TFPP - Tecnología de la Fabricación de Productos Papeleros

Transcripción

1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ESEIAAT - Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa ETP - Departamento de Ingeniería Textil y Papelera MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE TECNOLOGÍAS DE MATERIALES FIBROSOS (Plan 2012). (Unidad docente Optativa) 10 Idiomas docencia: Castellano, Inglés Profesorado Responsable: Otros: Antonio Luis Torres Lopez M.Blanca Roncero Vivero, Sílvia Galea Martínez Capacidades previas No es necesario ningún requisito previo. Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. MUTPGdC_Capacidad para desarrollar los principales procesos industriales de la fabricación del cuero en sus tres fases: fase de ribera, fase de curtición y postcurtición y fase de acabados. 2. METMF_Identificar y evaluar las diferentes materias primas, productos intermedios y finales en los respectivos ámbitos de los procesos de fabricación textil, papelero y gráfico, y del cuero. 3. METMF_Aplicar tecnologías ambientales y de sostenibilidad dentro del ámbito del título. 4. METMF_Aplicar teorías y principios propios del ámbito del título con el objetivo de analizar situaciones complejas y tomar decisiones mediante herramientas de ingeniería. 5. METMF_Capacidad para dirigir, planificar y supervisar equipos multidisciplinares. 6. METMF_Capacidad para realizar la planificación estratégica y aplicarla a sistemas de producción, de calidad y de gestión medioambiental en el ámbito de la Ingeniería Textil, Papelera y Gráfica, y del Cuero. 7. METMF_Capacidad para gestionar técnica y económicamente proyectos, instalaciones, plantas, empresas y centros tecnológicos en el ámbito de la Ingeniería Textil, Papelera y Gráfica, y del Cuero. 8. METMF_Capacidad de ejercer funciones de dirección general, dirección técnica y dirección de proyectos I+D+i en plantas, empresas y centros tecnológicos en el ámbito de la Ingeniería Textil, Papelera y Gráfica, y del Cuero. Metodologías docentes La asignatura se organiza combinando clases de teoría y prácticas, realización de ejercicios, problemas y casos prácticos, visitas a fábricas y proyectos de las materias de la asignatura (MD1. Sesión expositiva participativa de contenidos teóricos o prácticos; MD2. Seminario práctico en el que el profesorado resuelve, con la participación de los estudiantes, supuestos o problemas relacionados con los contenidos teóricos de la asignatura; MD3. Clase práctica en la que el profesorado resuelve, con la participación de los estudiantes, casos prácticos relacionados con los contenidos teóricos de la asignatura; MD5. Trabajo personal de los proyectos que configuren la materia). Objetivos de aprendizaje de la asignatura Impartir los fundamentos básicos sobre los procesos de fabricación de papel, incidiendo en los aspectos físicos y químicos 1 / 10

2 de los mismos. Capacitar a los estudiantes con los conocimientos teóricos relacionados con las principales operaciones unitarias que componen la fabricación del papel y, a la vez, facilitarles las herramientas de acercamiento a la realidad industrial, a fin de que puedan analizar y proyectar los sistemas que componen los procesos de fabricación de los diferentes tipos de papel. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 250h Horas grupo grande: 0h 0.00% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 90h 36.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 160h 64.00% 2 / 10

3 Contenidos Tema 1. Introducción a la fabricación del papel Dedicación: 4h Grupo grande/teoría: 2h Aprendizaje autónomo: 2h Introducción: Definición del papel. Clasificación y tipos de papeles. Materias primas. Esquema general de una fábrica de papel. Tema 2. Circuitos de preparación para pastas vírgenes Dedicación: 13h Grupo grande/teoría: 5h Aprendizaje autónomo: 8h Sistemas de obtención de suspensiones fibrosas a partir de pastas vírgenes. Fundamentos físicos de la desintegración, agitación y refino. Datos de diseño y ejemplos de cálculo. Tema 3. Circuitos de preparación para papel recuperado Dedicación: 11h Grupo grande/teoría: 4h Aprendizaje autónomo: 7h Circuitos de preparación de pastas adaptados al reciclado del papel: Características de la fibra recuperada. Fundamentos físicos de la desintegración, agitación, refinado, tamizado, decantación, centrifugación, flotación. Fundamentos químicos del lavado y de la flotación selectiva. Sistemas de desintegración aplicados al reciclado del papel. Sistemas de depuración aplicados al reciclado del papel. Sistemas de destintado. 3 / 10

