GUÍA INTEGRADA DE ACTIVIDADES. CURSO: Balance de Materia y Energía

Transcripción

1 GUÍA INTEGRADA DE ACTIVIDADES CURSO: Balance de Materia y Energía Temáticas que se revisarán: El presente documento esboza los lineamientos para el desarrollo del proyecto de curso y por tal razón abordará el contenido completo del módulo. Unidad 1: Balances de materia Unidad 2: Balances de energía Unidad 3: Balances combinados y resolución por método grafico Estrategia de aprendizaje propuesta: Aprendizaje por proyecto. Momentos de la estrategia: Momento 1 Momento 2 Momento 3 Momento 4 Selección del proceso industrial con el que se trabajará el proyecto de curso. Elaboración del diagrama de bloques del proceso Elaboración del Balance de Materia del proceso Elaboración del Balance de energía del proceso. Consolidación del Proyecto final

2 Momento 1 Momento 1 Entorno Selección del proceso industrial con el que se trabajará el proyecto de curso. Elaboración del diagrama de bloques del proceso Entorno de Aprendizaje Colaborativo FONSECA, V. UNAD. Modulo Balance de Materia y Energía. Unidad Para descargar la lectura consultar el siguiente enlace: /Lectura_Unidad_1_balance_de_materia_y_energia.pdf De acuerdo a los contenidos de aprendizaje consultar la siguientes páginas del material: 1. Procesos: Páginas Diagramas: Referencias bibliográficas Páginas Hojas de cálculo: Páginas 15 Referencias complementarias. Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriot Operaciones Unitarias En Ingeniería Química - - 7ma Edición Felder, Richard M., and Ronald W. Rousseau. Principios elementales de los procesos químicos. Addison-Wesley Iberoamericana, Páginas RECLAITIS, G.V., Balances de Materia y Energía, McGraw-Hill Book, Co. HIMMELBLAU, D. Balances de Materia y Energía, cuarta

3 edición, Ed. Prentice Hill., 1988, México. IZQUIERDO J.p., COLS. Problemas resueltos de Balance de Materia y Energía, Reverte. Barcelona VALIENTE A. Problemas de balance de materia y energía. Ed. Universidad, México, BERLALTIS, G.V. Balances de materia y energía, Ed. Mac Graw Hill, Mayo 1991, México. Cada estudiante pondrá a consideración de sus compañeros en el foro un proceso industrial para ser trabajado a lo largo del curso, en su aporte incluirá una breve justificación de las ventajas de seleccionar su proceso, se debe tener en cuenta el número de etapas de la línea de producción (no menos de 3, no más de 15) y la facilidad para encontrar información en fuentes bibliográficas. Se recomienda ser recursivo y original, es posible postular el proceso que se encuentra vinculado a su vida laboral. Luego de un corto consenso, el grupo seleccionará uno de los procesos industriales y elaborará una pequeña descripción de este en no más de dos hojas carta. Adicionalmente cada integrante del grupo elaborará un diagrama de bloques donde se incluyan los siguientes aspectos: Un bloque para cada etapa del proceso industrial. Línea de proceso que vincule las etapas de forma secuencial. Líneas de ingreso de materias primas y materiales adicionales en las etapas en que sea pertinente. Líneas de egreso de subproductos y residuos en las etapas en que sea pertinente Líneas de ingreso o egreso de fluidos de servicio, entendidos como: vapor de calentamiento, gas natural, agua, refrigerante, electricidad, etc. El diagrama de bloques puede ser construido en los programas Excel o Visio, sin embargo, si se realiza en otro programa que resulte de fácil manejo, el resultado debe enviarse en el trabajo con formato de imagen para facilitar su revisión. El grupo elegirá cuál diagrama presentar en el trabajo, es posible que se seleccione el mejor y se complemente.

4 Entregables: El grupo entregará un solo trabajo colaborativo presentado en carpeta comprimida que será dejada en el foro especificando que se trata de la entrega final. El trabajo está conformado por los siguientes documentos: 1. Documento en Word con descripción del proceso industrial. 2. Diagrama de bloques con las especificaciones mencionadas en Excel, archivo de Visio o formato imagen. Momento 2 Momento 2 Entorno Elaboración del Balance de Materia del proceso Entorno de Aprendizaje Colaborativo. FONSECA, V. UNAD. Modulo Balance de Materia y Energía. Unidad Para descargar la lectura consultar el siguiente enlace: bus_2014/lectura_unidad_1_balance_de_materia_y_energia.pdf Referencias bibliográficas De acuerdo a los contenidos de aprendizaje consultar la siguientes páginas del material: 1. Balances de materia: Páginas Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriot Operaciones Unitarias En Ingeniería Química - - 7ma Edición RECLAITIS, G.V., Balances de Materia y Energía, McGraw-Hill Book, Co. HIMMELBLAU, D. Balances de Materia y Energía, cuarta edición, Ed. Prentice Hill., 1988, México. IZQUIERDO J.p., COLS. Problemas resueltos de Balance de Materia y Energía, Reverte. Barcelona

