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Unidad 1LA INGENIERA DE PROCESOS Y EL DISEO DE PROCESOS1.2.
INGENIERA DE PROCESOS
1.2.4. PROBLEMAS TIPICOS DE UN INGENIERO DE PROCESOS
El tipo de problema, el ingeniero de proceso se enfrenta a y la
cantidad de informacindisponible varan ampliamente.
1.2.4.1. Un Nuevo Producto
El laboratorio de investigacin aplicada a desarrollado una nueva
sustancia !ue se creetiene un gran potencial como un aditivo de la
gasolina. "e#ora las caractersticasantidetonantes de la gasolina, y
no aumenta la cantidad de contaminacin del airenotablemente. El
departamento de mar$eting estima !ue en % a&os el mercado
podraalcan'ar los 1(.(((.((( libras ) a&o. *e pidi al ingeniero
de proceso el dise&o de unaplanta para producir 1( millones lb
) a&o +4.%((.((( $g ) a&o.
-omo se trata de un nuevo producto !umico, lo nico !ue se conoce
es el proceso !umicopara acerlo, a su punto de ebullicin normal, y
su frmula !umica. /a nica fuente deinformacin es el !umico !ue lo
descubri. El estudio de ingeniera de procesosdeterminar0 los costos
de produccin, identificar0 las medidas m0s costosas !ue
participan,y decidir0 !u datos adicionales deben obtenerse para
asegurar !ue el proceso propuestofuncione. *e necesitan los costos
de produccin para determinar si el nuevo producto puedecompetir con
monetariamente con tetraetilo de plomo y otros aditivos.
Es importante identificar los pasos costosos, por!ue es a!u !ue
los esfuer'os deinvestigacin y desarrollo deben concentrarse. *i el
sistema de recuperacin de disolventees economico, los aorros
potenciales !ue se obtienen mediante el estudio a fondo !ue
sonpe!ue&as, y el costo de la investigacin podr0 superar
cual!uier esperada para el aorro.nversamente, si la etapa de
reaccin es cara, la determinacin de la cintica de la reaccinpuede
resultar en el dise&o de un sistema de reciclado !ue reducira
el nmero de reactoresy estaria m0s de un milln de dlares en una
sola planta.
Es importante comen'ar a producir este aditivo tan pronto como
sea posible. Esto es por!ueel descubrimiento de algo nuevo se ace
con frecuencia por dos o m0s investigadoresindependientes m0s o
menos al mismo tiempo, y el primer productor establece las normas
yobtiene los mercados. En 133 las empresas de cuatro !umicos
*tandard 5il -o. +ndiana,6uPont, Pillips Petroleum, y
"ontecatini7Edison, eran todos los !ue dicen ser el inventor
de polipropileno. En ese momento, la 5ficina de Patentes de
Estados Unidos an no abadecidido !uien se !uedara con la patente de
Estados Unidos, a pesar de !ue el traba#o seaba eco m0s de 1(
a&os antes. 8inalmente en diciembre de 1391
"ontecatini7Edisonrecibi la patente.
Una empresa generalmente establece las normas de productos, de
tal manera !ue seminimicen los costos de purificacin. Estas normas
son a menudo las pruebas empricaspara garanti'ar !ue el comprador
recibir0 el mismo producto en cada envo. E#emplos de
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ello seran el ndice de fusin de un polmero, el rango del punto
de ebullicin del producto,y el importe m0:imo de determinadas
impure'as. 5tro fabricante mediante un procesodiferente !uerra
establecer diferentes normas. *u mtodo de produccin ser0 diferente,
porlo !ue la cantidad y el tipo de impure'as ser0 diferente. ;
veces esto significa pasos carosde purificacin !ue
deben estar instalados para cumplir con las especificaciones
establecidas por el fabricanteinicial. *i este competidor podra
aber sido el organismo normativo inicial entonces estospasos no
seran necesarios.
El comprador se adapta a su proceso para !ue pueda utili'ar los
productos de la primera deproductores. meses.
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DE PROCESOS
1.2. INGENIERA DE PROCESOS
1.2.4. PROBLEMAS TIPICOS DE UN INGENIERO DE PROCESOS
El tipo de problema, el ingeniero de proceso se enfrenta a y la
cantidad de informacindisponible varan ampliamente.
