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OPERACIONES UNITARIAS
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TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO ENQUÍMICA ÁREA INDUSTRIAL
EN COMPETENCIAS PROFESIONALES
ASIGNATURA DE OPERACIONES UNITARIAS II
UNIDADES DE APRENDIZAJE
1. Competencias Coordinar la transformación de materias primas a través de la aplicación de los procesos fisicoquímicos y termodinámicos para la obtención de productos químicos, petroquímicos, alimentos y farmacéuticos
2. Cuatrimestre Cuarto3. Horas Teóricas 204. Horas Prácticas 555. Horas Totales 756. Horas Totales por
Semana Cuatrimestre5
7. Objetivo de Aprendizaje El alumno obtendrá las condiciones de operación de equipos de proceso mediante las operaciones unitarias tales como: Destilación, Evaporación, Absorción, Adsorción y Ósmosis para la obtención de productos industriales.
Unidades de AprendizajeHoras
Teóricas Prácticas TotalesI. Destilación 5 15 20II. Evaporación 5 15 20III. Absorción y adsorción 5 15 20IV. Ósmosis 5 10 15
Totales 20 55 75
ELABORÓ:Comité de Directores de la Carrera de TSU en Química
REVISÓ:Comisión Académica y de vinculación del área.
APROBÓ: C. G. U. T.FECHA DE ENTRADA EN VIGOR:
Septiembre de 2010
F-CAD-SPE-28-PE-5B-13-A2
OPERACIONES UNITARIAS II
UNIDADES DE APRENDIZAJE
1. Unidad de Aprendizaje
I. Destilación
2. Horas Teóricas 53. Horas Prácticas 154. Horas Totales 205. Objetivo de la
Unidad de Aprendizaje
El alumno distinguirá los tipos y métodos de destilación para el cálculo de platos de columnas.
Temas Saber Saber hacer Ser
Fundamento y tipos de destilación.
Describir los conceptos fundamentales, tipos de destilación y sus principios.
Determinar los tipos de destilación aplicables a diferentes mezclas.
AnalíticoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de SíntesisSolución de problemas
Diagrama de equilibrio
Describir los tipos de diagramas de equilibrio: L-V ( P,T constante) en mezclas binarias.
Elaborar diagramas de equilibrio a P y T constante de mezclas binarias.
AnalíticoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de SíntesisSolución de problemas
Método de Mc Cabe-Thiele
Explicar el método de Mc Cabe Thiele.
Determinar los platos teóricos utilizando el método de Mc Cabe Thiele.Experimentar la separación de mezclas binarias.
AnalíticoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de SíntesisSolución de problemas
Método de entalpia-concentración
Describir el método de entalpía-concentración en el cálculo de platos teóricos en una torre de destilación.
Determinar los platos teóricos utilizando el método de entalpía-concentración.
AnalíticoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de SíntesisSolución de problemas
Diseño de Explicar los principios Determinar parámetros
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Temas Saber Saber hacer Ser
columna de platos perforados y eficiencia de platos.
del diseño de una columna de destilación y su eficiencia.
de diseño y la eficiencia de una torre por medio de los balances de materia y energía.
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OPERACIONES UNITARIAS II
PROCESO DE EVALUACIÓN
Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizajeInstrumentos y tipos de
reactivosA partir de un estudio de caso de la separación de una mezcla binaria de algún proceso fisicoquímico, determinará:- El proceso de destilación- Diagramas de equilibrio, - Balances de materia y energía- Platos teóricos de la torre de destilación.- Conclusiones
1.-Comprender los fundamentos de la destilación
2. Identificar los tipos de destilación.
3. Comprender procedimientos del método Mc Cabe Thiele.
4. Comprender procedimientos del método entalpia concentración.
Estudio de casoLista de cotejo.
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PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE
Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticos
Equipos colaborativosTareas de investigación Ejercicios prácticos
PizarrónPCProyectores Modelos Didácticos
ESPACIO FORMATIVO
Aula Laboratorio / Taller Empresa
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UNIDADES DE APRENDIZAJE
1. Unidad de Aprendizaje
II. Evaporación
2. Horas Teóricas 53. Horas
Prácticas15
4. Horas Totales 205. Objetivo de la
Unidad de Aprendizaje
El alumno diseñará diferentes tipos de evaporadores para concentrar disoluciones requeridos en procesos industriales.
Temas Saber Saber hacer Ser
Fundamentos de evaporadores.
Describir los conceptos, clasificación y aplicación de evaporadores y sus componentes.
AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas
Evaporadores Simples.
Explicar los evaporadores de simple efecto así como los balances de materia y energía y cálculo del área de transferencia de calor, el consumo de vapor y eficiencia de evaporadores.
