MINISTERIO DE EDUCACIÓN MODALIDAD SEMIPRESENCIAL LICENCIATURA EN EDUCACIÓN QUÍMICA INDUSTRIAL NOMBRE DE LA DISCIPLINA. Procesos Tecnológicos Químicos

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1 MINISTERIO DE EDUCACIÓN UNIVERSIDADES DE LAS CIENCIAS PEDAGÓGICAS PLAN DE ESTUDIO D MODALIDAD SEMIPRESENCIAL LICENCIATURA EN EDUCACIÓN QUÍMICA INDUSTRIAL NOMBRE DE LA DISCIPLINA Procesos Tecnológicos Químicos TOTAL DE HORAS 234 AÑOS Y ASIGNATURAS QUE ABARCA 4to Año - OPERACIONES UNITARIAS I 4to Año - OPERACIONES UNITARIAS II 4to Año - TÉCNOLOGÍA QUÍMICA I 5to Año - TÉCNOLOGÍA QUÍMICA II 5to Año - CONTROLES INDUSTRIALES 5to Año - MICROBILOGÍA AUTORES MSc. Caridad Viltres Suárez. Profesora Auxiliar UCP Héctor A. Pineda Zaldivar MSc. Manuel José Feria Feria. Profesor Asistente UCP Héctor A. Pineda Zaldivar MSc. Ricardo Méndez Lorenzo. Profesor Asistente UCP Héctor A. Pineda Zaldivar Marzo de 2010

2 FUNDAMENTACIÓN DE LA DISCIPLINA La Disciplina Procesos Tecnológicos Químicos, se encuentra integrada por las asignaturas Operaciones Unitarias I y II, Tecnología Química I y II, Controles industriales y Microbiología; se imparte en el cuarto y quinto año de la carrera Química Industrial en la modalidad semipresencial. Esta disciplina abarca a varias de las asignaturas técnicas que forman el plan del proceso docente de la carrera Química Industrial. Su estructura responde a un orden lógico de los contenidos. Se basa en leyes definidas y sustentadas por la práctica en su gran mayoría, lo que lleva una utilización simultánea de la teoría y la práctica al abordar los aspectos inherentes al estudio de procesos y equipos industriales. Para el desarrollo exitoso de esta disciplina es necesario que el estudiante domine los principios fundamentales de Física, Química, Matemática y una formación general adecuada. La industria química se encuentra basada en un conjunto de procesos que resultan muy complejos y variados; en ellos la materia prima se transforma en productos con nuevas características y propiedades; para su estudio estos procesos se han dividido en etapas con características definidas y basadas en principios comunes independientes del material que se este procesando y de las características del sistema en particular. A estas etapas se les conoce con el nombre de Operaciones Unitarias, las cuales son de dominio imprescindible por los técnicos que se ocupan de los procesos químicos industriales. La Tecnología General constituye la aplicación de los fundamentos de Química: inorgánicos, orgánicos y bioquímicos, y químicofísicos del perfil técnico profesional de la carrera. La asignatura Controles Industriales enfatiza en lo referente al desarrollo de los sistemas de control de la electrónica y la automatización industrial en el país. La Microbiología tiene como objeto la caracterización de los microorganismos atendiendo a su morfología y patogenicidad teniendo en cuenta su utilidad en la biotecnología y en su aplicación práctica y productiva. La integración de todas las asignaturas en una disciplina específica de la profesión del educador de perfil químico industrial favorece que los procesos de formación de este profesor de ETP tributen a su preparación teórica y práctica con un perfil amplio; pero que disponga de los conocimientos, criterios valorativos, habilidades esenciales para contribuir a la formación y educación de técnicos del subsistema de la ETP. El programa de disciplina está estructurado en función de los conceptos de la Universalización de la Educación Superior, para interactuar con la problemática de los territorios y contribuir a resolver problemas de la vida real, la producción y los servicios técnicos. Está organizado bajo la concepción de la Pedagogía Profesional, dado que los estudiantes que a la vez se desempeñan como profesores - tienen que dar respuesta a los problemas profesionales de su carrera, esto implica seleccionar contenidos que permitan la compresión de los principales procesos industriales que se emplean en la industria cubana actual, dando respuesta a la asignatura que se imparta en estos politécnicos de la rama química, así como a las diferentes competencias que se aplican en los politécnicos de Ciudad Habana, cómo operar equipos del proceso productivo, elaborar medicamentos, productos alimentarios o biotecnológicos y del petróleo. La disciplina debe dar salida a las diferentes especialidades de la rama química, anteriormente mencionadas. También 2

