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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

ESCUELA: U.P.I.I.C.S.A. CARRERA: INGENIERÍA EN INFORMÁTICA ESPECIALIDAD: COORDINACION: ACADEMIA DE QUÍMICA DEPARTAMENTO: CIENCIAS BÁSICAS

ASIGNATURA: PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES CLAVE: NQPQ SEMESTRE: TERCERO CREDITOS: 6 VIGENTE: AGOSTO 2000 TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICA MODALIDAD: Escolarizada X Abierta .

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Una de las aplicaciones más importantes del desarrollo en el tratamiento de la información ha sido el diseño computarizado de los procesos de producción que ha dado origen a sistemas más eficientes para el manejo de los materiales y las operaciones de procesos tanto de manufactura como de transformación. Con estos sistemas los ingenieros de proceso cuentan con herramientas que les permiten controlar con mayor precisión las variables que afectan la operación del mismo, la calidad de los productos y la productividad en general del área de producción.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno deducirá la importancia del conocimiento de las variables y operaciones de los procesos de transformación de materiales en el diseño y aplicación de herramientas y servicios informáticos que permitan la utilización racional de los recursos y un desarrollo sustentable en la obtención de productos de las empresas industriales.

TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 54:00 H/SEMANA: 3:00 H/TEORIA/SEMESTRE: 54:00 H/PRACTICA/SEMESTRE:

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Procesos Químicos Industriales REVISADO: Jefatura de Academia de Química/Jefatura de

la Carrera de Ingeniería en Informática APROBADO POR: El Consejo Técnico Escolar Ing. Francisco Bojórquez Hernández Director

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio. Del Consejo General Consultivo del I.P.N:



ASIGNATURA:_______________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES_________________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 2 DE 14 .

FUNDAMENTACIÓN

En relación con la función del ingeniero en informática y respecto a las actividades que se desarrollan en el área de producción, específicamente con los procesos industriales de transformación, es importante el conocimiento básico de dichos procesos y el entendimiento de las necesidades del responsable del área para un diseño efectivo del sistema de información. Con el conocimiento básico de los procesos industriales y la comprensión de las necesidades del responsable de los operadores del sistema productivo de la empresa, el ingeniero informático podrá ofrecer equipos y servicios de mantenimiento y operación eficaces para un manejo adecuado de la información, contemplada dentro de un sistema integrado. Por ello, dentro de la curricula del Ingeniero en Informática, la asignatura de Procesos Químicos Industriales contempla el estudio de las características de los estados de la materia, algunas leyes fundamentales y relaciones entre éstos, principios de algunas operaciones y procesos unitarios que se llevan a cabo en los procesos industriales, así como condiciones de operación para el uso racional tanto de los materiales como de la energía. Esto con el fin de que al diseñar los sistemas computarizados y de información se contemplen los aspectos de procesos limpios y de desarrollo sustentable. La asignatura de Procesos Químicos Industriales, no tiene propiamente un antecedente directo, sin embargo, se apoya con los conocimientos que adquiere el estudiante en las asignaturas precedentes de Investigación Científica y Tecnológica, y la de Dibujo industrial Asistido por Computadora y en forma lateral con las asignaturas de Aplicación de Procesos Químicos y Administración General, porque ambas complementan la visión del área de producción y la de la empresa total. También, los conocimientos adquiridos podrán ayudarles en la comprensión y aplicaciones de fenómenos y actividades que contemplan las asignaturas consecuentes de Herramientas Automatizadas, Diseño y Desarrollo de Software, Ingeniería Asistida por Computadora, Simulación de sistemas, Instrumentación Virtual, Calidad Normalización y Desarrollo Sustentable, así como en Formulación y Evaluación de Proyectos. Para lograr un proceso de enseñanza-aprendizaje efectivo, el profesor hará uso de pizarrón, diapositivas, proyecciones en acetato y videos para las exposiciones de los temas, mientras que el alumno deberá realizar investigaciones bibliográficas y de campo que le permitan afianzar e incrementar su conocimiento sobre los temas planteados en este programa de estudios.



ASIGNATURA:_______________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES_______________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 3 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE I INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

Relacionará los sistemas de información y los procesos químicos Industriales.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA

T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

1.1

1.2

1.3

Importancia y evolución de los procesos industriales Estructura de una planta industrial (diagrama estructural). Sistemas de Información en los procesos del área de producción.

