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Laboratorio de Ingenieria Quimica 1 Universidad Nacional de La Plata FACULTAD DE INGENIERÍA Código: Q1817 Programa de: Laboratorio de Ingeniería Química Fecha Actualización: 22/03/2024 CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre Ingeniería Química 2018 Obligatoria Totales: 21 4 2 Clases: 16 Evaluaciones: 5 CORRELATIVIDADES PARA CURSAR PARA APROBAR F1305 - Física II Aprobada Q1801 - Termodinámica de Ing. Quimica I Aprobada Q1804 – Transf. de Cantidad de Movimiento Aprobada Q1805 - Simulación de Procesos I Aprobada Q1806 - Termodinámica de Ing. Química II Aprobada Q1807 - Transferencia de Energía y Materia Aprobada Q1808 - Simulación de Procesos II Aprobada Q1809 – Ing. de las Operaciones Físicas I Regularizada Q1810 – Ing. de las Reacciones Químicas I Regularizada Q1811 - Tecnología del Calor Regularizada U1908 - Fisicoquímica II Aprobada Q1809 - Ingeniería de las Operaciones Físicas I Aprobada Q1810 - Ingeniería de las Reacciones Químicas I Aprobada Q1811 - Tecnología del Calor Aprobada DATOS GENERALES PLANTEL DOCENTE Departamento: Ingeniería Química Prof. Responsable: Dr. Francisco Pompeo Profesor Titular: Dr. Francisco Pompeo Tipificación: Tecnológica Aplicada JTP: Ing. María Florencia Volpe Giangiordano JTP: Ing. Gimena Torres HORAS Bloque de CB Mat. Física Química Informática Total Ay. Diplomado: Ing. Fiona Britto Ay. Diplomado: Ing. Felipe Suarez Bloque de TB Bloque de TA 48 Bloque de Ay. Alumno: Laboratorio de Ingenieria Quimica 2 Complemen tarias Bloque de Otros Contenidos CARGA HORARIA HORAS DE CLASE TOTALES: 48 SEMANALES: 3 TEORÍA 16 PRÁCTICA 32 TEORÍA 1 PRÁCTICA 2 FORMACIÓN PRACTICA Formación Experimental 48 Resol. de Problemas 0 Proyecto y Diseño 0 PPS 0 HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS) TEORÍA 0 PRÁCTICA 0 OBJETIVOS: Esta asignatura tiene por objetivo que el alumno ponga en práctica la comprobación de los conocimientos teóricos adquiridos en las diferentes asignaturas donde se analiza el comportamiento de equipos para llevar a cabo transformaciones químicas y físicas de materiales, tales como: Ingeniería de las Operaciones Físicas, Ingeniería de las Reacciones Químicas y Tecnología del Calor, así como aquellos conocimientos adquiridos en las asignaturas de tercer año de la carrera. Esta materia aporta al perfil del ingeniero químico las habilidades para operar y controlar equipos de procesos químicos, a la solución de problemas que requieran las actividades prácticas, innovar y adaptar tecnologías en la obtención de nuevos productos y potenciar la comunicación oral y escrita del estudiante. PROGRAMA SINTÉTICO: Realización de un conjunto de entre diez a quince prácticas de laboratorio sobre procesos de: - Transferencia de cantidad de movimiento - Conversión de energía - Caracterización y manipuleo de materiales granulares - Separación y transferencia de materia - Caracterización del equilibrio de fases - Intercambiadores de calor con cambio y sin cambio de fase - Reactores homogéneos y heterogéneos. - Determinación de parámetros cinético-químicos o de transporte - Reactores electroquímicos. PROGRAMA ANALÍTICO: AÑO DE APROBACIÓN: 2016 Trabajo Práctico: Destilación Binaria En el mismo se realiza la separación de una mezcla de agua y alcohol etílico mediante una columna de platos. Se determina la variación de la composición de la corriente de tope con la relación de reflujo y se calcula la eficiencia global de la columna. Trabajos Prácticos: Experiencia en reactores Tanque Agitado Discontinuo (TAD), Tanque Agitado Continuo (TAC) y Tubular (TUB) con la finalidad de llevar a cabo estudios cinéticos y de modelado de flujo. Laboratorio de Ingenieria Quimica 3 Los trabajos prácticos disponibles con reactores son: Trabajo Práctico TAD1: Determinación de la conversión, distribución de productos, determinación de la selectividad y rendimiento de la reacción entre el glicerol y el ácido acético en fase liquida empleando un reactor TAD. Cuantificación por cromatografía gaseosa. Trabajo Práctico TAD2: Cinética de formación de acetato de sodio a partir de hidróxido de sodio y acetato de etilo: validación de la expresión cinética y estimación de los parámetros cinéticos. Trabajo Práctico TAC1: Cinética de la formación de acetato de sodio a partir de hidróxido de sodio y acetato de etilo: validación de la expresión cinética y estimación de parámetros cinéticos. Trabajo Práctico TAC2: Determinación del efecto de un mezclado incompleto sobre la velocidad de la reacción de formación de acetato de sodio. Trabajo Práctico TAC3: Comportamiento dinámico de reactores TAC: determinación de la