Datos generales

• Plan de estudios: 0363 - MAESTRÍA EN INGENIERÍA DE PROCESOS Y SISTEMAS INDUSTRIALES. 2014-2S
• Créditos: 4.0

Grupos

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Actividad	Grupo	Periodos	Horarios	Aula	Profesor/Tutor

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Contenidos

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA

Presentación

La ingeniería de procesos se refiere al conjunto de operaciones, en una secuencia determinada e íntimamente ligadas  entre ellas en el proceso de transformación de determinadas materias primas en productos finales.  Tiene como función primordial ayudar al área productiva a cumplir con sus objetivos de producción, la cual se manifiesta en el suministro de los equipos adecuados, la información necesaria para operar esos equipos, la indicación de todas las operaciones productivas y el manejo de sistemas de control y optimización de los procesos.

Objetivo de Aprendizaje

Reconocer la importancia del diseño y mejoramiento de procesos orientado a elevar la productividad la eficiencia y la eficacia dentro de las organizaciones.

Contenidos Temáticos

Unidad temática 1

Introducción a la Ingeniería de Procesos. Esquema Conceptual de la Ingeniería de Procesos. Síntesis, Análisis y Optimización dentro de la Ingeniería de Procesos. Definiciones. Sistematización mediante computadora de las principales etapas de la Ingeniería de Procesos.

Unidad Temática 2

Diseño de Procesos. Aspectos creativos del Diseño de Procesos. Síntesis y Análisis. Método Ingenieril. Nivelesde Diseño en Ingeniería. Aproximación Jerárquica al Diseño Conceptual de Procesos. Integración de Energía.Trenes de Destilación. Sistemas de Recuperación de Vapor. Diagrama de Flujo Simplificado para Sistemas deSeparación. Estructura de Reciclo del Diagrama de Flujo. Estructura de Entrada - Salida del Diagrama de Flujo.Jerarquía de decisiones. Método de Douglas. Soluciones Shortcut. Procedimiento de Descomposición para Procesos Existentes. Ejemplos de Aplicación.

Unidad Temática 3

Síntesis de Proceso. Decisión Batch vs. Continuo. Lineamientos para la Selección de Procesos Batch.Operaciones Múltiples en un Recipiente. Etapas en el Diseño Batch y Continuo.

Unidad Temática 4

 Estructura de Entrada-Salida del Flowsheet. Decisiones para la Estructura de Entrada-Salida. Flowsheets Alternativos. Purificación de Alimentaciones. Recuperación o Reciclo de Subproductos Reversibles. Reciclo degas y Purga. Número de Corrientes de Producto. Variables de Diseño. Balance de Materia Global. Costo de Corrientes. Variables de Diseño. Procedimiento para el Balance Global de Materia. Limitaciones. Tabla de Corrientes. Costo de las Corrientes. Potencial Económico.

Unidad Temática 5:

 Estructura de Reciclo del Flowsheet. Decisiones que determinan la Estructura de Reciclo: número de sistemas reaccionantes, número de corrientes de reciclo, reactantes en exceso. Balances de Materia de Reciclos. Heurísticos de Diseño. Efectos Calóricos del reactor: carga calórica del reactor, cambio de temperatura adiabática, heurísticos para cargas calóricas, uso de carriers. Limitaciones de Equilibrio. Conversión de Equilibrio. Diseño del Compresor y Costos. Diseño del reactor. Evaluación Económica del Reciclo

Unidad Temática 6

Simulación de Procesos. Concepto. Tipos de Programas de Simulación. Componentes de un Programa de Simulación de Procesos en Estado Estacionario. Balances en Diagramas de Flujo. Balances en Equipos.Cálculos de Reciclos. Generación de Valores de Corrientes Iteradoras. Variables de Diseño.

 Unidad Temática 7

Sistematización de Diagramas de Flujo. Representación computacional. Pre procesamiento, etapas. Conceptosde Teoría de Grafos Finitos y Algebra de Boole. Particionado, métodos: Matriz de Adyacencia, Algoritmo de Kehat - Shacham. Rasgado, criterios de selección de Corrientes de Corte. Algoritmos de Lee y Rudd y Barkley y Motard. Ordenamiento, Algoritmo de Ordenamiento. Construcción de listas ordenadas de equipos.

Unidad Temática 8

Módulos Básicos de Simulación. Modelación, aspectos físicos y matemáticos. Variables, tipos, grados de libertad del sistema. Selección de variables de diseño. Algoritmo de Lee, Christensen y Rudd. Ecuaciones involucradas en los modelos, caracterización. Módulos Básicos. Características de equipos. Tipos. Descripción de Modelos Básicos de Nodos: equipos de intercambio calórico, procesos de separación, reactores.

Unidad Temática 9

Introducción a la Optimización. Requerimientos para la aplicación de Métodos de Optimización. Definición de Límites del Sistema. El Criterio de Perfomance. Las variables Independientes. El Modelo del Sistema. Aplicación de Optimización en Ingeniería. Aplicaciones en Diseño de Procesos. Aplicaciones en Análisis y Reducción de Datos. Estructura de los Problemas de Optimización.

Unidad Temática 10

 Funciones de una Variable. Propiedades de Funciones de Una Variable. Criterio de Óptimo. Métodos de Eliminación de Región. Aproximación Polinomial o Métodos de Eliminación de Punto. Métodos que requieren Derivadas. Comparación de Métodos. Aplicaciones.

Evaluación Formativa

La evaluación se divide en tres momentos cada uno del 33.3% 

Bibliografía Básica Obligatoria

BIEGLER, L. T.; GROSSMANN, I. E. WESTWRBERG, A.W ., "Systematic Methods of Chemical Process Design", Prentice Hall International Series in Industrial and Systems Engineering. 1997. CERRO, R. L.; ARRI, L. E.; CHIOVETTA, M. G.; PEREZ, G., "Curso Latinoamericano de Diseño de Proceso por Computadora", Tomos I y II, Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química, Universidad Nacional del Litoral, 1978. DOUGLAS, JAMES M . "Conceptual Design of Chemical Processes", Mc Graw Hill. 1988. EDGAR & HINMENBLAU, "Optimization of Chemical Process", Mc Graw Hill, 1988 FISHWICK, PAUL A ., "Simulation Model design and Execution", Prentice Hall International Series Industrial and Systems Engineering. 1995. LIU, Y. A.; MCGEE, H. A. JR.; EPPERLY, W. R ., "Recent Developments in Chemical Process and Plant Design", John Wiley and Sons. 1987. ORTIZ, OSCAR A . ; DEIANA, ANA C.; PETKOVIC, LUCIA M. ¿Apuntes de Cátedra Ingeniería de Proceso¿, San Juan, 2000. PETERS M. S.; TIMMERHAUS K. D ., "Plant Design and Economics for Chemical Engineers", Mc Graw Hill,1968. REKLAITIS, G. V.; RAVINDRAN, A. RAGSDELL, K. M., "Engineering Optimization. Methods and Applications", John Wiley & Sons. 1983. ROUSSEAU, R. W ., "Handbook of Separation Process Technology", John Wiley and Sons. 1987. RUDD, DALE F.; WATSON, CHARLES C ., "Strategy of Process Engineering", John Wiley & Sons, 1968. SEIDER, WARREN D.; SEADER J. D.; LEWIN D. L. " Process Design Principles", John Wiley & Sons, 1998