CÁLCULO Y DISEÑO DE OPERACIONES DE SEPARACIÓN SEGUNDO CUATRIMESTRE TERCER CURSO Tipo de asignatura (básica, obligatoria u optativa) OBLIGATORIA Créditos ECTS 6 Competencias que contribuye a desarrollar Competencias generales: CG1. Capacidad de análisis y síntesis CG2. Capacidad de organización y planificación del tiempo CG3. Capacidad de expresión oral CG5. Capacidad para aprender y trabajar de forma autónoma CG6. Capacidad de resolución de problemas CG7. Capacidad de razonamiento crítico. Análisis lógico CG8. Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica CG9. Capacidad para trabajar en equipo de forma eficaz CG12. Capacidad para la motivación por el logro y la mejora continua. Competencias específicas: CE21. Conocimientos sobre transferencia de materia. CE22. Conocimientos sobre operaciones de separación. CE35. Capacidad para el cálculo, diseño y gestión de operaciones de transferencia de materia. Objetivos/Resultados de aprendizaje El objetivo básico de la asignatura es que el alumno aprenda a seleccionar, analizar y diseñar diferentes operaciones de separación controladas por la transferencia de materia y la transmisión de calor. Objetivos específicos de la asignatura son los siguientes: Conocer las diferentes operaciones de separación, los conceptos físicos en los que se basan, sus modos de operación y posibles aplicaciones. Plantear y resolver los métodos de cálculo matemáticos y gráficos habituales y más ilustrativos para el diseño y operación de procesos y equipos de separación. Seleccionar los parámetros de operación fundamentales para cada operación de separación. Realizar el diseño básico de algunos equipos de separación Además de estos objetivos particulares, la asignatura pretende que el alumno desarrolle una serie de competencias generales.
Contenidos Tema 1: Conceptos generales Procesos de separación utilizados en la Industria Química. Modos de contacto entre fases. La etapa de equilibrio. La etapa real: Concepto de eficacia. Comparación entre modos de contacto por etapas. Tema 2: Separaciones por contacto simple y en flujo cruzado Extracción líquido-líquido y líquido-sólido. Adsorción. Destilación de flash. Cristalización. Cascadas en flujo cruzado. Tema 3: Separaciones por contacto en columnas de platos Absorción de gases: Métodos analítico y gráfico. Destilación fraccional de mezclas binarias. Columnas con alimentación múltiple y corrientes laterales. Introducción a los métodos de destilación modificada. Extracción líquido-líquido y sólido-líquido en contracorriente. Tema 4: Separaciones por contacto en columnas de relleno Absorción de gases: Unidades de transferencia y HETP. Destilación. Adsorción e intercambio iónico en lecho fijo Tema 5: Operaciones con transferencia simultánea de calor y materia Humidificación y deshumidificación de aire. Enfriamiento de agua en torres de relleno. Secado de sólidos. Velocidad y tiempo de secado. Equipo de secado. Tema 6: Procesos con membranas. Descripción de procesos de membrana más relevantes. Tipos de membranas y materiales. Módulos y configuraciones. Polarización. El fenómeno osmótico. Diseño de un módulo de mezcla completa.
Principios Metodológicos/Métodos Docentes MÉTODOS DOCENTES OBSERVACIONES Clases de aula teóricas. Clases de aula de problemas. Laboratorio informático problemas Tutorías docentes /Seminarios Visitas técnicas a empresas Web/Aula virtual En las clases se presentan los fundamentos teóricos de cada tema, teniendo en cuenta los objetivos establecidos previamente y las competencias que los alumnos deben adquirir. Todos los contenidos se acompañan de ejemplos reales. Las clases prácticas, de resolución de problemas y cuestiones, tienen como finalidad profundizar en los contenidos de los temas, mediante el análisis y aplicación de los contenidos teóricos. Para cada tema, el profesor proporciona una colección de problemas y cuestiones, algunos de los cuales se resuelven y discuten en clase. Clases prácticas de resolución de problemas y cuestiones, con contenidos similares a las clases de aula de problemas, pero en las que los alumnos resuelven los problemas y cuestiones planteados empleando un ordenador. Clases destinadas prioritariamente al fomento del trabajo autónomo de los estudiantes, a la orientación de las tareas propuestas y a las actividades de trabajo en grupos. Las visitas a empresas del sector de la industria química se realizan de forma coordinada con otras asignaturas del Grado. Profesionales del sector explican el proceso, los equipos empleados y resuelven las dudas planteadas. Todo el contenido del curso se encuentra disponible en el Campus Virtual UVa (http://campusvirtual.uva.es).