1.2.4.2. -ambio de un Proceso
El cloruro de polivinilo +P?- es producido por un proceso
discontinuo. Puesto !ue esusualmente barato para producir productos
!umicos si se utili'a en proceso de flu#o, eldepartamento de
desarrollo propone un nuevo proceso y tiene asignado a un ingeniero
deproceso dise&ar y estimar su costo. *i es slo un poco menos
caro !ue el proceso por lotes,
ser0 dado de ba#a el nuevo mtodo. *i parece !ue un aorro
sustancial se pueden reali'arutili'ando el proceso continuo, m0s
estudios de investigacin y planta piloto se aran paraasegurarse de
!ue va a funcionar antes de !ue se le pida al conse#o de
administracinautori'ar la construccin de la planta.
Esta situacin difiere de la anterior ya !ue por lo general se
sabe muco m0s sobre elproducto, y probablemente algunos de los
pasos propuestos implicar0n operaciones !ueactualmente se utili'an
en el proceso por lotes. @ambin ay mucas personas !ue
est0nfamiliari'ados con el producto y tienen ideas acerca de si los
cambios propuestos sonfactibles. Esta e:periencia puede ser muy
til, pero tambin puede conducir a conclusioneserrneas. /os
ingenieros de procesos est0n resolviendo problemas de forma
continua en
lnea mediante el an0lisis de lo !ue sali mal y la iptesis de por
!u. Una ve' !ue elproblema se resuelve, la iptesis de por !u sucedi
se supone correcta, sin ser probadopor la prueba. ; menudo es
erronea. El ingeniero de proceso debe tener cuidado con
aceptariptesis no probadas. @ambin debe tener cuidado de reca'ar
las ideas !ue nofuncionaron previamente. 6el mismo modo !ue los
procesos se an me#oradocontinuamente, me#ores e!uipos y
procesamiento tcnicas an eco las cosas posibles !ueeran imposibles
ace die' a&os.
*in embargo, el ombre !ue ignora conse#os !ue luego resultan ser
correctos parecer0 comoun tonto. @odo el mundo ama a decir Ate lo
di#eA. El ingeniero de proceso debe utili'ar todala informacin !ue
se puede obtener de la planta de operaciones. @endra !ue ablar no
slo
a los #efes, sino tambin con los operadores. ; menudo saben
cosas !ue el superintendenteno. -uando se produce un error, la
naturale'a umana dicta !ue el intento del operador pararectificar
antes de !ue alguien se entere. ; menudo, estos operadores saben
por e:periencia!ue una mayor presin o la temperatura no le ar0
da&o al producto. En una planta losoperadores, con slo la
observacin de contratiempos, se enter de cmo el tiempo dereaccin se
podra reducir en un tercio. No di#eron nada asta !ue las ventas
alcan'aron unnivel lo suficientemente alto !ue era necesario un
cambio adicional. /os traba#adores no!uieren traba#ar el turno de
noce, por lo !ue di#o el superintendente lo !ue se puede acer
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para aumentar el rendimiento. El superintendente se burlaba de
ellos. No fue asta a&osm0s tarde, cuando fue necesario otro
aumento de la capacidad, !ue el departamento deinvestigacin y
desarrollo descubri lo mismo.
El ingeniero debe visitar la planta y pasar el tiempo observando
el proceso. ; menudo, un
ingeniero de procesos ver0 en alguna innovacin utili'ado en otra
planta se puede aplicara!u. @ambin puede note donde estan los
puntos problem0ticos.
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1.2. INGENIERA DE PROCESOS1.2.4. PROBLEMAS TIPICOS DE UN
INGENIERO DE PROCESOS
El tipo de problema, el ingeniero de proceso se enfrenta a y la
cantidad de informacindisponible varan ampliamente.1.2.4.>. El
aumento de la capacidad
/a produccin de un agente tensoactivo debe ser aumentado de
1%(((((( a 2(((((((libras ) a&o. B -on mucos nuevos procesos y
algunos m0s vie#os, los operadores eingenieros encuentran !ue
pueden aumentar el rendimiento en ciertas unidades, pero seimpide
el aumento de la produccin debido a !ue otros pasos son funcionando
a las tasasm0s altas posibles. /as ltimas etapas se llaman los
cuellos de botella. El ingeniero deprocesos debe determinar cmo
eliminar los cuellos de botella del proceso.
