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Departamento: Dpto Cs. Agua y Medio Ambiente Nombre del curso: SEPARACIONES MECÁNICAS Clave: 004268 Academia a la que pertenece: INGENIERÍA QUÍMICA APLICADA EN OPERACIONES UNITARIAS Requisitos: Ninguno Horas Clase: 3

Horas Laboratorio: 0

Horas Práctica: 0

Créditos: 5.62

Programa educativo que la recibe: Ingeniero Químico Plan: 2009

Fecha de revisión: Julio 2012

Competencia a la que contribuye este curso: Gestionar los procesos de transformación de la materia, apoyándose en un conjunto de normas y procedimientos que mantengan la rentabilidad del proceso, atendiendo la visión y misión de la empresa.

Tipo de competencia: Específica

Descripción: El estudiante adquirirá conocimientos sobre las operaciones de tamizado, trituración, molienda, sedimentación y separación centrífuga empleando métodos puramente mecánicos Unidad de Competencia 1 Describir los fundamentos de operación de equipos e instalaciones relacionadas con la separación y almacenamiento de sólidos a nivel industrial

Elementos de Competencia

Requerimientos de información

•Identificar los conceptos básicos de las separaciones mecánicas mediante la revisión de literatura reciente. •Clasificar los tipos de separaciones en función de las características y propiedades de las partículas haciendo uso de un cuadro comparativo. •Identificar las variables que intervienen en el almacenamiento y transporte por medio de cálculos de presión de masas

•Antecedentes •Principios básicos que permiten la separación. •Tipos de separaciones y clasificación de las mismas. •Características y propiedades de las partículas. •Tamaño, superficie y número de partículas. •Presiones en masas. •Almacenamiento y transporte.

Criterios de Evaluación Desempeños

Productos

•Exposición, de manera grupal en aula, en la cual se describan los conceptos básicos de las separaciones mecánicas.

Conocimientos

•Problemas resueltos relacionados con los principios básicos de separación y que acciones deben realizarse para alcanzar el grado de separación propuesto •Exposición gráfica, de manera grupal en •Diagramas elaborados que muestren el tamaño, aula de los tipos de separaciones en superficie y número de las partículas clasificación función de las características y propiedades de las separaciones mecánicas así como la de las partículas citando al menos tres variación en la composición de flujos que fuentes bibliográficas intervienen en esta. •Reporte escrito que identifique la diversidad de instalaciones de almacenamiento y transporte de sólidos en la industria. •Problemas resueltos relacionados con la determinación de presiones que existen verticalmente y lateralmente en el almacenamiento de sólidos en silos

Unidad de Competencia 2

Elementos de Competencia

•Identificar los procesos de separación y •Explicar el concepto de tamizado utilizando clasificación de partículas sólidas mezclas de partículas de diversos tamaños. mediante los fundamentos de tamizado •Determinar la eficiencia de operación de un

• Principios básicos que permiten la separación. • Tipos de separaciones y clasificación de las mismas. •Características y propiedades de las partículas. •Tamaño, superficie y número de partículas. •Presiones en masas. •Almacenamiento y transporte

Requerimientos de información •Fundamentos de la separación por tamices. •Concepto de tamiz

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de partículas.

proceso de tamizado basandose en los principios de balance de masa. •Diferenciar los equipos de tamizado y parillas estacionarias, en base a las fuerzas impulsoras que provocan la separación.

estandarizado •Balance de materia en un tamiz. •Eficiencia de la operación de tamizado. •Equipo de tamizado. •Tamices y parrillas estacionarias. •Tamices giratorios. •Tamices vibratorios. •Tamiz centrífugo

Criterios de Evaluación Desempeños

Productos

Conocimientos

•Demostración gráfica, de manera grupal en aula, de los diversos tipos de tamizadores, considerando las características y propiedades de las partículas y reportando al menos tres fuentes bibliográficas.

•Diagramas elaborados que muestren el tamaño, superficie y número de la clasificación de las separaciones mecánicas así como la variación en la composición de flujos que intervienen en esta. •Reporte escrito que Identifique la aplicación del proceso de almacenamiento y transporte en la industria. •Reporte escrito que identifique la aplicación del proceso de desalinización en la industria, agricultura y consumo humano. •Reporte individual sobre los equipos de tamizado utilizados en la industria minera, y alimenticia. •Reporte de la determinación práctica del tamaño de partícula promedio de una mezcla proporcionada por el instructor.

