33 LABORATORIO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL La sección de ingeniería industrial dispondrá de un laboratorio carácter multidisciplinar, dotada de unas modernas instalaciones con equipos de procesado de alimentos; laboratorios de análisis; sala de análisis sensorial y otras infraestructuras complementarias para el diseño de sistemas productivos. Además del apoyo docente, el laboratorio tiene como misión el apoyo a la investigación y posibilitar la realización de contratos de investigación y/o servicios con las empresas o entidades que así lo soliciten. La finalidad principal del laboratorio es realizar prácticas experimentales en condiciones similares a las utilizadas en las industrias agroalimentarias, así poder estudiar y optimizar los procesos productivos. También cumplan con los requerimientos de seguridad Industrial y sistemas integrados de producción. Introducción La evolución del programa de Ingeniería Industrial, en nuestro país se pone de manifiesto con el aumento en el número de estudiantes, líneas de investigación, variedad y complejidad de los proyectos de grado, y en el interés por mejorar e incrementar las relaciones con la industria, por medio de los servicios de asesoría y ensayos de caracterización de materiales. En particular en nuestra universidad es una de las especialidades más crecientes y promisorias. A fin de acompañar esta tendencia de crecimiento es oportuno la construcción del laboratorio el mismo que constará de dos partes que son: El Laboratorio de Procesos Industriales, donde se desarrollaran las operaciones unitarias que son comunes en todo tipo de industrias de procesos y el Laboratorio Multiuso de
34 Laboratorio de Ingeniería Industrial Producción se permitirá aprender de manera práctica, los diversos métodos para la medición de los tiempos y métodos de trabajo en los diferentes procesos que se realizan en la industria y el sector servicio. Objetivo Fomentar el desarrollo personal y profesional de estudiantes, trabajadores y profesores. Desarrollar las competencias investigativas y creativas de los estudiantes, a nivel de pregrado y postgrado, complementando los conceptos con la vivencia de éstos en los equipos del Laboratorio. Propiciar la existencia de un ambiente propicio para el desarrollo de las prácticas docentes, la investigación y la extensión. Apoyar el desarrollo de las investigaciones científicas que se realicen en la Universidad y que requieran el uso de los recursos disponibles en nuestro país. Realizar y apoyar las actividades de extensión y capacitación que realiza la Universidad, a través de ensayos, consultorías, cursos e interacción Universidad Empresa. Descripción del laboratorio de Ingeniería Industrial El laboratorio será erguido sobre un terreno de 400m2. En el primer piso se edificara el Laboratorio de Procesos Industriales de 160m2 el cual estará constituido por el laboratorio de operaciones de cuya altura será de 6m, el laboratorio de análisis, almacén y el cuarto de calderas y el Laboratorio de Diseño de Sistemas Productivos cuya área es de 100 m2. El resto de terreno estará constituido por dos cuartos para baño, un cuarto de servicio, una oficina, sala de recepción y un hall. El segundo piso se construirá la segunda fase del laboratorio de Multiuso y salas para profesores. LABORATORIO DE PROCESOS INDUSTRIALES En las industrias de procesos químicos y físicos, así como en las de procesos biológicos y de alimentos, existen muchas semejanzas a la forma en que los materiales de entrada se modifican o se procesan para obtener los productos finales. Es posible considerar que estos procesos químicos, físicos y alimentarios, aparentemente distintos, utilizan el mismo principio llamado Operación Unitaria. Estas operaciones unitarias son comunes a todos los tipos de industria de proceso. Por ejemplo, la operación unitaria conocida como destilación se usa para purificar o separar alcohol en la industria de la bebida y también separa los hidrocarburos en la industria del petróleo. El proceso de secado de granos y otros alimentos es similar al secado de madera. La evaporación de salmuera en la industria química es similar a la evaporación de soluciones de azúcar en la industria alimenticia. Las operaciones unitarias estudian principalmente la transferencia y los cambios de energía, la transferencia y los cambios de materiales que se llevan cabo por medios físicos, pero también por medios físico químicos. A continuación se describen las algunas opresiones unitarias que se abordarán en las prácticas de laboratorio. Separaciones físico-mecánicas: Implica la separación de sólidos, líquidos y gaseosos por medios mecánicos, tales como filtración, sedimentación o reducción de tamaños. Evaporación: Es el proceso en el cual se separa el disolvente volátil (como el agua), de un soluto no volátil como la sal. Secado: Separación de líquidos volátiles de los materiales sólidos.
