Periodo académico 2023-1S
Actividad | Grupo | Periodos | Horarios | Aula | Profesor/Tutor |
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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.
Reconocer la importancia del diseño y mejoramiento de procesos orientado a elevar la productividad la eficiencia y la eficacia dentro de las organizaciones.
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.
El curso se llevará a cabo a través de las siguientes actividades:
Clases magistrales: El profesor expondrá e ilustrará diferentes temas.
Tareas, talleres y lectura extra-clase: Los estudiantes deberán leer
antes de cada clase el tema correspondiente a esta y realizarán ejercicios y
talleres para reforzar los temas vistos en clase.
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