•Fundamentos de la separación por tamices. •Concepto de tamiz estandarizado •Balance de materia en un tamiz. •Eficiencia de la operación de tamizado •Diferenciar el uso de diferentes tamizadores centrífugos, giratorios y rotatorios

•Demostrar la capacidad de resolución de ejercicios asignados por el instructor en el aula, sobre el tema de clasificación de partículas sólidas

•Documento impreso con la solución y análisis de una serie de problemas asignados individualmente sobre aplicaciones del tamizado en el sector minero o de alimentos.

Unidad de Competencia 3 Describir los procesos de trituración y molienda con base a su utilización en diversos sectores industriales

Elementos de Competencia

Requerimientos de información

•Identificar las variables que intervienen en la eficiencia de un proceso de trituración por medio de un análisis de fuerzas. •Clasificar los tipos de trituradores en función al principio de operación utilizado para la reducción de tamaño considerando aplicaciones industriales •Identificar las variables para la selección de equipo de molienda en aplicaciones industriales mediante la revisión de literatura reciente.

•Trituradores o quebrantadores. oMandíbulas. oGiratorios. oRodillos lisos. oRodillos dentados. Molienda oDe martillos. oDe rodadura-compresión. oDe frotación. oDe volteo. •Diferencias entre la operación de la mlienda seca y la molienda húmeda. •Procedimiento para dimensionamiento y selección de trituradores a utilizar según tipo de industria •Procedimiento para dimensionamiento y selección de molinos de bolas incluida la determinación del número de bolas.

Criterios de Evaluación Desempeños

Productos

•Mediante exposición, presentada por •Reporte individual escrito sobre los diferentes

Conocimientos •Trituradores o

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el maestro, equipos de alumnos determinarán las diferencias significativas entre los tipos de trituradores y discutirán en plenaria los tipos más usados en la industria minera •Resolución de ejercicios de manera grupal en el aula en los cuales se aplique el procedimiento para triturar y/o moler granos en un proceso de minería y almacenamiento de granos. •Exposición, por equipo, de las ventajas y desventajas del uso de molienda en seco y húmeda

Unidad de Competencia 4

equipos de molienda y trituración usados en la industria, incluyendo un cuadro sinóptico. Documento impreso con la solución y análisis de una serie de problemas asignados individualmente sobre aplicaciones de equipo de trituración y molienda en el sector minero o de alimentos. •Diagramas elaborados que muestren la reducción de tamaño de partícula empleando los diferentes trituradores y equipos de molienda, así como la composición de flujos que intervienen en esta.

Elementos de Competencia

quebrantadores. oMandíbulas. oGiratorios. oRodillos lisos. oRodillos dentados. •Molinos oDe martillos. oDe rodadura-compresión. oDe frotación. oDe volteo. •Diferencias entre la operación de la molienda seca y la molienda húmeda. •Procedimiento para dimensionamiento y selección de trituradores a utilizar según tipo de industria •Procedimiento para dimensionamiento y selección de molinos de bolas incluida

Requerimientos de información

•Dimensionar el equipo requerido para la •Identificar los principios básicos del proceso separación de sólidos basándose en los de sedimentación en diversos procesos principios para el proceso de industriales. sedimentación y precipitación •Diferenciar las variables que intervienen en los diversos tipos de precipitación.

•Principios de la sedimentación. •Teoría del movimiento de partículas a través de un fluido. •Precipitación frenada. •Efecto de pared sobre la •Entender la función del proceso de precipitación libre. precipitación en el dimensionamiento de •Precipitación diferencial y sedimentadores. separación de sólidos en la clasificación. •Aplicar la metodología para el •Precipitación electrostática. dimensionamiento de sedimentadores con •Tipos de sedimentadores. base a las necesidades del influente y efluente oClarificadores. oEspesadores. bajo estudio. •Procedimiento para el dimensionamiento de sedimentadores. Criterios de Evaluación

Desempeños

Productos

Conocimientos

•Exposición por equipos sobre los principios de sedimentación donde se incluya la teoría del movimiento de partículas a través de un fluido. •Demostración gráfica de los diversos tipos de precipitación y equipos utilizando modelos en computadora. •Resolución de ejercicios frente al grupo en aula donde se apliquen las ecuaciones y criterios del dimensionamiento de sedimentadores.