4 Tema 4. Circuitos de cabeza de máquina Dedicación: 8h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 5h Circuitos de cabeza de máquina: Circuitos de aguas y pastas. Regulaciones de consistencias, caudales y proporciones. Depuración de cabeza de máquina. Cajas de entrada. Tema 5. Sistemas de formación de la hoja Dedicación: 11h Grupo grande/teoría: 4h Aprendizaje autónomo: 7h Descripción general de los sistemas de formación de la hoja. Fundamentos físicos de la filtración. Mecanismos de la formación de la hoja. Fundamentos químicos de la formación de la hoja. Aplicación de modelos de filtración a los sistemas de formación de la hoja. Sistemas industriales de formación de la hoja: Mesas planas. Formas redondas. Máquinas de dos telas. Formadores híbridos. Propiedades del papel relacionadas con esta parte del proceso. Tema 6. Físico-química de la formación de la hoja Dedicación: 8h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 5h Físico-química de la formación de la hoja: coagulación-floculación, potencial electrocinético, demanda catiónica, retención en la formación de la hoja. 4 / 10

5 Tema 7. Prensado húmedo Dedicación: 11h Grupo grande/teoría: 4h Aprendizaje autónomo: 7h Instalaciones de prensado. Balances en la sección de prensas. Propiedades del papel relacionadas con esta parte del proceso. Tema 8. Secado del papel Dedicación: 13h Grupo grande/teoría: 5h Aprendizaje autónomo: 8h Fundamentos físicos y principios del secado del papel. Descripción general de los sistemas de secado del papel. Sequería multicilíndrica. Alimentación del vapor y extracción de los condensados. Extracción de los vahos de secado. Balances en la sección de secado. Propiedades finales del papel relacionadas con este proceso. Tema 9. Final de la máquina de papel y tratamientos físicos de la hoja seca Dedicación: 11h Grupo grande/teoría: 4h Aprendizaje autónomo: 7h Acabado, ennoblecimiento y manipulación: Fundamentos físicos de la impregnación y el calandrado. Tratamientos físicos (alisado, calandrado, crepado, etc.). Tratamientos físico-químicos (encolado de superficie, estucado, etc.). Cálculo de la potencia necesaria en el accionamiento de las máquinas de papel. 5 / 10

6 Tema 10. Tratamientos físico-químicos de la hoja seca Dedicación: 8h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 5h Tratamientos físico-químicos: Encolado de superficie. Estucado. Salsas de estucado. Propiedades ópticas de los papeles estucados. Tema 11. Reducción del impacto ambiental de la fabricación de papel Dedicación: 11h Grupo grande/teoría: 4h Aprendizaje autónomo: 7h Definición y descripción general de los circuitos de aguas de una fábrica de papel. Sistemas de tratamientos internos y cierres de circuitos. Caracterización de las aguas residuales de los procesos de fabricación de papel. Descripción general de los sistemas de tratamientos de aguas residuales de una fábrica de papel. Reducción del impacto ambiental. Datos de diseño y ejemplos de cálculo. 6 / 10

7 Planificación de actividades BALANCES DE MATERIA EN EL PROCESO DE FABRICACIÓN DEL PAPEL Dedicación: 17h Grupo pequeño/laboratorio: 5h Aprendizaje autónomo: 12h Definición y solución de balances de materia. Aplicación a los sistemas y circuitos de fabricación del papel. Cálculo de circuitos de suspensiones de pastas. AF3 Resolución por parte del estudiante de ejercicios, problemas y casos prácticos DETERMINACIÓN DEL POTENCIAL ELECTROCINÉTICO Dedicación: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 4h Determinación en el laboratorio del potencial electrocinético de una suspensión fibrosa. DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA CATIÓNICA Dedicación: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 4h Determinación en el laboratorio de la demanda catiónica de una suspensión fibrosa. CÁLCULO DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL AIRE HÚMEDO Dedicación: 15h Grupo pequeño/laboratorio: 5h Aprendizaje autónomo: 10h Física del aire húmedo. Psicrometría. Cálculo de las características del aire húmedo. AF3 Resolución por parte del estudiante de ejercicios, problemas y casos prácticos 7 / 10