distribución de tiempos de residencia. Trabajo Práctico TUB1: Cinética de la formación de acetato de sodio a partir de hidróxido de sodio y acetato de etilo: validación de la expresión cinética y estimación de los parámetros cinéticos. Otros trabajos prácticos disponibles: Trabajo Práctico: Sistemas de partículas sólidas: Diseño de un sedimentador. Determinación de las dimensiones de un sedimentador continuo a través de la realización de un ensayo de sedimentación discontinuo empleando una muestra que simula la suspensión a tratar en el equipo sedimentador que se dimensiona. Trabajo Práctico: Sistema de manejos de sólidos granulares: compuesto por trituradora, transporte neumáticos y ciclón. Determinación de las condiciones operativas, en los tres componentes, que permitan el procesamiento de una determinada carga. Trabajo Práctico: Oxigenación de un sistema acuoso. Estudio de la transferencia de oxígeno (coeficiente de transferencia y capacidad de oxigenación) en un sistema acuoso, en condiciones de estado no estacionario, a temperatura ambiente. Estudio del efecto del mezclado y/o del caudal de aire sobre el coeficiente de transferencia y la capacidad de oxigenación en el sistema acuoso, a temperatura ambiente. Trabajo Práctico: Estudio experimental del comportamiento de intercambiadores de calor sin cambio de fase: intercambiadores de doble tubo y de tubo y coraza. Comparación de resultados experimentales con los predichos en forma teórica. Trabajo Práctico: Intercambio iónico para el tratamiento de agua y/o efluentes acuosos. ACTIVIDADES PRÁCTICAS: Se realizará un conjunto de prácticas de laboratorio consistentes en la operación de equipos didácticos de procesos, con el objetivo de determinar las variables características del proceso y analizar los resultados obtenidos. Las prácticas se realizaran estudiando en forma individual distintos procesos o conformando una secuencia que simule la operación de una planta industrial.Algunas de las prácticas incluyen la participación de los alumnos en los trabajos de instalación o puesta a punto de los sistemas a estudiar. METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA: Laboratorio de Ingenieria Quimica 4 Esta cátedra tiene un profesor que asume la responsabilidad de programar y supervisar el conjunto de prácticas de toda la cursada. Asimismo, será responsable de supervisar el mantenimiento de los equipos e instrumentos y proveer materiales y repuestos gestionando ante la Jefatura del Departamento los recursos necesarios. Las prácticas de laboratorio se realizarán en grupos. En el desarrollo de un trabajo practico de laboratorio se pueden identificar tres etapas: a) antes de la experimentación, b) durante la experimentación y c) después de la experimentación. a) Antes de la experimentación Además de la clase teórica realizada una semana antes del trabajo practico de laboratorio, se hace entrega a los estudiantes de la guía de laboratorio de maneraque estos lean, estudien e indaguen sobre la temática a experimentar. Antes del comienzo de cada una de las prácticas los alumnos deberán responder individualmente y de forma obligatoria un cuestionario previo (“parcialito”) cuya finalidad es chequear los conocimientos previos y el grado de comprensión del material proporcionado como guía de la práctica. La calificación del cuestionario previo a cada trabajo practico formará parte de la calificación final que obtendrá el estudiante al finalizar la cursada. b) Durante la experimentación Antes de dar inicio al proceso experimental, se hace una lectura de la guía de laboratorio, introduciendo preguntas diagnósticas y dirigidas que pueden ser simples o complejas sobre el diseño experimental a modo de sondeo, comunicándoles el tiempo que disponen, los componentes, equipos, materiales y haciendo especial énfasis en la seguridad de cada uno dentro del laboratorio. Durante el proceso de experimentación se asiste con regularidad a cada grupo de trabajo colaborando con la correcta y segura instalación de los montajes, recordarles que el trabajo es en equipo, que deben apoyarse entre ellos. Los estudiantes deben realizar sus montajes, gerenciar el tiempo que disponen para la experimentación, delegarse responsabilidades dentro del grupo de trabajo, obtener los datos experimentales de sus mediciones u observaciones, realizar más de dos repeticiones para obtener datos fiables, coherentes con los cálculos teóricos previamente realizados que les permita comprobar o falsear una teoría. Al finalizar la práctica se les recuerda que deberán elaborar y entregar un reporte de la práctica realizada, se hace recepción de los materiales, equipos que