PROCESOS INDUSTRIALES

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PROCESO INDUSTRIAL

• Es una serie de operaciones conectadas entre sí para transformar materias primas en productos.

•Operación unitaria (operación básica): es cada una de las operaciones o etapas individuales de un proceso industrial con una función específica diferenciada que en conjunto, permiten llevar a cabo un proceso industrial.

Principios científicos comunes y técnicas de cálculo semejantes independiente de la industria o producto obtenido.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DESARROLLO DE UN PROCESO INDUSTRIALDESARROLLO DE UN PROCESO INDUSTRIAL

1. Posibilidades comerciales1. Posibilidades comerciales2. Disponibilidad y costo de las materias primas2. Disponibilidad y costo de las materias primas3. Tecnología disponible3. Tecnología disponible4. Servicios auxiliares4. Servicios auxiliares5. Consideraciones socioeconómicas5. Consideraciones socioeconómicas6. Consideraciones ambientales6. Consideraciones ambientales7. Localización geográfica7. Localización geográfica

DESARROLLO DE UN PROCESO INDUSTRIALDESARROLLO DE UN PROCESO INDUSTRIALESTUDIO TÉCNICOESTUDIO TÉCNICO

Etapas del diseño de un proceso:

§ Estudio a nivel de laboratorio

§ Desarrollo a nivel de planta piloto

§ Implementación del proceso a escala industrial

La implementación industrial de un proceso requiere un un considerable número de equipos.

El proceso ya sea global o parcial se puede representar por un diagrama de flujo.

DIAGRAMAS DE FLUJO

El diagrama de flujo representa, con diversos signos abreviados, la marcha de un proceso desde la obtención de las materias primas hasta la obtención del producto final.

Tipos de diagrama de flujo:

• esquemático

• constructivo

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DIAGRAMA DE FLUJO ESQUEMÁTICO

Reproduce el curso del proceso en forma simple, entregando la siguiente información :

• Las entradas y salidas con flechas(materias primas, productos, desechos, energía etc)

• Los aparatos y procesos de fabricación se representan por números sucesivos en cuadrados y las energías asociadas como letras dentro de círculos

• El significado de de números y letras se explica en el margen inferior del dibujo

DIAGRAMA DE FLUJO ESQUEMÁTICO

Este diagrama consta de tres partes:

• La parte superior presenta las materias primas y el tipo de energía alimentadas en cada etapa(mecánica, eléctrica, térmica, etc..)

• La parte media informa el curso de la producción

• La parte inferior muestra los productos finales, secundarios y desechos. También se representan las energías liberadas en cada etapa

DIAGRAMA DE FLUJO CONSTRUCTIVO

• Es más complejo que el diagrama esquemático, pero más completo e instructivo

• Usa esquemas simbólicos que representan los equipos, aparatos y máquinas que intervienen en las distintas etapas del proceso

• Debe ser comprensible para ingenieros de distintas especialidades

ETAPAS BÁSICAS DE UN PROCESO

• preparación y purificación de las materias primas

• reacción química o transformación física

• acondicionamiento de los productos finales

Cada una de esas etapas puede subdividirse en procesos físicos yquímicos

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PROCESOS BÁSICOS FÍSICOS Y QUÍMICOS

Los procesos físicos básicos necesarios para acondicionar y purificar materias primas y productos se denominan “operaciones unitarias”

Algunos ejemplos de operaciones unitarias:

Almacenaje- desempolvado – reducción de tamaño- tamizado-transporte- mezclado- disolución – absorción – filtración-adsorción – sedimentación – destilación - liofilización -cristalización – lixiviación – humidificación – secado – flotación

PROCESOS BÁSICOS QUÍMICOS

Los constituyen diferentes reacciones químicas:

• Procesos térmicos Como por ejemplo: tostación, calcinación, craqueos• Procesos catalíticos

Ejemplo: obtención de ácido sulfúrico a partir de la oxidación de anhídrido sulfuroso, utilizando como como catalizador el pentóxido de vanadio

• Procesos electrolíticosEjemplo. Obtención de cátodos de cobre por refinación electrolítica •Algunas reacciones frecuentes: neutralización, precipitación, reducción y oxidación

DISMINUCIÓN DE COSTOS DE UN PROCESO

• Cambio en la materia prima (costo, abundancia pureza)

• Reducción etapas proceso

• Disminución de formación de subproductos (reacciones secundarias)

• Desarrollo de los procesos de separación

Operación: continua(sistema abierto), discontinua (batch,sistema cerrado) o por lotes, y semicontinua.

Continua: la (s) corriente (s) de alimentación y descarga al equipo permanece sin interrupción. Su régimen de funcionamiento puede ser estacionario o no estacionario(transiente).

Batch o discontinua: se alimenta la totalidad de la carga al equipo, se procesa y posteriormente se retira el producto. Su régimen de funcionamiento es el régimen no estacionario.

Semicontinua: una de las corrientes entra y sale continuamente del equipo, mientras que otra u otras se cargan y descargan de forma discontinua. Su régimen de funcionamiento es el régimen no estacionario.

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS

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2. Regimen: estado estacionario y no estacionario

Estado estacionario:

No hay acumulación dentro del sistema, las variables dentro del sistema no cambian con el tiempo dm/dt = 0

Estado no estacionario:

La acumulación (dm/dt)dentro del sistema es diferente a cero

3. Flujo: en contracorriente, en paralelo, y flujo cruzado.

En contracorriente: las corrientes en la operación se desplazan en la misma dirección, pero en sentidos opuestos

En paralelo: las corrientes se mueven en la misma dirección y sentido.

Cruzado: las corrientes se mueven en direcciones diferentes, perpendicularmente entre sí