8 BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA EN EL PROCESO DE SECADO DEL PAPEL Dedicación: 30h Grupo pequeño/laboratorio: 10h Aprendizaje autónomo: 20h Balances de materia y energía en el proceso de secado. Cálculo de una unidad de secado. AF3 Resolución por parte del estudiante de ejercicios, problemas y casos prácticos TRATAMIENTOS SUPERFICIALES I Dedicación: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 4h Preparación en el laboratorio de una salsa de estucado: dispersión de los pigmentos y análisis. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES II Dedicación: 3h Grupo pequeño/laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 2h Estucado y calandrado en el laboratorio de papeles con diferentes condiciones. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES III Dedicación: 3h Grupo pequeño/laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 2h Análisis en el laboratorio de las propiedades ópticas y SEM de los papeles estucados. 8 / 10

9 ACCIONAMIENTO DE LAS MÁQUINAS DE PAPEL Dedicación: 12h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 9h Accionamientos en la industria papelera. Cálculo de la potencia necesaria en el accionamiento de las máquinas de papel. AF3 Resolución por parte del estudiante de ejercicios, problemas y casos prácticos ESTUDIO DEL IMPACTO AMBIENTAL DE UN PROCESO PRODUCTIVO Dedicación: 21h Grupo pequeño/laboratorio: 6h Aprendizaje autónomo: 15h Estudio del impacto ambiental de un proceso productivo de papel: propuesta de soluciones alternativas y medidas correctoras. Dimensionamiento de unidades de tratamientos de aguas de proceso. Dimensionamiento de un tratamiento de aguas residuales. AF3 Resolución por parte del estudiante de ejercicios, problemas y casos prácticos VISITAS A FÁBRICAS Dedicación: 22h Grupo pequeño/laboratorio: 12h Grupo mediano/prácticas: 10h Visitas a fábricas de papel con el objetivo de hacer un acercamiento a la realidad industrial de los procesos de fabricación. AF5 Asistencia a seminarios y conferencias, así como visitas a empresas relacionadas con la temática de la materia EXAMEN PARCIAL Prueba individual y por escrito sobre los contenidos de los temas 1, 2, 3, 4, 5 y 6 9 / 10

10 EXAMEN FINAL Prueba individual y por escrito sobre los contenidos de los temas 7, 8, 9, 10 y 11. Sistema de calificación La nota final del curso depende de los siguientes actos evaluativos: - Actividad 1 (EV1: Pruebas escritas de control de conocimientos): Examen parcial: 30% - Actividad 2 (EV3: Evaluación de resolución de casos prácticos y trabajos mediante informes y presentaciones orales): Problemas y casos prácticos: 20% - Actividad 3 (EV4: Evaluación actividades y ejercicios dirigidos): Trabajo de investigación y Visitas a fábricas: 20% - Actividad 4 (EV1: Pruebas escritas de control de conocimientos): Examen final: 30% Todos aquellos estudiantes/as que no puedan asistir a la primera actividad (Examen parcial), o que lo suspendan, tendrán la opción de recuperarla el día que se realice la cuarta actividad (Examen final). Normas de realización de las actividades Los informes técnicos de los ejercicios, problemas y casos prácticos se realizaran individualmente y por escrito. Es condición necesaria para superar la asignatura la asistencia a las visitas a fábricas y presentar los informes correspondientes. Totas las actividades se realizaran individualmente y por escrito. Bibliografía Otros recursos: Básica: -Profesores de la asignatura. Apuntes del profesorado depositados en ATENEA. -Ek, M.; Gellerstedt, G.; Henriksson, G. (ed).. Pulp and paper chemistry and technology: vol.3 Paperchemistry and technology. Berlin: de Gruyter ISBN Complementaria: -Smook, G. A.. Handbook for pulp& paper technologists. 3rd ed.. Vancouver: Angus Wilde, ISBN Paulapuro, H. (ed.). Papermaking. Helsinky: FapetOy, ISBN X. -Gottschling, L.; Pakarinen, H.(eds.). Recycledfiberanddeinking. Helsinky: FapetOy, ISBN / 10