•Ensayo a computadora donde se describan los principios de sedimentación y movimiento de partículas en un fluido. •Modelo a computadora donde se muestren las diferencias o semejanzas de los tipos de precipitación. • Ejercicios resueltos sobre dimensionamiento de sedimentadores. •Documento impreso con la solución y análisis de una serie de problemas asignados individualmente sobre aplicaciones donde se requiera dimensionar un sedimentador para fines específicos.

•Principios de la sedimentación. •Teoría del movimiento de partículas a través de un fluido. •Precipitación frenada. •Efecto de pared sobre la precipitación libre. •Precipitación diferencial y separación de sólidos en la clasificación. •Precipitación electrostática. •Tipos de sedimentadores. •Dimensionamiento de sedimentadores

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Unidad de Competencia 5 •Identificar los procesos de separación por centrifugación así como los diversos equipos utilizados y sus criterios de selección para la eficiencia de recolección.

Elementos de Competencia

Requerimientos de información

•Identificar las variables que intervienen en el proceso de centrifugación por medio de las ecuaciones para precipitación y sedimentación centrífuga. •Clasificar los tipos de centrifugas usando un cuadro sinóptico resaltando su principio básico. •Identificar los criterios de selección para un equipo de separación centrífuga para eficientar su recolección. •Identificar los criterios de selección para un equipo de separación centrífuga gas-sólido para eficientar su recolección

•Procesos de separación por centrifugación. •Ecuaciones para la fuerza centrifuga. •Ecuación general para la precipitación. •Sedimentación centrífuga. oCentrífuga tubular. oCentrífuga de tazón con disco. oCentrífuga de boquillas. oCriterios de selección. •Separadores de ciclón para gas sólido. •Introducción y equipo. •Teoría de los separadores de ciclón. •Eficiencia de recolección.

Criterios de Evaluación Desempeños

Productos

Conocimientos

•Presentación en aula y en equipo, utilizando la herramienta computacional “flash” donde se destaquen las variables que intervienen en un proceso de separación por centrifugación.

•Reporte individual que identifique y resalte la aplicación del proceso de centrifugación en la industria. •Ejercicios resueltos de casos prácticos de selección o determinación de condiciones de operación para equipos de centrifugación donde se apliquen ecuaciones para fuerza centrífuga y precipitación. •Mapa mental de las características de los diversos equipos de centrifugación en el campo de investigación y el área industrial.

•Cálculos de tipos de centrífugas para los procesos de separación con este principio. •Concepto de centriugación y definición de los tipos. •Descripción de los equipos de centrifugación más utilizados.

•Resolución, en equipo y en aula, de casos prácticos donde se apliquen las ecuaciones para la fuerza centrifuga y precipitación de un proceso de separación de aceite y lodos en agua. •Demostración gráfica donde describan las características de cada uno de los equipos de centrifugación, en al menos tres bibliografías.

Actitudes Acciones personales realizadas como resultado de un estado interno (mental) que modera a la persona (alumno). Las actitudes tienen componentes afectivos (emocionales), cognitivos y consecuencias conductuales. Corresponden a las actitudes que se promoverán durante el desarrollo del curso en general

Evaluación Criterio

Ponderación

Unidad de Competencia 1

10 %

Unidad de Competencia 2

15 %

Unidad de Competencia 3

25 %

Unidad de Competencia 4

25 %

Unidad de Competencia 5

25 %

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Bibliografía Básica. GEANKOPLIS, CHRISTIE , PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS. . Edición 1998. Editorial: COMPAÑIA EDITORIAL CONTINENTAL, HIMMELBLAU, DAVID M, PRINCIPIOS BASICOS Y CALCULOS EN INGENIERIA QUIMICA. Edición 1997. Editorial: PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA, S. A., Bibliografía De Consulta. CHOPEY NICHOLAS P./ HICKS TYLER G., MANUAL DE CALCULOS DE INGENIERIA QUIMICA. Edición 1. Editorial: McGrawHill, FARIÑAS IGLESIAS MANUEL, OSMOSIS INVERSA, Fundamentos Tecnologia y Aplicaciones. Edición 1. Editorial: McGrawHill, MEDINA SAN JUAN JOSE ANTONIO, DESALACION DE AGUAS SALOBRES Y DE MAR; OSMOSIS INVERSA. Edición 1. Editorial: MUNDI PRENSA MEXICO, S. A. DE C. V., PYTEL, ANDREW, RESISTENCIA DE MATERIALES; INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE SÓLIDOS . Edición 1994. Editorial: ALFAOMEGA,

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