Operaciones de Separación II
Código: 106060 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| 2500897 Ingeniería Química | OT | 4 |
Contacto
- Nombre:
- José Luis Montesinos Seguí
- Correo electrónico:
- joseluis.montesinos@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Se recomienda haber asimilado los conceptos básicos y fundamentos de las asignaturas: Aplicaciones Informáticas, Transmisión de Calor y Termotecnia, Fenómenos de Transporte, Operaciones de Separación I y Simulación de Procesos Químicos.
Objetivos y contextualización
En esta asignatura se tratan operaciones de separación basadas en la transferencia de materia, tanto de equilibrio como controladas por la velocidad de transferencia. En concreto, la Humidificación, Adsorción, Intercambio iónico, Cromatografía y separaciones mediante Membranas. En todo momento se realiza un desarrollo de cada bloque de manera acumulativa respecto las operaciones de separación que el/la alumno/a ya conoce, utilizando los conceptos de equilibrio, velocidad de transferencia, coeficientes de transporte, sistemas en contracorriente, en flujo cruzado, etc.., y haciendo una síntesis de los conceptos comunes entre todas ellas. Finalmente, se pretende que se conozcan los conceptos básicos de estas operaciones y los diferentes métodos y aplicaciones como base necesaria sobre nuevas tecnologías de separación.
Competencias
- Comparar y seleccionar con objetividad las diferentes alternativas técnicas de un proceso químico.
- Comprender y aplicar los principios básicos en que se fundamenta la Ingeniería Química, y más concretamente: Balances de materia, energía y cantidad de movimiento. Termodinámica, equilibrio entre fases y equilibrio químico. Cinética de los procesos físicos de transferencia de materia, de energía y de cantidad de movimiento, y cinética de la reacción química.
- Hábitos de pensamiento
Resultados de aprendizaje
- Aplicar e identificar conceptos básicos relacionados con la ingeniería química.
- Aplicar los fundamentos científicos y tecnológicos de equilibrio, transferencia de materia y las operaciones de separación.
- Aplicar los fundamentos científicos y tecnológicos de la transferencia de materia a las operaciones de separación.
- Desarrollar un pensamiento y un razonamiento crítico.
- Identificar, analizar, y resolver balances de energía en procesos químicos simples.
- Seleccionar entre diferentes alternativas para definir procesos de separación.
Contenido
TEMA 0.- INTRODUCCIÓN
Operaciones de separación basadas en la transferencia de materia. Equilibrio entre fases. Velocidad de transferencia. Configuraciones. Sistemas multietapa.
TEMA 1.- HUMIDIFICACIÓN
1.1. Introducción
1.2. Definiciones i nomenclatura
1.3. Equilibrio entre fases
1.4. Temperatura de saturación adiabática (Ts)
1.5. Mesura de la humidad, temperatura de termómetro húmedo (Tw)
1.6. Diagrama psicromètrico
1.7. Teoría y cálculo de torres de refrigeración
1.7.1. Ecuaciones y balances en una torre de refrigeración
1.7.2. Estimación de la temperatura del gas de salida
TEMA 2.- ADSORCIÓN
2.1. Introducción. Definición y tipos
2.2. Adsorbentes
2.3. Equilibrio de adsorción. Isotermas de adsorción. Modelos de adsorción
2.4. Operaciones de adsorción por etapas
2.4.1. Flujo cruzado
2.4.2. Contracorriente
2.5. Operaciones y equipos de adsorción de contacto continuo
2.5.1. Lecho fijo
2.5.2. Lecho móvil
2.5.3. Lecho fluidizado
TEMA 3.- INTERCAMBIO IÓNICO
3.1. Principios del intercambio iónico
3.2. Resinas intercambiadoras de iones
3.2.1. Estructura física
3.2.2. Estructura química. Matriz polimérica
3.2.3. Grupos funcionales
3.3. Equilibrio iónico entre fases S-L
3.4. Velocidad de intercambio
3.5. Tipos de operaciones de intercambio iónico
3.5.1. Contracorriente
3.5.2. Lecho fijo
3.6. Técnicas y aplicaciones
3.6.1. Ablandamiento de aguas. Descalcificación
3.6.2. Desmineralización total. Desionización
3.6.3. Tratamiento de residuos y recuperación de iones metálicos
3.6.4. Cromatografía
TEMA 4.- MEMBRANAS
4.1. Fundamentos y tipos de procesos de membranas
4.2. Microfiltración
4.3. Osmosis, Osmosis inversa y Ultrafiltración
4.3.1. Osmosis inversa
4.3.2. Ultrafiltración
4.3.3. Configuración de sistemas de membranas
4.3.4. Polarización de la concentración
4.4. Diálisis
4.5. Electrodiálisis
4.6. Módulos de membrana
4.7. Equipos y aplicaciones
4.7.1. Recuperación de iones metálicos. Electrodiálisis
4.7.2. Reciclado de baños de desengrase