– Exposición del tema por el profesor – Exposición por parte de los alumnos – Discusión y solución de ejemplos

ilustrativos – Solución de ejercicios por los

alumnos – Investigación de campo – Dinámicas grupales Apoyo didáctico - Material didáctico : Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y visitas industriales

0.5

1.0

0.5

1 B 2 C 5 B 6 C 8 C 9 C 10 C 13 C 15 B 18 C 20 C 21 C 23 C 24 C



ASIGNATURA:______________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES________________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 4 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE II PROCESOS INDUSTRIALES DE TRANSFORMACIÓN


El alumno describirá los elementos básicos relacionados con los procesos industriales de transformación.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

2.1

2.2

2.3

Sistema de unidades aplicables en las variables de procesos (temperatura, nivel, flujo, presión, concentración, pH) - Instrumentos de medición industrial Concepto de materia y energía Conceptos básicos de los procesos industriales de transformación - Fenómeno físico - Fenómeno químico




3.0

0.5

1.0

2 C 3 C 5 B 7 C 8 C 10 B 13 C 15 B 19 C 22 C 23 C 24 C



- Operación unitaria - Proceso unitario



ASIGNATURA:_____________________________PROCESOS_QUÍMICOS INDUSTRIALES ______________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 5 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE II PROCESOS INDUSTRIALES DE TRANSFORMACIÓN


El alumno describirá los elementos básicos relacionados con los procesos industriales de transformación.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

2.4

2.5

Conceptos básicos de química industrial - Tipos de procesos - Materia prima - Productos - Subproductos - Desecho Concepto de balance de materia y energía




1.5

1.0



ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 6 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE III LOS ESTADOS DE LA MATERIA


El alumno explicará las características, los fenómenos y las leyes que gobiernan los distintos estados de la materia y su interrelación.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

3.1

3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4

3.2 3.2.1 3.2.2

3.2.3

El sistema gas y sus leyes Características generales de los gases Leyes de los gases ideales Ecuación característica de gas real Ejercicios sobre gases ideales y gases reales El sistema líquido y sus principios Características de los líquidos Propiedades de líquidos (viscosidad, punto de ebullición) Ejercicios de propiedades de líquidos




3.0

2.0

3 C 4 C 7 C 8 C 9 C 12 C 17 C 20 C



ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 7 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE III LOS ESTADOS DE LA MATERIA


El alumno explicará las características, los fenómenos y las leyes que gobiernan los distintos estados de la materia y su interrelación.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

3.3

3.3.1 3.3.2 3.3.3

3.4 3.4.1 3.4.2

El sistema sólido y su tratamiento Características del estado sólido Propiedades de sólidos y sus mezclas Algunas aplicaciones de materiales sólidos Diagramas de fases Regla de las fases de Gibbs Diagramas de fases de uno y dos componentes




3.0

1.0



ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 8 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE IV LA ENERGÍA EN LOS FENÓMENOS FÍSICOS Y QUÍMICOS


El alumno interpretará las relaciones entre las diferentes formas de energía.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

4.1

4.2

4.3

4.4

Concepto y formas de energía Primera ley de la termodinámica Calor sensible y calor latente - Capacidad calorífica Balance de energía en los procesos industriales




1.0

2.0

2.0

1.0

3 C 4 C 7 C 8 C 9 C 12 C 16 C 17 C 19 C 22 C 24 C



ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 9 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE V PRINCIPIOS DE OPERACIONES UNITARIAS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno : - Identificará, mediante su descripción y representación gráfica, algunas Operaciones unitarias - Realizará balances elementales de materia y energía en algunas Operaciones unitarias

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

5.1

5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6

5.2

Conceptos, representación y variables de control de las operaciones unitarias de : Mezclado y disolución Filtración Transferencia de calor Secado Evaporación Destilación Ejercicios de balance de materia y energía en las operaciones físicas



alumnos – Investigación de campo – Dinámicas grupales Apoyo didáctico - Material didáctico : Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y

7.0

4.0

1 C 7 C 9 C 13 C 16 C 18 C 19 C 21 C 22 C 23 C 24 C



en las operaciones físicas

visitas industriales



ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 10 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE VI PRINCIPIOS EN PROCESOS UNITARIOS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno : - Identificará, mediante su descripción y representación esquemática, algunos Procesos Unitarios - Realizará balances elementales de materia y energía en algunos Procesos Unitarios

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

6.1

6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.1.6

6.2.

