Operaciones de separación
(Curso Académico 2018 - 2019)
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1. Datos descriptivos de la asignatura
  • Código: 339413201
  • Centro: Escuela Superior de Ingeniería y Tecnología
  • Lugar de impartición: Escuela Superior de Ingeniería y Tecnología
  • Titulación: Grado en Ingeniería Química Industrial
  • Plan de Estudios: 2010 (publicado en 12-12-2011)
  • Rama de conocimiento: Ingeniería y Arquitectura
  • Itinerario/Intensificación:
  • Departamento/s:
  • Área/s de conocimiento:
    • Ingeniería Química
  • Curso: 3
  • Carácter: Obligatoria
  • Duración: Segundo cuatrimestre
  • Créditos ECTS: 6,0
  • Modalidad de impartición: Presencial
  • Horario: Ver horario
  • Dirección web de la asignatura: Ver web de la asignatura
  • Idioma: Castellano e Inglés (0,3 ECTS en Inglés)
2. Requisitos para cursar la asignatura
3. Profesorado que imparte la asignatura

Profesor/a Coordinador/a: JUAN MANUEL RODRIGUEZ SEVILLA

Grupo: 1, PA101
Área de conocimiento: Ingeniería Química
Tutorías Primer cuatrimestre:
HorarioLugar
Martes y jueves: de 9:30 a 10:30 y de 11:00 a 13:00. El lugar y horario de tutorías pueden sufrir modificaciones puntuales que serán debidamente comunicadas en tiempo y forma. Despacho 11, Departamento de Ingeniería Química, edificio de Química (Facultad de Ciencias)
Tutorías Segundo cuatrimestre:
HorarioLugar
Martes (12:15 a 13:15); miércoles (9:30 a 10:30, 11:00 a 13:00); jueves (9:30 a 10:30, 12:15 a 13:15). El lugar y horario de tutorías pueden sufrir modificaciones puntuales que serán debidamente comunicadas en tiempo y forma. Despacho 11, Departamento de Ingeniería Química, edificio de Química (Facultad de Ciencias)
Teléfono (despacho/tutoría): 922318058
Correo electrónico: jrguezs@ull.es
Web docente: Ver web del docente
4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
  • Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Tecnología Específica: Química Industrial
  • Perfil profesional: Ingeniería Química Industrial.
5. Competencias

Específicas

  • 19 - Conocimientos sobre balances de materia y energía, biotecnología, transferencia de materia, operaciones de separación, ingeniería de la reacción química, diseño de reactores, y valorización y transformaciones de materia primas y recursos energéticos.
  • 20 - Capacidad para el análisis, diseño, simulación y optimización de procesos y productos

Generales

  • T3 - Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
  • T4 - Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Química Industrial.
  • T9 - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

Transversales

  • O1 - Capacidad de análisis y síntesis.
  • O3 - Capacidad de expresión oral.
  • O4 - Capacidad de expresión escrita.
  • O5 - Capacidad para aprender y trabajar de forma autónoma.
  • O6 - Capacidad de resolución de problemas.
  • O7 - Capacidad de razonamiento crítico/análisis lógico.
  • O8 - Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica.
  • O9 - Capacidad para trabajar en equipo de forma eficaz.
  • O11 - Capacidad para la creatividad y la innovación.

Básicas

  • CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
  • CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
  • CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
  • CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
  • CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
6. Contenidos de la asignatura

Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura

CONTENIDOS TEÓRICOS.

1. Introducción a la ingeniería de los procesos de separación.

2. Separación mediante etapas simples de equilibrio: Destilación instantánea.

3. Separación mediante cascada de etapas: Rectificación de mezclas binarias.

4. Introducción a la destilación multicomponente.

5. Diseño de columnas de platos y de relleno.

6. Absorción y desorción.

7. Extracción de sistemas inmiscibles y parcialmente miscibles.

8. Análisis basados en la transferencia de materia y la difusión.

9. Introducción a las separaciones con membranas.

10. Bioseparaciones.


CONTENIDOS PRÁCTICOS.
A lo largo del curso se desarrollarán prácticas en aula de informática sobre simulación de operaciones de separación, usando el software UniSim Design(c). El contenido de estas prácticas es el siguientes:

1. Introducción al simulador de procesos UniSim Design(c).
2. Destilación instantánea.
3. Columnas de destilación de mezclas binarias.
4. Columnas de destilación de mezclas multicomponentes.
5. Columnas de absorción y desorción.
6. Extracción líquido-líquido.