4.7.3. Separación de enzimas producidos por fermentación
4.7.4. Desalinización
4.7.5. Hemodiálisis
4.7.6. Recuperación y preparación de un alga como alimento
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases magistrales | 31 | 1,24 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
| Prácticas de aula (Resolución Problemas) | 15 | 0,6 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
| Seminarios | 4 | 0,16 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Realización de trabajos teóricos, de problemas y de simulación por ordenador | 8 | 0,32 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
| Tutorias de soporte | 5 | 0,2 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio | 42 | 1,68 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
| Resolución de problemas | 34 | 1,36 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
| Tutorias con el profesor | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
MD1 Exposición de contenidos en clase – Clase magistral o conferencia
MD2 Clases participativas (resolución conjunta de problemas, debates, análisis de casos, presentaciones de trabajos realizados por estudiantes)
MD3 Tutorías
MD5 Actividades de evaluación (evaluación continuada con al menos tres hitos: Inicial, de seguimiento y final)
MD6 Aprendizaje basado en problemas/casos de uso/proyectos
MD7: Utilización de un programario específico para el diseño de operaciones de separación mediante simulación
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Prueba de síntesis | 50 % | 6 | 0,24 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
| Pruebas parciales | 30 % | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
| Resolución de problemas y casos, informes, trabajos y su defensa | 20 % | 0 | 0 | 1, 2, 3, 6, 4, 5 |
Para considerar superada la asignatura será necesario obtener una nota global mínima de 50/100.
a) Proceso de evaluación y actividades programadas
La evaluación continuada se realizará considerando una serie de actividades:
• Problemas, trabajos y ejercicios (PTE): 20 % nota
• 1ª prueba parcial (PP1) (tema 1): 10 % nota.
• 2ª prueba parcial (PP2) (temas 2 y 3): 10 % nota.
• 3ª prueba parcial (PP3) (tema 4): 10 % nota.
• Prueba de síntesis (PS) (temas 1 a 4): 50 % nota.
Los problemas, trabajos y ejercicios (PTE) se harán individualmente o en grupo y podrán ser problemas de la lista de la asignatura o no, estudio de casos específicos y actividades basadas en conceptos teóricos clave de los temas correspondientes.Las pruebas parciales (PP1, PP2 y PP3) consistirán en un problema corto y conceptos teóricos de los temas correspondientes (1h). La prueba de síntesis (PS) incluirá todo el contenido de la asignatura y consistirá en una parte teórica y otra con tres problemas (5h). En las pruebas parciales y los problemas de la prueba de síntesis se podrá utilizar material de apoyo tipo: apuntes, libros, formularios, problemas resueltos, ordenador, herramientas de cálculo, etc ... En la parte de teoría de la prueba de síntesis no se podrá utilizar ningún tipo de material adicional a menos que sea indicado por el profesor.
b) Programación de actividades de evaluación
La programación de las actividades de evaluación y entrega de trabajos se publicarán en la Plataforma virtual correspondiente (Moodle) y pueden estar sujetos a posibles cambios de programación por motivos de adaptación a posibles incidencias. Siempre se informará en la Plataforma virtual correspondiente sobre estos cambios, ya que se entiende que esta es la plataforma habitual de intercambio de información entre profesores y estudiantes.
No se realizarán exámenes en fechas, horarios y lugares diferentes a los que se programen y difundan por la coordinación de titulación/Escuela de Ingeniería. No se podrá introducir ningún cambio sin la aprobación de la coordinación de la titulación. Transcurridos 30 min de la hora programada de la actividad de evaluación, si no se ha iniciado se cancelará. Las actividades canceladas se reprogramarán.
c) Proceso de recuperación
Los/las estudiantes que hayan suspendido la evaluación continuada o quieran subir la nota podrán hacer la prueba final de recuperación (PR 100%). Deberán haber sido evaluados/as de un conjunto de actividades que representen un mínimo de 2/3 partes de la calificación total de la asignatura. Al presentarse a esta prueba final de recuperación renuncian a todas las notas de la evaluación continuada.