3 será necesario atender dentro del Programa y de manera interdisciplinaria aspectos de la Didáctica de las especialidades de la ETP, de la Metodología de la Investigación, y la Informatización para prepararlos para influir sobre sus propios educandos durante el proceso pedagógico en el subsistema de la Educación Técnica y Profesional, actividad laboral en que se desempeña el estudiante a la vez que se prepara en lo académico e investigativo, como profesor. La disciplina integra la dimensión ambiental a través de sus contenidos como contribución a la cultura ambiental ciudadana y profesional, y respecto a la actualidad de las políticas, procesos, procedimientos y legalidad, de la gestión ambiental. Se estructura en forma sistémica, como una unidad, correspondiendo a la concepción a la que responde con esencia en el reconocimiento, establecimiento y explicación de la relación estructura propiedades aplicaciones de las sustancias químicas, a través de los principales procesos que se realizan en la industria química, farmacéutica, azucarera, de alimentos, de biotecnología y del petróleo de nuestro país. OBJETIVOS GENERALES. - Explicar las características constructivas y de operación de los diferentes equipos, así como los instrumentos necesarios que son utilizados en los procesos industriales, a partir de su importancia desde el punto de vista económico y ambiental para el desarrollo sostenible del país. - Elaborar gráficos, tablas de datos, diagramas, y esquemas inherentes a los diferentes procesos y operaciones que se presentan en la industria, con su interpretación, así como en el establecimiento de algoritmos o procedimientos de trabajo para la solución de diversos problemas que se presentan en el desarrollo de la disciplina, tanto teóricos como prácticos. - Demostrar el interés por las investigaciones científicas, mediante el estudio de los fenómenos naturales, sociales, humanos y ambientales desde los procesos químicos, con un uso adecuado de la informática y las comunicaciones. CONTENIDOS DE LA DISCIPLINA - CONOCIMIENTOS ESENCIALES Introducción al estudio de los fluidos. Fluidos incompresibles. Fluidos compresibles. Medidores de flujo. Sistema de bombeo. Mezclado. Separaciones mecánicas. Introducción al estudio de la transferencia de calor. Conducción. Convección. Radiación. Intercambiadores de calor. Condensación. Evaporación. Operaciones de transferencia de masa. Difusión molecular en fluidos. Coeficiente de transferencia de masa. Transferencia de masa en la interfase. Equipos para operaciones gas - líquidos. Absorción. Operaciones de humidificación. Secado. Cristalización.Extracción líquido líquido. Lixiviación. Destilación. 3

4 Principios Generales de la Tecnología química. Producción de ácido sulfúrico. Tecnología de las combinaciones nitrogenadas. Producción electroquímica. Tecnología de los combustibles. El agua en la industria. Producción de azúcar y sus derivados. Tecnología Farmacéutica. Tecnología de los alimentos. Introducción a la Biotecnología.Desarrollo de la biotecnología en Cuba. Instrumentación y control. Fundamentos del control automático. Instrumentos de medición, reguladores, otros. Sistema de primer y segundo orden. Esquema de sistema de control 1. Esquema de sistema de control 2. Válvulas de control. Microbiología, concepto, clasificación, relaciones con otras ciencias. Ubicación de los microorganismos en la naturaleza. Reino Protista. Nociones de sistemática. Grupos jerárquicos. Morfología y estructura de los hongos. Mohos y levaduras. Micelio, hifas y esporas. Morfología y estructura de las bacterias, forma, agrupaciones, presencia de flagelos y otras estructuras especiales. Virus. Concepto, morfología y estructura. Simetría, composición química. Replicación viral. Efecto citopático y cuerpos de inclusión. Fisiología de hongos y bacterias, composición química, nutrición y metabolismo, tipos de respiración, curva de crecimiento bacteriano. Influencia de los factores externos en el crecimiento de los microorganismos. Humedad, temperatura, luz, oxigeno, CO2, ph. Compuestos químicos. Principales agentes patógenos de origen micótico, bacteriano y viral que causan enfermedades en las plantas en los animales y en algunos casos a la especie humana. Microbiología del agua, suelo, aire, plantas, animales y del hombre. Recolección y envío de muestras, conservación, causas de su deterioro. La inmunología. Concepto. Antígeno y anticuerpo, definición y propiedades. Tipos de inmunoglobulinas. Reacción antígeno anticuerpo, mecanismo de la infección. Inmunidad, tipos. Productos biológicos. Microorganismos utilizados en la industria alimenticia y biotecnología - HABILIDADES PRINCIPALES - Caracterizar los fenómenos propios del flujo de fluidos, de la transferencia de calor y de masa. - Explicar los diferentes procesos de obtención de productos en la industria. - Identificar los principales equipos utilizados en las industrias biotecnológicas alimentaria, azucarera, farmacéutica y del petróleo. - Interpretar diagramas, gráficos, tendencias en tablas, datos y procesos químicos. - Analizar resultados, valores, tendencias en tablas de datos. - Aplicar la informática en procesos productivos. - Comparar propiedades, resultados de los cálculos, valores de las magnitudes. - Valorar los criterios de selección y aplicación de las tecnologías más limpias. 4

