlcul d'un evaporador simple.

                    5.6.1. Balanços de matèria i d'energia.

                    5.6.2. Cálcul de l'àrea de bescanvi.

                    5.6.3. Consum de vapor primari.

          5.7. Optimització del nombre d'efectes.

          5.8. Aplicacions industrials.

6. CRISTAL•LITZACIÓ

          6.1. Objectius de la cristal•lització.

          6.2. Tipus de cristal•litzadors. Equips utilitzats.

          6.3. Nucleació i creixement. Població de cristalls.

          6.4. Corbes de solubilitat

          6.5. Rendiment i eficàcia de cristal•lització.

          6.6. Càlcul d'un cristal·litzador.

                    6.6.1. Diagrama de fases.

                    6.6.2. Diagrama d’entalpia-concentració.

                    6.6.3. Balanços de matèria i d’energia.

          6.7. Aplicacions industrials.

7. PRÀCTIQUES DE LABORATORI

          7.1. Balanç de matèria en estat no estacionari en un tanc agitat.

          7.2. Balanç d'energia en estat no estacionari en un tanc agitat.

          7.3. Bescanvi de calor en estat estacionari.

          7.4. Filtració a pressió constant.

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Classes expositives 22,5 11 33,5
Classes pràctiques 12,5 19 31,5
Prova d'avaluació 6,5 0 6,5
Resolució d'exercicis 12,5 41 53,5
Total 54 71 125

Bibliografia

  • Carrasco, Félix (2013). Enginyeria de processos (1ª). Girona: Félix Carrasco (autor-editor). Catàleg
  • Carrasco, Félix (2013). Pràctiques de laboratori d'enginyeria de processos (1ª). Girona: Félix Carrasco (autor-editor). Catàleg
  • Felder, Richard M, Rousseau, Ronald W (cop. 1991). Principios elementales de los procesos químicos. Delaware: Addison-Wesley Iberoamericana. Catàleg
  • McCabe, Warren L, Smith, Keith V, Harriott, Peter (1994). Operaciones unitarias en ingeniería química (4ª ed). Madrid [etc.]: MacGraw-HIll. Catàleg
  • Vian Ortuño, Ángel (1994). Introducción a la química industrial (2ª ed.). Barcelona [etc.]: Reverté. Catàleg

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Pràctiques de laboratori. És obligatòria l'assistència a totes les sessions de pràctiques.
Els estudiants hauran de respondre, a travès del líder de cada subgrup, a les preguntes que farà el professor a cada sessió de pràctiques. Els càlculs s'han de portar fets i consensuats per tots els membres de cada subgrup abans de l'inici de cada sessió de pràctiques.
Aquesta activitat no admetrà recuperació.
5
Examen parcial 1. Aquest examen es podrà recuperar durant l'horari de l'examen final. 40
Examen de pràctiques. Aquest examen no admetrà recuperació. 15
Examen parcial 2. L'examen parcial 2 tindrà lloc durant l'horari de l'examen final i no admetrà recuperació. Durant aquest mateix horari, es podrà recuperar l'examen parcial 1 que no hagi estat aprovat. 40

Qualificació

La nota final és la mitjana ponderada de les diferents activitats d'avaluació (0,05 x nota de control de pràctiques + 0,15 x nota de l'examen de pràctiques + 0,40 x nota de l'examen parcial 1 + 0,40 x nota de l'examen parcial 2).

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
Constarà com a "no presentat" l'estudiant que no realitzi alguna de les activitats d'avaluació: 1) assistir a totes les sessions de pràctiques, 2)presentar-se a l'examen de pràctiques, 3) presentar-se als exàmens parcials (1 i 2) o a l'examen que es farà durant l'horari de l'examen final.

Observacions

Es recomana que l'estudiant tingui un contacte permanent amb l'assignatura (assistir a classe i estudiar regularment al llarg del semestre).

Assignatures recomanades

  • Fonaments de física 1
  • Fonaments de física 2
  • Fonaments de matemàtiques 1
  • Fonaments de matemàtiques 2
  • Fonaments de química
  • Informàtica
  • Termodinàmica