formaron parte de la experimentación, se menciona/recuerda la limpieza del laboratorio. c) Después de la experimentación La entrega del reporte deben hacerla en función del cronograma establecido por la cátedra, esto con la correcta interpretación de los datos del experimento real y que explique las diferencias encontradas con los cálculos teóricos mediante un razonamiento crítico, interpretando correctamente los datos, pudiendo llegar a conclusiones de tal manera que puedan debatir, poner en común ideas y resolver las cuestiones planteadas en el guion de laboratorio. ACTIVIDADES EXTRACURRICULARES SISTEMATIZADAS (VISITAS, CHARLAS, CONFERENCIAS, ETC.): Al inicio de la cursada, el responsable de seguridad e higiene de la facultad de ingeniería dicta una clase donde se le explica al estudiante como debe desempeñarse responsablemente dentro del ámbito de un laboratorio en donde se manipulan elementos que son peligrosos para el medio ambiente y la salud humana. SISTEMA DE EVALUACIÓN: Los alumnos serán evaluados mediante la presentación de un informe relativo a cada práctica realizada. Dicho informe será evaluado por la Cátedra específica a la que pertenece el trabajo práctico en cuestión. Todos los trabajos prácticos deben ser aprobados y la nota final será el promedio. Dadas las características de esta asignatura no se puede aplicar la Ord.028 de facultad de ingeniería. OBSERVACIONES: BIBLIOGRAFÍA: Laboratorio de Ingenieria Quimica 5 1. Operaciones básicas de ingeniería química. McCabe-Smith. McGraw-Hill (2007). 2. Chemical Engineering, Fluid Flow, Heat Transfer and Mass Transfer. Coulson and Richardson. Pergamon (1990). 3. Introd. al Diseño de los Reactores Químicos. Farina, Ferretti, Barreto. Eudeba (1986). 4. Process Heat Transfer. Hewitt, Sires, Bott. CRC-Press (1994). 5. Ingeniería de los Reactores Químicos. Levenspiel. Reverte (2005). 6. Procesos de transferencia de calor. Kern. CECSA (1997). 7. Operaciones de Transferencia de Masa. Treybal. LTC (1997). 8. Transport Processes and Unit Operations. Geankoplis. Pearson (2003). 9. Manual del Ingeniero Químico. Perry. 9°Edición. McGraw-Hill (2019). 10. Las prácticas de laboratorio como estrategia didáctica. Cardona Buitrago, Universidad del Valle, Santiago de Cali (2013). 11. Aprendizaje significativo a partir de prácticas de laboratorio de precisión. Agudelo Giraldo. Latin-American Journal of Physics Education (2010). 12. Hacia un enfoque más crítico del trabajo de laboratorio. Hodson. Enseñanza de las Ciencias (1994). EJES Y ENUNCIADOS MULTIDIMENSIONALES Y TRANSVERSALES: • Identificación, formulación y resolución de problemas relacionados a productos, procesos, sistemas, instalaciones y elementos complementarios correspondientes a la modificación física, energética, fisicoquímica, química o biotecnológica de la materia y al control y transformación de emisiones energéticas, de efluentes líquidos, de residuos sólidos y de emisiones gaseosas. Estrategias de abordaje, diseños experimentales, definición de modelos y métodos para establecer relaciones y síntesis. (GRADO MEDIO). • Diseño, cálculo y proyecto de productos, procesos, sistemas, instalaciones y elementos complementarios correspondientes a la modificación física, energética, fisicoquímica, química o biotecnológica de la materia y al control y transformación de emisiones energéticas, de efluentes líquidos, de residuos sólidos y de emisiones gaseosas. Estrategias conceptuales y metodológicas asociadas a los principios de cálculo, diseño y simulación para la valorización y optimización. (GRADO MEDIO). • Identificación, formulación y resolución de problemas de ingeniería química (GRADO MEDIO). • Utilización de técnicas y herramientas de aplicación en la ingeniería química (GRADO ALTO). • Desempeño en equipos de trabajo. (GRADO ALTO). • Comunicación efectiva. (GRADO ALTO). • Actuación profesional ética y responsable. (GRADO ALTO). • Evaluación y actuación en relación con el impacto social de su actividad profesional en el contexto global y local. (GRADO MEDIO). • Aprendizaje continuo. (GRADO BAJO). MATERIAL DIDÁCTICO: A fin de guiar al alumno, además de las clases teóricas de la asignatura, se cuenta con una detallada Guía de Laboratorio. Además, se entrega al alumno un apunte sobre seguridad e higiene. Asimismo, se encuentran a disposición los manuales de cada uno de los equipos de laboratorio. Laboratorio de Ingenieria Quimica 6 ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO Nombre Tema Laboratorio Días y Horarios Descripción: Herramientas Utilizadas: Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:
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