Actividades a desarrollar en otro idioma

Inglés:
- 3 horas presenciales de clases prácticas sobre resolución de ejemplos.
- Realización individual y presentación escrita de un ejercicio.
- Contestación de algunas cuestiones planteadas en las pruebas objetivas.
7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante

Descripción

La asignatura constará de 54 horas presenciales en el aula, 28 de clases teóricas y 26 de clases prácticas para resolución de ejercicios y simulación de procesos.
En las horas de clases teóricas semanales se expondrán los contenidos de la asignatura.
En las clases prácticas de aula se explicarán ejercicios-tipo asociados a cada uno de los distintos temas del programa y se propondrán ejercicios que el alumnado deberá resolver y entregar. Algunos de estos ejercicios se desarrollaran en grupos de trabajo y otros se presentarán en inglés.
Las clases prácticas de simulación se realizarán en aula de informática. Se explicarán y resolverán algunos ejercicios de simulación aplicados a operaciones de separación. Se formarán grupos de trabajo y se propondrán algunos casos prácticos que el alumnado deberá resolver, entregar y/o exponer.
Las clases teóricas se simultanearán con las clases prácticas.

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante

Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total horas Relación con competencias
Clases teóricas 28,00 0,00 28,0 [CB1], [CB2], [CB3], [T3], [19], [O1], [O7]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio) 26,00 0,00 26,0 [CB1], [CB2], [CB3], [T4], [20], [O1], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11]
Realización de trabajos (individual/grupal) 0,00 25,00 25,0 [CB3], [CB4], [CB5], [T4], [T9], [20], [O1], [O3], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11]
Estudio/preparación de clases teóricas 0,00 30,00 30,0 [CB1], [CB2], [CB3], [T3], [T9], [19], [O1], [O5], [O7]
Estudio/preparación de clases prácticas 0,00 15,00 15,0 [CB1], [CB2], [CB3], [T4], [20], [O1], [O5], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11]
Preparación de exámenes 0,00 15,00 15,0 [CB1], [CB2], [T3], [T4], [19], [20], [O1], [O5], [O6], [O7]
Realización de exámenes 4,00 0,00 4,0 [CB1], [CB2], [T3], [T4], [19], [20], [O1], [O4], [O5], [O6], [O7]
Asistencia a tutorías 2,00 5,00 7,0 [CB3], [CB4], [T3], [T4], [19], [20], [O1], [O3], [O5], [O7]
Total horas 60.0 90.0 150.0
Total ECTS 6,00
8. Bibliografía / Recursos

Bibliografía básica

Wankat, P.C.: “Ingeniería de los Procesos de Separación”. 2ª Ed., Pearson (2008).
McCabe, W.L.; Smith, J.C. y Harriott, P.: "Operaciones Unitarias en Ingeniería Química". 7ª Ed.,McGraw-Hill (2007).

Bibliografía complementaria

Wankat, P.C.: “Separation Process Engineering”. 3th Ed., Pearson (2012).
Seader, J.D., Henley, E.J. y Roper, D.K.: “Separation Process Principles”.  3th  Ed.,  J.Wiley (2011).
Perry, R.H. y Green, D. W. (Editors): “Perry´s Chemical Engineers' Handbook ”. 8th Ed. McGraw-Hill  (2008).
Basmadjian, D.: “Mass Transfer and Separation Processes”. CRC Press (2007).
Martínez de la Cuesta, P.J. y Rus Martínez,  E.:"Operaciones de Separación en Ingeniería Química. Métodos de Cálculo". Pearson Prentice Hall (2004).
Harrison, R.G., Todd, P., Rudge, S.R., Petrides, D.P.: " Bioseparations Science and Engineering", Oxford University Press (2003).
 