Diseñar evaporadores requeridos en procesos de evaporación simple mediante balances de materia y energía.
AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas
Evaporación con múltiple efecto.
Identificar los evaporadores de múltiple efecto así como los balances de materia y energía.Explicar el cálculo del área de transferencia de calor, el consumo de vapor y eficiencia de evaporadores de efecto múltiple.
Diseñar evaporadores requeridos en procesos de evaporación múltiple, mediante balances de materia y energía.
AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas
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Temas Saber Saber hacer Ser
Equipos Auxiliares.
Describir los equipos auxiliares y sus aplicaciones en procesos fisicoquímicos.
Elaborar diagramas de procesos que especifiquen equipos auxiliares.
AnalíticoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas
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PROCESO DE EVALUACIÓN
Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizajeInstrumentos y tipos de
reactivosA partir de un caso de estudio de procesos fisicoquímicos determinará:
- Tipo de evaporadores a utilizar- Valores de transferencia de calor- Consumo de vapor- Eficiencia- Diagrama del proceso señalando los equipos auxiliares- Memoria de cálculo- Conclusiones
1.-Identificar tipos de evaporadores.
2. Comprender el funcionamiento de un evaporador de simple efecto de uno de múltiple efecto.
3. Calcular el área de transferencia de calor. 4. Identificar los equipos auxiliares.
Estudios de casosLista de cotejo.
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OPERACIONES UNITARIAS II
PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE
Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticos
Solución de problemasTareas de investigación Ejercicios prácticos
PizarrónPCProyectores Modelos Didácticos
ESPACIO FORMATIVO
Aula Laboratorio / Taller Empresa
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UNIDADES DE APRENDIZAJE
1. Unidad de Aprendizaje
III. Absorción y adsorción
2. Horas Teóricas 53. Horas
Prácticas15
4. Horas Totales 205. Objetivo de la
Unidad de Aprendizaje
El alumno interpretará los fundamentos de las columnas de absorción y adsorción, y sus cálculos para obtener las condiciones de operación y/o diseño del equipo requerido.
Temas Saber Saber hacer Ser
Fundamentos de absorción y adsorción
Explicar la solubilidad de gases en líquidos, la velocidad de absorción, elección del disolvente, correlaciones de transferencia de materia.
Describir equilibrios, difusión, velocidad de transferencia de materia (adsorción), calor de adsorción. Identificar las aplicaciones de los fenómenos de absorción y adsorción
AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas
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Temas Saber Saber hacer Ser
Cálculo de variables en columnas de absorción y adsorción.
Explicar el balance de materia y relación mínima de líquido- gas en una torre de absorción.
Explicar el balance de materia, velocidad de transferencia y coeficiente interno y externo de la transferencia de materia, uso de isotermas y equilibrio en sistemas multivariantes
Determinar las variables de diseño de una torre de absorción y adsorción tales como: la altura, el número de platos teóricos y su eficiencia.
Determinar condiciones de operación de columnas de absorción y adsorción a partir del balance de materia, velocidad de transferencia, y la relación de la isoterma Langmuir.
AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas
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PROCESO DE EVALUACIÓN
Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizajeInstrumentos y tipos de
reactivosA partir de un estudio de caso elaborará un reporte que contenga:- El diseño una columna de absorción y/o adsorción requerida en un proceso fisicoquímico determinado.- Balances de materia- Altura de columna- Número de platos.- Eficiencia.- Condiciones de operación.- Velocidad de transferencia.- Memoria de cálculo.- Conclusiones.
1.- Comprender la diferencia entre los fenómenos de absorción y adsorción
2. Analizar las variables relacionadas con los fenómenos absorción y adsorción.
3. Comprender el manejo de tablas y gráficas de los fenómenos de absorción y adsorción.
Estudio de casoLista de cotejo.
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OPERACIONES UNITARIAS II
PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE
Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticos
Solución de problemasTareas de investigación bibliográficasEquipos colaborativos
PizarrónPCProyectoresModelos DidácticosLaboratorio
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UNIDADES DE APRENDIZAJE
1. Unidad de Aprendizaje
IV. Ósmosis
2. Horas Teóricas 53. Horas
Prácticas10
4. Horas Totales 155. Objetivo de la
Unidad de Aprendizaje
El alumno determinará las condiciones de operación de procesos de ósmosis para optimizar y controlar procesos fisicoquímicos.
Temas Saber Saber hacer Ser
Fundamentos de ósmosis.
Describir los principios, fundamentos y aplicaciones de osmosis en procesos fisicoquímicos.
Explicar la predicción de permeabilidad, coeficiente de difusión y coeficiente de solubilidad.
AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas
Ósmosis Inversa.
Explicar los fundamentos, cálculos y aplicaciones de ósmosis inversa en procesos fisicoquímicos.
Determinar las condiciones de operación de procesos de osmosis tales como: la concentración de disoluciones, permeabilidad y los coeficientes de difusión y solubilidad.
AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas
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Temas Saber Saber hacer Ser
Selección de membranas
Describir las características físicas y químicas de las membranas en el proceso de ósmosis y osmosis inversa.
Describir las características del fluido como son: concentración, pH, peso molecular de la disolución
Seleccionar la membrana de acuerdo a las características del fluido.
Validar la efectividad de un sistema de osmosis y osmosis inversa midiendo concentraciones de entrada y salida.
AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas
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PROCESO DE EVALUACIÓN
Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizajeInstrumentos y tipos de
reactivosA partir de un caso elaborará un reporte que contenga: -Los cálculos de concentraciones, -presión osmótica -Permeabilidad- Coeficientes de difusión. -Selección de membrana - Condiciones de operación- Memoria de cálculo.
1.Comprender los fundamentos de ósmosis
2. Identificar los componentes de un sistema de ósmosis
3. Identificar la presión osmótica
4.Analizar las condiciones de entrada y salida al proceso
5. Determinar el sistema de ósmosis.
Estudio de casosLista de cotejo.
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Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticos
Ejercicios prácticos Tareas de investigación Equipos colaborativosPrácticas de laboratorio
PizarrónPC ProyectoresRotafolios Modelos Didácticos
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CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA
Capacidad Criterios de Desempeño
Clasificar la materia prima y productos intermedios a través de mediciones, comparaciones y resultados de análisis propios de la industria química para verificar que cumpla con los requerimientos del proceso.
Entrega reporte que contiene:- Los resultados cualitativos y cuantitativos de las muestras analizadas.- Técnicas empleadas de análisis- Cotejo de los resultados de análisis contra las especificaciones del proceso.- Origen de la muestra- Clave de identificación del lote- Fecha de recepción de la materia prima y producto intermedio- Dictamen de la clasificación- Nombre y firma
Realiza registro en bitácora.
Identifica y almacena muestra de acuerdo al tiempo de retención.
Transformar la materia prima y productos intermedios a través de procesos químicos y operaciones unitarias para que los productos cumplan con las especificaciones establecidas
Opera el proceso de transformación - recibe y registra resultados de laboratorio del material a procesar- registra en bitácora de operación la evolución de las condiciones de las etapas proceso-presenta el producto trasformado
Controlar las condiciones de los reactores y equipos de separación mediante el monitoreo de la variables del proceso y con los resultados de laboratorio, para que el producto terminado cumpla con las especificaciones establecidas
Realiza el control del proceso:Vigila las variables del procesoMuestrea y envía al laboratorio para su análisis interpreta los resultados de laboratorioRealiza ajustes a las variables del procesoElabora reporte de operación
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Capacidad Criterios de Desempeño
Verificar la calidad del producto terminado mediante la evaluación de los resultados de laboratorio, para proponer acciones correctivas y preventivas y asegurar el cumplimiento de las especificaciones establecidas con el cliente.
Realiza cotejo de los resultados de laboratorio contra las especificaciones del producto terminadoRegistra en bitácora de operaciónRealiza reporte conteniendo:- Fecha y hora de producción- Identificación del lote- Volumen de producción- Identificación del producto terminado- Especificaciones- Observaciones- Nombre y firma del responsable
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FUENTES BIBLIOGRÁFICAS
Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial
Christie John Geankoplis
(2005) Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias
México México Cecsa/Grupo Editorial Patria
Mccabe, Warren L.
(2007) Operaciones Unitarias en Ingeniería Química
México México Mc Graw hill de México
Foust, Alan S.
(2006) Principios de Operaciones Unitarias
México México Cecsa/Grupo Editorial Patria
Welty, James R.
(2009) Fundamentos de transferencia de Momento, Calor y Masa
México México Limusa S.A. de C.V., Editorial
Correa Noguez, Austreberto Guillermo
(2005) Procesos de Separación y Operaciones Unitarias 2
México México Instituto Politécnico Nacional
Correa Noguez, Austreberto Guillermo
(2005) Procesos de Separación y Operaciones Unitarias 1
México México Instituto Politécnico Nacional
Yunus A. Cengel
(2004) Transferencia de calor USA USA Mc GrawHill
Orozco Flores, Martha
(1998) Operaciones Unitarias México México Limusa S.A. de C.V., Editorial
Mccabe, Warren L.
(1996) Operaciones Básicas de Ingeniería Química
México México Reverte
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