Criterios y sistemas de evaluación ACTIVIDAD PESO EN LA NOTA FINAL OBSERVACIONES EXAMEN FINAL 50% Teoría (preguntas cortas) 15 % (teoría) Problemas (2 problemas) 35 % (problemas) TAREAS y SEMINARIOS 35% Evaluaciones periódicas 15% Prueba escrita. Nota mínima exigida, 40% del peso total del examen final. Examen de teoría: Cuestiones cortas aplicadas. Ningún material permitido Examen de problemas: 2 problemas. Se permite el empleo de apuntes, libros, etc A lo largo del cuatrimestre se propondrán 3 tareas, para realizar de forma individual o en grupo y se recogerán los resultados de los seminarios. Una evaluación intermedia, consistentes en un problema y alguna cuestión teórico-prácticas. Nota mínima exigida en cada evaluación 30% de su peso Recursos de aprendizaje y apoyo tutorial En el aula virtual está disponible, para cada tema: Objetivos y resumen de contenidos fundamentales Bibliografía de referencia de teoría y problemas resueltos Colecciones de problemas y cuestiones Tareas propuestas y material para su preparación Las tutorías se realizan por algunas de las siguientes vías: Clases de tutoría en grupo Tutorías individuales concertadas con los profesores de la asignatura Participación en foros en el aula virtual
Tabla de Dedicación del Estudiante a la Asignatura/Plan de Trabajo ECTS Horas Actividades presenciales: Clases de aula teóricas 1,2 30 Clases de aula de problemas 0,35 9 Laboratorio informático problemas 0,35 9 Tutorías docentes/seminarios 0,4 10 Visitas Técnicas a empresas 0,1 2,5 Actividades no presenciales: Trabajo en grupo 0,8 20 Trabajo autónomo 2,8 70 Responsables de la docencia Silvia Bolado Rodríguez: silvia@iq.uva.es. Departamento de ingeniería Química y TMA. EII. Sede Dr Mergelina s/n despacho 020 Bernardo Martínez Marcos: bern@iq.uva.es Departamento de ingeniería Química y TMA. EII. Sede Dr Mergelina s/n despacho 016 Idioma en que se imparte Castellano Bibliografía Bibliografía básica: P. C. WANKAT. "Separation Process Engineering: includes mass transfer analysis " (3rd Edition). Prentice Hall (2012). J.D. SEADER &E.J. HENLEY "Separation Process Principles" (2nd Edition). John Wiley & Sons (2005) W. MCCABE, J. SMITH, P. HARRIOT. "Unit Operations of Chemical Engineering" (7th Edition). Mc Graw Hill's.(2005) C.J. GEANKOPLIS. "Transport Processes and Separation Process Principles"(4th Edition). Prentice Hall (2003)
Bibliografía Complementaria - J.R. Backhurst, J.H. Harker. " Ingeniería Química. Soluciones a los Problemas de los Tomos II y III ", Editorial Reverté (1982). - Coulson, J.M., Richardson, J.F., Backhurst, J.R., Harker, J.H., Ingeniería Química II. Operaciones Básicas. Reverté, Barcelona (1987). - Henley, E.J., Seader, J.D., "Operaciones de Separación por Etapas de Equilibrio en Ingeniería Química. Reverté, Barcelona (1988). - Humphrey, J.L.; Keller Ii, G.E. Separation Process Technology. Mc Graw Hill, New York (1997) - King, C.J., "Procesos de Separación. Repla, México (1988). - Martínez de la Cuesta P.J., Rus Martinez, E. Operaciones de Separación en Ingeniería Química. Métodos de cálculo. Pearson Educación S.A. Madrid (2004) - Ocon, J. y Tojo, G. "Problemas de Ingeniería Química". Editorial Aguilar (1986) - Schweitzer, P.A. Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers (3ª edición) Mc-Graw-Hill New York (1997) - Treybal, R.E., "Operaciones de Transferencia de Masa. McGraw-Hill, México (1988) - Wankat, P.C., Equilibrium Staged Separations. Separations in Chemical Engíneeríng. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey (1988).