Otros recursos

- Aula virtual de la ULL
- Aula de informática.
- Software: Simulador de procesos UniSim Design
(c)

9. Sistema de evaluación y calificación

Descripción

La evaluación de la asignatura se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC de 19 de enero de 2016), o bien por el Reglamento de Evaluación que la Universidad de La Laguna tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Verificación inicial o posteriores modificaciones..

En virtud del Reglamento actual, la evaluación de la asignatura es preferentemente continua y consiste en las siguientes actividades, cuya ponderación en la calificación final se indica también a continuación:
1. Trabajos y prácticas (50%): Desglosados en:
     a) Resolución individual/grupal de ejercicios y casos prácticos asignados (35%), uno de los cuales se realizará en grupo, mediante presentación oral y escrita (10%).
     b) Prácticas de simulación de operaciones (15%), que a su vez comprende: (a) Tareas entregadas (7,5%) y (b)  examen práctico (7,5%).
2. Prueba final obligatoria (50%): Comprenderá dos aspectos:
     a) Cuestiones conceptuales y teóricas (15%). Este apartado podrá realizarse, alternativamente, resolviendo los cuestionarios individuales que se vayan pasando en clase a lo largo del cuatrimestre, siempre y cuando cubran la totalidad de los temas desarrollados.
     b) Resolución de ejercicios (35%).
En evaluación continua, cada estudiante deberá obtener en el apartado 2 (prueba final obligatoria) al menos una calificación de 5 sobre 10 para poder sumar la puntuación del apartado 1. En caso contrario, la nota final máxima que se puede obtener será de 4,5 puntos.

Alternativamente, el alumnado podrá evaluarse de forma no continua mediante una prueba final, en las fechas establecidas en el calendario académico. Los contenidos de dicha prueba y su ponderación, son los siguientes:
1. Ejercicio teórico-práctico (85%): desglosado en: (a) Cuestiones conceptuales y teóricas (15%) y (b) resolución de problemas numéricos (70%).
2. Ejercicio de prácticas de simulación de operaciones (15%).
En este último caso la calificación máxima será de 9 para el o la estudiante que no haya presentado oralmente el caso práctico asignado a su grupo. 

En cualquier de los dos casos, la no asistencia a la prueba final supondrá la calificación de "No presentado".

Estrategia Evaluativa

Tipo de prueba Competencias Criterios Ponderación
Pruebas objetivas [CB1], [CB2], [CB5], [T3], [19], [O1], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8] Cuestionarios, examen de convocatoria y examen práctico. Algunas de las cuestiones se plantearán y contestarán en inglés 57.5 %
Pruebas de desarrollo [CB1], [CB2], [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [T9], [19], [20], [O1], [O3], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11] Resolución grupal, entrega y exposición oral de un caso práctico. 10 %
Trabajos y proyectos [CB1], [CB2], [CB3], [CB5], [T3], [T4], [T9], [19], [20], [O1], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11] Resolución individual/grupal de ejercicios propuestos, usando las herramientas de cálculo y simulación desarrolladas en la asignatura. Algunos de estos ejercicios se presentarán en inglés. 32.5 %
10. Resultados de Aprendizaje
Los estudiantes deberán ser capaces de hacer lo siguiente:
1. Explicar cómo se usan las separaciones en una planta química típica. Definir los conceptos de etapa de equilibrio y cascada de etapas.
2. Explicar y calcular el proceso básico de destilación instantánea, tanto de mezclas binarias como multicomponentes.
3. Explicar cómo funciona una columna de destilación con reflujo a contracorriente (rectificación). Calcular una columna para la rectificación de una mezcla binaria.
4. Explicar las características básicas de la destilación multicomponente. Aplicar métodos aproximados y de simulación para el cálculo de una columna de rectificación multicomponente.
5. Describir el equipo que se usa en columnas de platos y relleno. Calcular su diámetro y pérdida de carga. Definir y aplicar los diferentes conceptos de eficiencia de platos. Usar el método HETP para calcular una columna de relleno. Determinar intervalos de operación y seleccionar el diseño adecuado.
6. Explicar y calcular procesos de absorción y desorción (arrastre o stripping). Calcular columnas de platos y de relleno en operaciones de absorción/desorción.
7. Explicar los diferentes tipos de extracción y equipos asociados. Interpretar y calcular equilibrios de extracción en sistemas ternarios. Calcular algunas operaciones de extracción en etapa simple y en cascada de etapas.
8. Explicar el concepto de coeficiente de transferencia de materia y su relación con las ecuaciones de difusión en casos sencillos. Usar el análisis HTU-NTU para calcular absorbedores.
9. Explicar las características generales de las separaciones con membranas, los materiales y los módulos empleados. Conocer y aplicar algunos mecanismos básicos de transporte a través de membranas. Realizar cálculos sencillos en algunas operaciones con membranas: permeación de gases, micro y ultrafiltración, ósmosis inversa, pervaporación y/o diálisis.
10. Describir aplicaciones de operaciones de separación en biotecnología.
11. Cronograma / calendario de la asignatura