5 VALIENTE A. Problemas de balance de materia y energía. Ed. Universidad, México, BERLALTIS, G.V. Balances de materia y energía, Ed. Mac Graw Hill, Mayo 1991, México. En esta fase del proyecto el grupo colaborativo debe elaborar el balance de materia en todas y cada una de las etapas del proceso seleccionado, para ello, debe guiarse por el formato que encontrará en el Entorno de Conocimiento en la Carpeta: Ayudas y Ejemplos. Específicamente se debe tomar una base de cálculo que definirá la cantidad de materia prima principal que ingresa a la primera etapa del proceso, con base en este valor, se debe calcular la cantidad de materia que sale de esta primera etapa y que consecuentemente ingresa a la segunda, de esta forma se calculan los valores de ingreso y egreso para cada etapa. El grupo debe definir un porcentaje de merma o pérdida en cada una de las etapas, se recomienda que no sea mayor al 4%. El trabajo se desarrolla única y exclusivamente en Excel, mediante la elaboración de una hoja de cálculo, cada cálculo debe enlazar los valores de la celda, de tal forma que cuando el tutor lo revise pueda identificar las fórmulas matemáticas utilizadas. Una forma de verificar que el balance es correcto en cada etapa, es comparar la sumatoria de entradas con la sumatoria de salidas, los valores deben ser iguales, si no lo son, existe una mala cuantificación de la materia. Luego de generar los cálculos, se deben registrar los resultados en el diagrama de bloques sobre cada línea de flujo. Debe aclararse que cada estudiante debe presentar una propuesta inicial del balance, en la fase de consolidación se puede escoger la mejor y seguir trabajando sobre ella para lograr un solo trabajo consolidado por grupo que deberá ser dejado en el foro especificando que se trata de la entrega final. Entregable Archivo en Excel con la siguiente distribución: Hoja 1: Portada Hoja 2: Balance de Materia del proceso. Diagrama de bloques modificado.

6 Momento 3 Momento 3 Entorno Elaboración del Balance de energía del proceso. Entorno de aprendizaje Colaborativo FONSECA, V. UNAD. Modulo Balance de Materia y Energía. Unidad Para descargar la lectura consultar el siguiente enlace: _2014/Lectura_Unidad_2_Balance_de_Materia_y_Energia.pdf De acuerdo a los contenidos de aprendizaje consultar la siguientes páginas del material: 1. Tipos de energía: Páginas Tipos de calor: Páginas Balances de energía: Referencias bibliográficas Páginas Referencias complementarias. Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriot Operaciones Unitarias En Ingeniería Química - - 7ma Edición Felder, Richard M., and Ronald W. Rousseau. Principios elementales de los procesos químicos. Addison-Wesley Iberoamericana, RECLAITIS, G.V., Balances de Materia y Energía, McGraw-Hill Book, Co. HIMMELBLAU, D. Balances de Materia y Energía, cuarta edición, Ed. Prentice Hill., 1988, México. IZQUIERDO J.p., COLS. Problemas resueltos de Balance de Materia y Energía, Reverte. Barcelona VALIENTE A. Problemas de balance de materia y energía. Ed. Universidad, México, BERLALTIS, G.V. Balances de materia y energía, Ed. Mac Graw Hill, Mayo 1991, México.

7 Continuando con el desarrollo del proyecto, en esta fase se elabora el Balance de Energía para 5 de las etapas del proceso seleccionado. Cada estudiante debe proponer en el foro un listado con las 5 etapas que considera resultan más interesantes a la hora de analizar energéticamente. Luego de un pequeño consenso el grupo selecciona las etapas finales que va a estudiar y elabora el Balance de energía para cada una de ellas de acuerdo al formato que encontrará en el Entorno de Conocimiento en la Carpeta: Ayudas y Ejemplos. El Balance de Energía está fundamentado en datos que se calcularon en el Balance de Materia, debe contener una cuantificación de las entradas y salidas de energía en cada etapa, se recomienda analizar los fenómenos de transferencia de calor que tienen lugar a lo largo del proceso. En este punto se introduce un nuevo componente en el trabajo y es la memoria de cálculo, en archivo Word. La memoria de cálculo es un documento en el cual el estudiante en forma concreta expresa la forma como ha realizado el balance de energía de cada operación o etapa del proceso incluyendo las formulas y constantes que ha utilizado, se recomienda manejar el Editor de fórmulas de Word que se activa en la pestaña Insertar del archivo. Se recuerda que todo estudiante debe presentar sus aportes en el foro, y mediante un consenso se elabora un solo trabajo del grupo que se deja consignado en este espacio. Entregable. Documento en Word con memoria de cálculo. Archivo en Excel con la siguiente distribución: Hoja 1: Portada Hoja 2: Balance de Materia del proceso Hoja 3: Balance de energía del Proceso Momento 4 Momento 4 Entorno Referencias bibliográficas Consolidación del Proyecto final Entorno de Aprendizaje Colaborativo FONSECA, V. UNAD. Modulo Balance de Materia y Energía El cuarto momento o fase final del proyecto corresponde a la consolidación del proyecto final de curso que es a su vez un homólogo de la Evaluación Nacional, la calificación asignada es de 125 puntos. En este momento el grupo colaborativo debe consolidar el trabajo desarrollado a lo largo del curso incluyendo las correcciones que

8 el tutor ha realizado a cada etapa. Cada estudiante debe participar de forma activa en la realización de las modificaciones que tengan lugar. Esta fase es el resultado del esfuerzo desarrollado en todo el periodo académico, aquellos estudiantes que demostraron disciplina y constancia en las fases anteriores, tendrán poco trabajo que hacer en la consolidación. Entregable. Documento en Word con el siguiente contenido: Portada Descripción del proceso industrial Memoria de cálculo Diagrama de bloques con las especificaciones mencionadas en Excel, archivo de Visio o formato imagen. Archivo en Excel con la siguiente distribución: Hoja 1: Portada Hoja 2: Balance de Materia del proceso Hoja 3: Balance de energía del Proceso