La prueba final incluirá todo el contenido de la asignatura y consistirá en una parte teórica y otra con tres problemas (5h). En los problemas de la prueba final se podrá utilizar material de apoyo tipo: apuntes, libros, formularios, problemas resueltos, ordenador, herramientas de cálculo, etc ... En la parte de teoría de la prueba final no se podrá utilizar ningún tipo de material adicional a menos que sea indicado por el profesor. En caso de no presentarse a la prueba final la calificación de la asignatura será la de la evaluación continua.
d) Procedimiento de revisión de las calificaciones
Para cada actividad de evaluación, se indicará en la Plataforma virtual correspondiente (Moodle) un lugar, fecha y hora de revisión en la que el estudiante podrá revisar la actividad con el profesor.
e) Calificaciones especiales
Otorgar una calificación de Matrícula de Honor (MH), aparte de la nota mínima que puede dar acceso (≥ 9.00), es decisión del profesorado responsable de la asignatura que tendrá en cuenta la proactividad hacia la asignatura, la comprensión de los fundamentos y su relación con otras asignaturas y la fluidez, fiabilidad y expresión de los razonamientos. Se tendrá especial cuidado con la parte teórica de las pruebas de síntesis y final. Se podrán conceder las MH resultantes de calcular el 5% o fracción de personas matriculadas.
Se considerará No Evaluable (NA) si los/las estudiantes no han sido evaluados/as de un conjunto de actividades que representen un mínimo de 2/3 partes de la calificación total de la asignatura.
f) Irregularidades por parte del alumnado, copia y plagio
En el caso que el estudiante realice cualquier irregularidad que pueda conducir a una variación significativa de la calificación de un acto de evaluación, se calificará con un 0 este acto de evaluación, con independencia del proceso disciplinario que se pueda instruir. Esta actividad de evaluación no será recuperable. El profesor responsable de la asignatura tendrá que informar de estos casos a la coordinación de la titulación que registrará el hecho.
g) Evaluación del alumnado repetidor
A partir de la segunda matrícula, el estudiante/a podrá optar por hacer de nuevo la evaluación continuada o una prueba de síntesis que será la misma prueba (igual fecha y horario) que la de síntesis (PS) para los estudiantes de primera matrícula. Lo tendrá que comunicar por e-mail al profesor dentro de los primeros 15 días de curso. De este modo, la calificación de la asignatura corresponderá o bien a la evaluación continuada o tan solo a la nota de esta prueba de síntesis (PS 100 %), en sustitución de la evaluación continuada a todos los efectos. También podrá hacer una prueba final de recuperación (PR 100%), de acuerdo con las restricciones y condiciones de la modalidad que haya escogido, y será la misma prueba (igual fecha y horario) que la de recuperación (PR 100%) para los/las alumnos/as de primera matrícula.
h) Evaluación única
Esta asignatura no prevé el sistema de evaluación única.
Bibliografía
- Separation Processes. 5th ed. Butterworth-Heinemann Ltd. UK. (2002). Dig Print 2015.
- Geankoplis, C. J., Hersel, A.A., Lepek, D.H. Transport Processes and Separation Process Principles. 5th ed. Prentice Hall PTR. USA (2018).
- McCabe, W. Unit operations of chemical engineering. 7th ed. McGraw-Hill Education. UK. (2005).
- Perry's Chemical Engineers' Handbook. 8th ed. McGraw-Hill Education. USA. (2008). ebook
- Wankat, P. Ingeniería de procesos de separación (2a. ed.). Pearson Educación. (2008). ebook.
- Wankat, Ph. C. Separation process engineering: includes mass transfer analysis.(4th ed). Boston: Prentice Hall (2016).
Software
- Pal, Nirupam & Siletti, Charles & Petrides, Demetri. (2008). Superpro Designer: An Interactive Software Tool for Designing and Evaluating Integrated Chemical, Biochemical, and Environmental Processes.
Lista de idiomas
| Nombre | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 1 | Catalán/Español | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 1 | Catalán/Español | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (TE) Teoría | 1 | Catalán/Español | primer cuatrimestre | manaña-mixto |