Descripción

La planificación temporal de la programación sólo tiene la intención de establecer unos referentes para presentar la materia atendiendo a unos criterios cronológicos. Sin embargo, estos referentes  son sólo orientativos, de modo que el profesor los podrá modifica si así lo aconseja el desarrollo de la asignatura.

Segundo cuatrimestre

Semana Temas Actividades de enseñanza aprendizaje Horas de trabajo presencial Horas de trabajo autónomo Total
Semana 1: 1º y 2º 3 h clases teóricas
1 h clase práctica
Entrega del ejercicio propuesto del tema 1
4.00 4.00 8.00
Semana 2: 1 h clase teorica
3 h clases practicas
4.00 6.00 10.00
Semana 3: 3 h clases teóricas
1 h clase práctica
Entrega de los ejercicios propuestos del tema 2
Cuestionario del tema 2
4.00 5.00 9.00
Semana 4: 3º y 4º 2 h clases teóricas
2 h clases prácticas
4.00 5.00 9.00
Semana 5: 1 h clase teórica
3 h clases prácticas
Entrega de los ejercicios propuestos del tema 3
Cuestionario del tema 3
4.00 6.00 10.00
Semana 6: 3 h clases teóricas
1 h clase práctica
4.00 5.00 9.00
Semana 7: 5º y 6º 2 h clases teóricas
2 h clases prácticas
4.00 5.00 9.00
Semana 8: 1 h clase teórica
3 h clases prácticas
Entrega de los ejercicios propuestos de los temas 4 y 5
Cuestionario de los temas 4 y 5
4.00 6.00 10.00
Semana 9: 3 h clases teóricas
1 h clase práctica
 
4.00 5.00 9.00
Semana 10: 7º y 8º 2 h clases teóricas
2 h clases prácticas
4.00 5.00 9.00
Semana 11: 8º y 9º 2 h clases teóricas
2 h clases prácticas
Entrega de los ejercicios propuestos de los  temas 6 y 7
Cuestionario de los temas 6 y 7
4.00 5.00 9.00
Semana 12: 2 h clases teóricas
2 h clases prácticas
 
4.00 5.00 9.00
Semana 13: 9º y 10º 3 h clases teóricas
1 h clase práctica
Examen práctico de simulación de operaciones de separación
4.00 5.00 9.00
Semana 14: 10º
Tutorías
2 h clases prácticas
Exposición de casos prácticos
2.00 4.00 6.00
Semana 15: Tutorías 2 h tutorías 2.00 4.00 6.00
Semana 16 a 18: Examen Examen (en evaluación continua, incluye los cuestionarios de los temas 8,.9 y 10) 4.00 15.00 19.00
Total 60.00 90.00 150.00
Fecha de última modificación: 10-07-2018
Fecha de aprobación: 06-07-2018