5tra ve' el ingeniero de procesos debe gastar una gran cantidad
de tiempo a observar lasoperaciones en la planta y ablar con los
supervisores y operadores. ;dem0s de verificar!ue los pasos son los
cuellos de botella, se debe determinar si algunas de las otras
unidadestambin se debe modificar. Por e#emplo, un filtro puede ser
capa' de procesar 2(C m0s dematerial, pero an as ser inadecuados
para las nuevas tarifas propuestas. *i se eliminaranslo los cuellos
de botella primarios, entonces la planta todava podra producir slo
1=millones lb)a&o, ya !ue esta es la cantidad m0:ima !ue se
puede poner a travs del filtro./a determinacin de la capacidad de
los pasos no crticos +a!uellos pasos !ue no soncuellos de botella
puede re!uerir algunas pruebas. *i un paso no es crtico no ay
ra'npara !ue los operadores o ingenieros determinen su rendimiento
m0:imo. *in embargo,como se a ilustrado, este debe ser conocida
para e:pandir correctamente o dise&ar una
nueva planta. Para cada unidad !ue no se puede producir 2(
millones lb ) a&o se debedecidir si la unidad debe ser
reempla'ada por una m0s grande, si se debe instalar unaunidad en
paralelo, o si se debe cambiar las condiciones de operacin +!ue
puede re!uerirotras modificaciones y no acer cual!uier cambio en el
e!uipo. Un e#emplo de esto ltimosera la de disminuir el tiempo de
cada lote !ue pasa en el reactor. Esto no disminuira elrendimiento,
sino aumentar el rendimiento. *upongamos !ue la @abla 17/
representa elrendimiento obtenido en funcin del tiempo para cada
ciclo de reactor. *i el ciclo de reactores de = oras y produce
1%.((( libras de producto por lotes, entonces, si el tiempo de
ciclose cortaron a % oras el rendimiento sera 1>.2%( libras por
lote. /as tasas de produccinseran 1.=9% mil libras ) ora para los
primeros y 2,%( libras ) r para el segundo. Para unaplanta operada
=.((( oras al a&o esto dara una tasa de produccin de 1%
millones libras )
a&o para el primero y 21.2( millones libras ) a&o para
el segundo. Un cambio de este tipore!uerira ningn aumento en la
capacidad del reactor, pero re!uerira cambios en larecuperacin y
reciclar sistemas distintos de los debido nicamente a la aumento de
lacapacidad.
@able 17Deactor -ycle @ime vs. ield
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Deactor -ycle @ime +ours 2 > 4 % 9 =ield, C >% ( 9% =>
== 32 34
*/os !ue est0n familiari'ados con el sistema mtrico debe
sustituir $ilogramos en libras en este e#emplo
Unidad 1LA INGENIERA DE PROCESOS Y EL DISEO DE PROCESOS1.2.
INGENIERA DE PROCESOS
1.2.4. PROBLEMAS TIPICOS DE UN INGENIERO DE PROCESOS
El tipo de problema, el ingeniero de proceso se enfrenta a y la
cantidad de informacindisponible varan ampliamente.
1.2.4.4. /a determinacin de los costos de los competidores
El departamento de investigacin a desarrollado un nuevo proceso
para la produccin de
clorobenceno y !uiere perseguir an m0s. /a compa&a nunca a
producido clorobenceno,pero siente !ue si el precio es correcto
estaran dispuestos a construir una planta para suproduccin. ;ntes
de acerlo, no slo debe estimar lo !ue le costar0 a la planta la
propuestatambien debe determinar lo !ue cuesta a los actuales
fabricantes. El proceso propuesto seredu#o a menos !ue tenga una
venta#a econmica sobre el presente proceso.
El ingeniero de proceso debe dise&ar una planta para el
proceso actual nicamente sobre labase de la informacin publicada.
6espus de aber completado su estudio nadie va areali'ar
e:perimentos para comprobar sus iptesis, ya !ue la empresa no tiene
planes deutili'ar ese proceso. Es por su cuenta. Este tipo de
problema es e:celente para las clases dedise&o de ingeniera
!umica.
4.- T!"#n$ R$ C. Bai%i&$ B. 'a%%a(&$ B. ')i"in*$ and +.
A. S)a&i,i" 2//0$ Ana%3i3$ Sn")&3i3$ and
D&3i*n # C)&5i(a% P!#(&33&3$ 6!d. Edi"i#n$
P!&n"i(&-7a%%.