Laboratorio de Ingeniería Industrial 35 Destilación: Separación de los componentes de una mezcla liquida por medio de la ebullición basada en la diferencia de sus volatilidades. Extracción liquido-sólido: Consiste en que el líquido disuelve y extrae un soluto que está contenido en el sólido. Cristalización: Se refiere a la extracción de un soluto, de una solución por precipitación de dicho soluto. Absorción: En este proceso se separa un componente gaseoso de una corriente liquida por tratamientos con un líquido. Equipos del Laboratorio de Operaciones Unitarias Así mismo se dispone de equipos de uso general como: 1. Molino de martillo: Se usa para reducir partículas de tamaño intermedio a dimensiones pequeñas o a polvos. (Moler todo tipo de granos, te, café, etc.) 2. Pulpeadora: Extrae la pulpa de los frutos. 3. Filtro prensa: Es ampliamente usado en los sectores alimentario, farmacéutico, cervecero y de destilación. 4. Evaporador de película ascendente: la aplicación de este proceso es para concentración de soluciones acuosas de azúcar, cloruro de sodio (sal), leche y zumos de fruta. 5. Secador de bandeja: El proceso de secado de alimentos, se usa también como una técnica de preservación. 6. Torre de secado por pulverización: Es aplicado para obtener productos tales como: Leche en polvo, aromas naturales, aromas de frutas. 7. Unidad de extracción Líquido Sólido: Se utiliza para extraer el aceite de las semillas oleaginosas, tanino de la corteza del árbol, té de las hojas de té, cafeína del café. 8. Columna de destilación: En dicho proceso se obtiene el alcohol de la melaza, aceite comestible y tanino después del proceso de extracción. 9. Cristalizador: proceso por el cual se obtienen los cristales de azúcar, sal y margarinas. 10. Intercambiador de calor: Este equipo es utilizado para el estudio detallado del balance de energía. 11. Columna de absorción: este proceso se utiliza para eliminar los compuestos orgánicos del agua y la eliminación de disolventes del aire. Para realizar los análisis de las muestras de los productos obtenidos en cada etapa de las operaciones unitarias y medir las variables termodinámicas y composiciones se cuenta con el Laboratorio de Análisis. Disposición del Laboratorio de Procesos Industriales El laboratorio de procesos industriales debe estar constituido por un laboratorio de operaciones unitarias y el laboratorio de análisis, donde se realizarán controles de calidad y análisis de los productos obtenidos. Adicionalmente, se requiere un almacén para la materia prima empleada en las prácticas de laboratorio. Finalmente se tiene la zona de caldero donde se guardarán las piezas de los equipos y se realizará el tratamiento de agua para ser utilizada en la caldera. LABORATORIO DE DISEÑO DE SISTEMAS PRODUCTIVOS El Plan de Estudios de la especialidad de Ingeniería Industrial incluye diferentes cursos con prácticas de laboratorio, entre ellos, el Laboratorio de Estudio del Trabajo y el
36 Laboratorio de Ingeniería Industrial Laboratorio de Control Integral de Calidad. Para el desarrollo de los laboratorios mencionados se requiere utilizar software, equipos de ensamble, de medición, de muestreo, entre otros y con ellos se realizan simulaciones físicas también. Actualmente los Laboratorios de Estudio del Trabajo y de Control Integral de Calidad se desarrollan en las aulas de la Facultad de Ciencias e Ingeniería utilizando algunos implementos pequeños como tableros, cronómetros, fichas, balanzas electrónicas, calibradores, esferas para muestreo, entre otros. Para cada sesión de laboratorio los materiales necesarios son trasladados de la Sección Ingeniería Industrial a las aulas de la Facultad de Ciencias e Ingeniería cada vez que se realizan las experiencias. Estas aulas no cumplen a cabalidad con los requerimientos necesarios para llevar a cabo de manera adecuada los experimentos realizados. En esta situación, los alumnos frecuentemente se encuentran con el problema de que no hay máquinas y equipos para repetir las experiencias o continuarlas para cumplir con los trabajos y tareas que dejan los profesores fuera de las horas programadas del laboratorio. Del mismo modo, existe el riesgo permanente de deterioro o perdida de los equipos. En este sentido, el no disponer de un lugar definido para el desarrollo de los laboratorios y equipos adecuados, resulta ineficiente para cumplir con los objetivos propuestos para cada laboratorio. Por otro lado, otros cursos de la carrera que involucran también aspectos del diseño de sistemas productivos, tales como Seguridad Integral, Ergonomía Industrial, Sistemas Integrados de Producción o Ingeniería de Plantas podrían ser favorablemente beneficiados al contar con un espacio de adecuado para el diseño en estas materias. Disposición del Laboratorio de Diseño de Sistemas Productivos En el laboratorio se distinguirán las cuatro áreas indicadas en el plano mostrado en la Figura y que se describen a continuación. 1. Un área con mesas de fácil manipuleo para simular la disposición física de diferentes sistemas productivos. Estas mesas también servirán para el trabajo de los alumnos de manera individual o grupal. Esta área estará dedicada principalmente al desarrollo de las sesiones del curso Laboratorio de Estudio del Trabajo y adicionalmente, se realizarán algunas sesiones de los cursos Laboratorio de Control Integral de Calidad, y Laboratorio de Sistemas Integrados de Producción. Para el trabajo en esta área, el laboratorio contará con computadoras portátiles y conexión inalámbrica a Internet, lo cual proporcionará flexibilidad para las diferentes configuraciones requeridas. 2. Un área abierta con equipamientos para el estudio y experimentación de diseño de puestos de trabajo y la realización de experiencias en el campo de la ergonomía, tales como la medición antropométrica y del esfuerzo físico en bicicletas estacionarias. 3. Un área en un ambiente cerrado con características especiales para la simulación de condiciones ambientales, con instalaciones adecuadas para la medición de los impactos en el trabajo de la iluminación, el ruido y la carga térmica. 4. Un área de recepción y oficina para la coordinación del laboratorio. En esta área se encontrarán los armarios para el almacenamiento de todos los equipos portátiles del laboratorio. Participantes del Proyecto En la elaboración del proyecto han participado activamente los profesores Fredy Huayta,
Laboratorio de Ingeniería Industrial 37 Isabel Quispe, César Corrales y Domingo González, dando continuidad al trabajo del profesor Eduardo Rocca realizado en la coordinación de Sección Ingeniería Industrial del período anterior. El proyecto actual fue presentado y discutido por el pleno del plantel docente a tiempo completo de la Sección, recibiéndose aportes que enriquecieron el diseño del presente proyecto. Disposición de Equipos en Laboratorio de Procesos Industriales No DESCRIPCION 1 Molino de Martillos 2 Pulpeadora 3 Filtro Prensa 4 Evaporador de Película 5 Secador de Bandeja 6 Torre de secado 7 Extractor solidó liquido 8 Columna de destilación 9 Cristalizador 10 Intercambiador de Calor 11 Columna de Absorción 12 Cocina Disposición del Laboratorio de Diseño de Sistemas Productivos Distribución - 2