Concepto, representación y variables a controlar de procesos unitarios de : Oxidación Combustión Hidrogenación Fermentación Polimerización Neutralización Balance de materia y energía en procesos químicos




8.0

4.0

1 B 9 C 18 C 19 C 22 C 23 C 24 C



. ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 11 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE VII DESCRIPCIÓN Y REPRESENTACION DE PROCESOS INDUSTRIALES


El alumno interpretará los diagramas de procesos químicos industriales, identificando las variables que se pueden controlar mediante un sistema informático.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

7.1

7.1.1 7.1.2

7.2

Formas de representación de procesos químicos industriales Diagramas de flujo con bloques Diagramas de flujo con símbolos Descripción y representación de un proceso tipo que incluya : a) Flujo de materiales b) Circuitos de variables a controlar c) Balances de materia y energía




3 3

1 B 2 C 5 C 7 C 9 C 11 C 13 C 14 C 15 B 16 C 18 C 21 C 22 C 23 C 24 C



. ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE: NQPQ . HOJA: 12 DE 14 .

PERÍODO

UNIDADES TEMÁTICAS

PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

1er Departamental

2o. Departamental

3o. Departamental

I.1.1 a III.3.4.2

IV.4.1 a V.5.2

VI.6.1 a VII.7.2

70% examen escrito y 30% trabajos de investigación

70% examen escrito y 30% trabajos de investigación

50% examen escrito y 50% trabajo de investigación

Evaluación Final: Promedio de las tres evaluaciones parciales

CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFÍA

1 2 3 4 5

X X

X X X

Austin, Georgit, Manual de los Procesos Químicos en la Industria, México, Ed. Mc Graw Hill, 1994, 780 pp Cárdenas Enrique, Industria Química Orgánica, México, ANUIES, 1975, 107 pp. Chang, Raymond, Química, México, Ed. Mc Graw Hill, 1999, 440 pp. Croford H.D. y Knight, Samuel B., Fundamentos de Fisicoquímica, México, Ed. CECSA, 2a. ed., 1986, 492 pp. Doris Gordon B y Olson, Margrethe H. Sistema de Información Gerencial.- México, Mc Graw Hill, 1990718 pp.




CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFÍA

6 7 8 9

10

11

12

13

14

15

X X

X X X X X X X X

Escalona Héctor,et.al. Química en la Comunidad, American Chemical Society y Addison Wesley, México, 1993, 468 pp. Felder Richard M. y Rousseau Ronald W., Principios Elementales de los Procesos Químicos, USA, Iberoamericana, 1991, 729 pp. Garritz A. y Chamizo J.A., Química, E.U.A. Addison Wesley 1a. Ed., 1994, 5-14; 226-227, 380-383; 178-216; 563-614 pp Himmelbland David M, Principios Básicos y Cálculos en Ingeniería Química, México, Prentice Hall Hispanoamericana, Instituto Politécnico Nacional, Sistema General de Unidades, Norma Oficial Mexicana, NOM 008-SCFI, 1993, 94 pp. Kent James A., Manual de Riegel de Química Industrial, México, CECSA, 1984, 948 pp. Maron, S. H., y Landon, J.B. , Fisicoquímica Fundamental, México, Limusa-Noriega, 1999, 1016 pp. Mattson Clausen, Fundamentos de Química Industrial, México, Limusa, 1982, 445 pp. Mondragón Ruiz Leopoldo y Moheyer Negrete José Nelson, Tecnología Química, México, CECYT 2, IPN, 1985, pp Murdick, Robert A y Munso, John C., Sistemas de Información Administrativos, México, Prentice Hall Hispanoamericana, 2a. Ed., 1998, 723 pp




CLAVE

16

17

18

19

20

21

22

23

24

B

C

X

X

X

X

X

X

X

X

X

BIBLIOGRAFÍA

Orozco, Flores Martha, Operaciones Unitarias I., Limusa IPN, 1998, 233 pp. Ortiz Pérez, Víctor, Apuntes de Fisicoquímica II, México, UPIICSA IPN, 1999, 51 pp. Othmer, Kirk, Enciclopedia de Tecnología Química, México, Ed. Limusa Noriega, 1998, 1494 pp Perry, John H. Biblioteca del Ingeniero Químico, Limusa, 162 pp. Petrucci, Ralph H. y Harwood, William S., Química General. Principios y aplicaciones modernas, España, Ed. Prentice Hall, 1999, 459 pp Proyecto Delfos, Control de Procesos, Curso computarizado, Software, Sistemas Heurísticos, S.A. de C.V. Reklaifes, G.V. Balance de Materia y Energía, México, Ed. Interamericana Soisson, Harold E. Instrumentación Industrial, México, Limusa, 1981, 550 pp. Ulrich G.D., Procesos de Ingeniería Química, México, Interamericana, 1986, 513 pp.

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