Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2004-05

3105CF0004 ENGINYERIA QUÍMICA


Objectius  
L'objectiu de l'assignatura és donar a conèixer les bases de l'enginyeria química aplicada a les agroindústries, emfatitzant particularment els càlculs de balanços de matèria i d’energia. A més, es descriuran les operacions bàsiques i els processos de la indústria alimentària
 
Prerrequisits  
No en té
 
Contingut (Programa)  
1. INTRODUCCIÓ ALS PROCESSOS (10 h)

1.1. Processos i productes.
1.2. Anàlisi i disseny de processos. Aspectes econòmics, de seguretat i mediambientals.
1.3. Formes d’operar en un procés: operacions en discontinu i en continu. Règim estacionari i no estacionari.
1.4. Elements d’un procés.
1.4.1. Diagrama de flux. Unitats de procés.
1.4.2. Operacions bàsiques físiques.
1.4.2.1. Transferència de quantitat de moviment. Fluids newtonians i no newtonians.
1.4.2.2. Transferència de calor.
1.4.2.3. Transferència de matèria.
1.4.2.4. Transferència simultània de calor i matèria.
1.4.2.5. Manipulació de sòlids.
1.4.3. Operació bàsica química/bioquímica (i.e. reacció)
1.4.3.1. Tipus de reactors segons el model de flux: reactor tanc agitat, reactor tubular, reactor de llit fix, reactor de llit fluïditzat.
1.4.3.2. Reactors catalítics i no catalítics.
1.4.3.3. Reactors isotèrmics i adiabàtics.

2. BALANÇOS DE MATÈRIA (12 h)

2.1. Concepte de balanç de matèria (llei de conservació de la massa).
2.2. Plantejament del balanç global i dels balanços específics.
2.3. Balanç de matèria sense reacció química en estat estacionari i no estacionari. Estudi de casos: desnatament de la llet per centrifugació, salament de la mantega, dilució d’una solució salina, buidatge d’un tanc, extracció líquid-líquid, destil•lació de mescles binàries, assecament de sòlids. 2.4. Balanç de matèria amb reacció química en estat estacionari. Estequiometria. Grau de conversió. Velocitat de reacció.
2.5. Configuracions especials: bypass, recirculació i purga.
2.6. Base de càlcul. Canvi d’escala.

3. BALANÇOS D’ENERGIA I D’ENERGIA MECÀNICA (10 h)

3.1. Principi de conservació de l’energia. Formes en què es presenta l’energia.
3.2. Plantejament del balanç d’energia. Estudi de casos: escalfament d’un líquid en un bescanviador de calor, evaporació de solucions aquoses, generació de vapor en una caldera, obtenció de vapor per descompressió súbita, deshidratació per liofilització, concentració de solucions per congelació parcial del dissolvent.
3.3. Plantejament del balanç d’energia mecànica. Equació de Bernoulli.
3.4. Càlcul de canonades.
3.5. Càlcul de bombes, ventiladors i compressors.

4. BESCANVI DE CALOR (8 h)

4.1. Mecanismes de transmissió de calor.
4.2. Tipus de bescanviadors de calor.
4.3. Perfil de temperatures.
4.4. Coeficient global de transmissió de calor.
4.4. Balanços d'energia.
4.5.1. Potència calorífica cedida o captada.
4.5.2. Potència calorífica transferida.
4.5.3. Pèrdues tèrmiques.
4.6. Correlacions del coeficient individual de convecció.
4.7. Ordres de magnitud dels coeficients de transmissió de calor.

5. ESTUDI D’UN PROCÉS QUÍMIC (5 h)
5.1. Criteris econòmics.
5.2. Elements de control.
5.3. Estudi d’un cas: Balanços de matèria, d’energia i econòmic.
 
Bibliografia  

- A. Aucejo et al. “Introducció a l'Enginyeria Química”. Ed. Pòrtic, Barcelona (1999).

- G. Calleja Pardo (editor), F. García Herruzo, A. de Lucas Martínez, D. Prats Rico i J.M. Rodríguez Maroto. “Introducción a la Ingeniería Química”. Editorial Síntesis, Madrid (1999).

- F. Carrasco, “Operacions bàsiques de la indústria alimentària: Problemes i material Didàctic”. 3ª edició. Servei de Publicacions de la Universitat de Girona (2002).

- F. Carrasco, “Pràctiques de laboratori d’operacions bàsiques”. 1ª edició. Servei de Publicacions de la Universitat de Girona (2001).

- J. Casal i R. Clotet, eds. “Operacions Unitàries de la Indústria Alimentària.”, Monografies de Tecnología III, Societat Catalana de Tecnologia. Barcelona (1995).

- J. Costa, S. Cervera, F. Cunill, S. Esplugas, C. Mans i J. Mata. “Curso de Química Técnica: Introducción a los Procesos, las Operaciones Unitarias y los Fenómenos de Transporte en la Ingeniería Química”. Ed. Reverté, Barcelona (1994).

- J. Costa, S. Espulgas, J. Jiménez, C. Mans i J. Tejero. “Problemes d’Introducció a l’Enginyeria Química”. Col•lecció textos docents 24. Publicacions de la Universitat de Barcelona (1994).

- W.L. McCabe, J.C. Smith i P. Harriott. “Operaciones Básicas de Ingeniería Química”, Ed. McGraw-Hill, Madrid (1991).

- J.M. Coulson, J.F. Richardson, J.R. Backhurst, J.H. Harker, D.G. Peacok i R.K. Sinnott. “Ingeniería Química: Flujo de Fluidos, Transmisión de Calor y Transferencia de Materia”. 3ª ed. Ed. Reverté, Barcelona (1984).

- D.M. Himmelblau. “Principios y Cálculos Básicos de la Ingeniería Química”. 5ª ed. Compañía Editorial Continental, México (1981).

- O. Levenspiel. “Ingeniería de las Racciones Qímicas”. Ed. Reverté, Barcelona (1974).

- J. Ocón i G. Tojo. “Problemas de Ingeniería Química”. Ed. Aguilar, Madrid (1976).

- G.V. Reklaitis. “Balances de Materia y Energía”. Nueva Editorial Interamericana, México (1986).

-A. Vian i J. Ocón. “Elementos de Ingeniería Química”. 3ª ed. Ed. Aguilar, Madrid (1976).

- R.L. Earle. “Ingeniería de los Alimentos”, 2ª ed. Ed. Acribia, Zaragoza (1988).

 
Mètodes docents  
Classes de teoria i problemes:
3 hores setmanals
Pràctiques:
3 h setmanals (15 h / semestre)
 
Tipus d'exàmens i avaluacions  
Informes de pràctiques 5%
Examen de pràctiques 15%
Examen de teoria i problemes 80%
 
Informació addicional  
(
 
Llengua de les classes  
Català