|
Objectius
|
|
|
|
L'assignatura pretén donar uns coneixements generals relatius als processos químics industrials. Inicialment, s'introdueixen els fonaments de l'Enginyeria de processos. A continuació, es fa una descripció de les operacions bàsiques de transferència de quantitat de moviment, de calor i de matèria. Tot seguit, s'aborda l'estudi dels balanços de matèria i d'energia, i es fa el càlcul detallat d'operacions bàsiques, com ara l'evaporació i la cristal·lització. Seguidament, s'estudien els principals sectors de la indústria química segons l’origen de les matèries primeres (atmosfera, hidrosfera, litosfera i biosfera). Finalment, s'exposen projectes de tecnologies de processos presentats pels estudiants. |
|
|
|
|
Prerrequisits
|
|
|
Obligatoris: Nil
Recomanats: Termodinàmica i mecànica de fluids. Química-Física |
|
|
|
|
Contingut (Programa)
|
|
|
. INTRODUCCIÓ A L'ENGINYERIA DE PROCESSOS
1.1. Dimensions i unitats. Sistemes d'unitats.
1.2. Homogeneïtat dimensional i consistència d'unitats.
1.3. Magnituds adimensionals.
1.4. Variables de procés i propietats físiques.
1.5. Diagrames de flux.
1.6. Estratègia de processos.
1.7. Optimització.
2. NOCIONS D'OPERACIONS BÀSIQUES
2.1. Introducció.
2.1.1. Disseny de processos.
2.1.2. Funcions d’un enginyer de processos.
2.1.3. Història de les operacions bàsiques.
2.2. Definició d'operació bàsica.
2.3. Classificació sistemàtica de les operacions bàsiques.
2.3.1. O.B. de transport de quantitat de moviment.
2.3.2. O.B. de transmissió de calor.
2.3.3. O.B. de transferència de matèria.
2.3.4. O.B. de transferència simultània de calor i de matèria.
2.1.1. O.B. de manipulació de sòlids.
2.4. Les operacions bàsiques en els processos químics.
3. BALANÇOS DE MATÈRIA
3.1. Balanços macroscòpic i microscòpic de matèria.
3.2. Expressió general del balanç macroscòpic de matèria.
3.3. Balanç macroscòpic de matèria en estat estacionari.
3.3.1. Processos físics (amb i sense canvi d'estat).
3.3.2. Processos reactius.
3.4. Balanç macroscòpic de matèria en estat no estacionari.
3.4.1. Processos físics (amb i sense canvi d'estat).
3.4.2. Processos reactius.
3.5. Recirculació, purga i bypass.
4. BALANÇOS D'ENERGIA
4.1. Balanços macroscòpic i microscòpic d'energia.
4.2. Expressió general del balanç macroscòpic d'energia.
4.3. Balanç macroscòpic d'energia en estat estacionari.
4.3.1. Processos físics (amb i sense canvi d'estat).
4.3.2. Processos reactius.
4.4. Balanç macroscòpic d'energia en estat no estacionari.
4.4.1. Processos físics (amb i sense canvi d'estat).
4.4.2. Processos reactius.
5. EVAPORACIÓ
5.1. Objectius de l'evaporació.
5.2. Tipus d'evaporadors. Equips utilitzats.
5.3. Tipus d'operació.
5.3.1. Evaporador simple.
5.3.2. Evaporador de múltiple efecte.
5.3.3. Evaporador amb recompressió de vapor.
5.4. Capacitat i economia d'evaporació.
5.5. Equacions fonamentals.
5.5.1. Diferència de temperatura.
5.5.2. Coeficient global.
5.5.3. Elevació del punt d’ebullició.
5.5.4. Altres factors: columna hidrostàtica i fricció.
5.6. Càlcul d'un evaporador simple.
5.6.1. Balanços de matèria i d'energia.
5.6.2. Avaluació de la superfície de contacte.
5.7. Càlcul d'un evaporador de múltiple efecte.
5.7.1. Flux a co-corrent, a contracorrent i en corrents paral•lels.
5.7.2. Balanços de matèria i d' energia.
5.7.3. Mètodes de resolució.
5.7.4. Avaluació de la superfície de contacte de cada efecte.
5.7.5. Optimització del nombre d'efectes.
5.8. Producció de vapor, buit i aire comprimit.
5.9. Aplicacions industrials.
6. CRISTAL•LITZACIÓ
6.1. Objectius de la cristal•lització.
6.2. Tipus de cristal•litzadors. Equips utilitzats.
6.3. Nucleació i creixement.
6.4. Solubilitat i zona de metaestabilitat.
6.5. Rendiment i eficàcia de cristal•lització.
6.6. Càlcul d’un cristal•litzador.
6.6.1. Diagrama de fases.
6.6.2. Diagrama d’entalpia-concentració.
6.6.3. Balanços de matèria i d’energia.
6.6.4. Balanços de població.
6.7. Aplicacions industrials.
7. DESCRIPTIVA DE PROCESSOS QUÍMICS INDUSTRIALS
7.1. Sectors industrials (primari, secundari i terciari).
7.2. Indústria química.
7.2.1. Importància de la indústria química.
7.2.2. Inicis i desenvolupament de la indústria química.
7.2.3. Classificació dels productes químics.
7.2.4. Diagrama de flux de la indústria química.
7.3. Processos químics industrials.
7.3.1. Definició.
7.3.2. Classificació segons la font de matèries primeres.
7.3.2.1. Aire.
7.3.2.2. Hidrosfera.
7.3.2.3. Litosfera.
7.3.2.4. Biosfera.
8. PROJECTES DE TECNOLOGIES DE PROCESSOS
8.1. Diagrama de flux.
8.2. Descriptiva del procés.
8.3. Balanços de matèria i d’energia.
8.4. Estimació de costos.
|
|
|
|
|
Bibliografia
|
|
|
Bibliografia bàsica a utilitzar durant el curs
• Carrasco. "Operacions bàsiques de la indústria alimentària: problemes i material didàctic", Servei de publicacions de la Universitat de Girona (2002).
• McCabe, Smith i Harriot. "Operaciones unitarias en Ingeniería Química". Ed. McGraw-Hill, Madrid (1991).
• Felder i Rousseau. Principios elementales de los procesos químicos. Ed. Addison-Wesley, Wilmington (1991).
• Vian Ortuño. "Introducción a la Química Industrial". Ed. Reverté, Barcelona (1994).
Bibliografia de consulta recomanada
• Coulson i Richardson. Chemical Engineering. Ed. Pergamon Press, Oxford (1978).
• Costa, Cervera Cunill, Esplugas, Giménez, Mans i Mata. Curso de Ingenieria Química. Ed Reverté, Barcelona (1994).
• Himmelblau. "Basic Principles and Calculations i Chemical Engineering". Ed. Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1989).
• Costa, Esplugas, Giménez, Mans i Tejero. Problemes d´introducció a l´Enginyeria Química, Ed. Publicacions Universitat de Barcelona, Barcelona (1994).
|
|
|
|
|
Mètodes docents
|
|
|
Classes de teoria i problemes: 2 hores setmanals.
Pràctiques: Sessió introductòria a l'aula i seguiment personalitzat del projecte. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
La bibliografia a la biblioteca