5 - Seleccionar equipos para las diferentes operaciones. - Calcular parámetros de operación. - Realizar diseños preliminares de sistema. VALORES FUNDAMENTALES A LOS QUE TRIBUTA Patriotismo Humanismo Responsabilidad Laboriosidad Honestidad. Honradez Solidaridad Justicia INDICACIONES METODOLÓGICAS GENERALES PARA SU ORGANIZACIÓN Es de gran importancia que los docentes del colectivo de disciplina estén bien preparados desde el punto de vista científico metodológico para orientar todas las asignaturas de la disciplina siguiendo la esencia que sustenta a la misma, basada en la concepción dialéctica materialista y compleja del mundo, en la concepción ambiental y con capacidad para la interdisciplinariedad, en la Pedagogía Profesional, la Metodología de la Investigación, las ideas más actuales sobre Didáctica de las Ciencias, en especial el enfoque de sistema, la relación C T S; el dominio del uso de los medios, las TICs, y las concepciones más actuales sobre evaluación. Debe ejercerse una equilibrada orientación del estudio y trabajo independiente, un control individual del cumplimiento de las tareas, la evaluación que estimule y motive y el rigor necesario, que se logre a través de la aproximación y comunicación entre profesores y estudiantes. Teniendo en cuenta que la carrera se desarrolla a través de la modalidad por encuentros, en virtud de la emergencia con la que deben ser formados estos estudiantes jóvenes, graduados de nivel medio superior profesional en alguna de las especialidades químicas de la ETP, es necesario garantizar: La fundamentalización y profesionalización con la que debe ser desarrollado el contenido, basándose principalmente en la organización del mismo en tareas docentes y docentes profesionales viables a través de las formas de enseñanza por encuentros y clases presenciales. Orientación de las tareas con vistas a educar a los estudiantes en el trabajo independiente, individual y colectivo. 5

6 Utilización de diversos textos y materiales que permitan al estudiante adquirir hábitos de búsqueda en abundante bibliografía, como base de la autopreparación del docente y como vía de actualización científica tecnológica. Vinculación del contenido a la actualidad científico técnica ambiental mundial, regional y cubana. Utilización de ejemplos tecnológicos industriales y de laboratorio en el contexto. El dominio del idioma inglés para los alumnos, ya que hay mucha bibliografía que aparece en este idioma. Se recomienda para el desarrollo de la disciplina que los alumnos utilicen regla, cartabón, papel milimetrado, así como los medios informáticos, siempre que sea posible, etc., así como saber seleccionar escalas por cuanto son usados métodos gráficos que así lo requieren. Es recomendable el uso de medios de enseñanza tales como videos, películas donde se muestren diferentes producciones, equipos, y diferentes técnicas de laboratorios, etc. Se sugiere que en la etapa de su formación laboral, sean aprovechadas las potencialidades del proceso de ETP, para que los estudiantes previamnte orientados cuando visiten centros de investigaciones y producción, observen los equipos en producción, y el flujo de producción, así como en limpieza y reparación donde puedan ver las partes y componentes de estos, con la ayuda de un ingeniero o técnico que haga la función de guía, el cual explique lo que está ocurriendo en la práctica en ese mismo instante. Se impartirán conferencias magistrales de un personal altamente calificado, que explique lo más novedoso en equipos, producciones e instrumentaciones, para que los educandos se encuentren lo más actualizados posible y se motiven en el estudio de las asignaturas de esta disciplina. Es importante destacar, cómo estas asignaturas constituyen la síntesis de los saberes de la Química aplicada a la vida y a la solución de problemas, basadas en la relación C T S. Cómo la automatización constituye un saber crucial para el hombre actual y futuro, especialmente en las producciones químicas en las que la exposición del personal a las influencias de los procesos tiene connotaciones para la salud y seguridad del trabajo en el medio ambiente laboral, y en respuesta además a una mayor eficiencia productiva, una mayor simplicidad y calidad del trabajo y de los productos. En relación con la Microbiología, cómo esta debe orientarse al conocimiento y reconocimiento sobre los microorganismos que tienen aplicación biotecnológica y cómo se puede tratar esto en un programa de asignatura. Sistema de evaluación El sistema de evaluación se aplicará siguiendo lo establecido en la RM 210 / 2007 del MES y lo planificado en el Plan del Proceso Docente. Se desarrolla a través de la evaluación frecuente en los encuentros; clases presenciales y a través de las tareas docentes y docentes profesionales. Se aplican las pruebas parciales en todas las asignaturas de acuerdo a lo que sea planificado en el semestre y curso escolar correspondiente. 6

7 Se ejecutan exámenes finales en las asignaturas atendiendo a lo establecido y con el carácter integrador necesario en correspondencia a los objetivos de la disciplina. Se realizan las tareas extraclases que como trabajos investigativos y de aplicación favorezcan la evaluación del estudiante en la modalidad por encuentros. BÁSICA BIBLIOGRAFÍA - Rosabal Vega, Julio M.; Leonel Garcel Puyán Hidrodinámica y Separaciones Mecánicas. Tomo I y II Kern, Donald Q, Procesos de Transferencia de calor Treybal, Robert. Mass Transfer Operations. Edición Revolucionaria, Mc-Cabe-Smith. Unit Operations of Chemical engineering.. Edición Revolucionaria, segunda reimpresión, Kindelán, Nelson Ruddy y otros autores, Operaciones Unitarias. Especialidades químicas, tomo 1, Ed. P y E Mujlionov. I. P. Tecnología química. Tomo 1 y 2. - Curso de Introducción a la Biotecnología. Tabloide Universidad para Todos Colectivo de autores. Elaboración de medicamentos. IPQ Mártires de Girón, material en disquete, Feria, M. Folleto de Tecnología General. ISPETP, 2002 (material no publicado) - Curso Tecnologías + limpias. I y II Parte. Tabloide Universidad para Todos Disponible en formato digital - Feria, Manuel. Folleto de instrumentación y controles. Universidad de Ciencias Pedagógicas Héctor A. Pineda Zaldívar. Ciudad de La Habana, (en formato digital):. - Colectivo de autores. Controles automáticos para procesos. - Creus. Instrumentación Industrial - Coughanowr. Process Systems Analysis and Control. - Martínez J. Microbiología general. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, LADSA Medios de cultivo para microbiología. Micro, 4.ed, 1996 COMPLEMENTARIA O DE CONSULTA - Perry J. Chemical Engineers Handbook. Tomo 1 y 2, Edición Revolucionaria, Vian-Ocon. Elementos de Ingeniería Química. Edición Pueblo y Educación - Badger-Banchero. Introducción a la ingeniería química. Ediciones Castillo S.A. - Brown, George. Operaciones Básicas de Ingeniería Química. Edición Revolucionaria. - Mc Cabe,. Warron, Julian C. Smith Unit Operation of Chemical engineering, Edición Revolucionaria - Mijeev, M. A, I.M.Mijeeva Fundamentos de termotransferencia.. 7

8 - Kindelan, N.R, G. Sánchez Periquet, I. Gómez Flores, Operaciones Unitarias. Especialidades Químicas. Tomo II Epstein D. Fundamentos de la Tecnología Química - Harritt. Process Control. - Smith C y Corripes A. Principles and practice of automatic process control. - Universidad para todos. Curso de introducción a la Biotecnología. Folleto - LADSA Micro, Medios de cultivo para microbiología., 4.edición