nqpq - upiicsa - Instituto Politécnico Nacional

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ESCUELA: U.P.I.I.C.S.A.
CARRERA: INGENIERÍA EN INFORMÁTICA
ESPECIALIDAD:
COORDINACION: ACADEMIA DE QUÍMICA
DEPARTAMENTO: CIENCIAS BÁSICAS
ASIGNATURA: PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES
CLAVE:
NQPQ
SEMESTRE: TERCERO
CREDITOS:
6
VIGENTE: AGOSTO 2000
TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICA
MODALIDAD: Escolarizada
X
Abierta
.
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
Una de las aplicaciones más importantes del desarrollo en el tratamiento de la información ha sido el diseño computarizado de los procesos de producción
que ha dado origen a sistemas más eficientes para el manejo de los materiales y las operaciones de procesos tanto de manufactura como de transformación.
Con estos sistemas los ingenieros de proceso cuentan con herramientas que les permiten controlar con mayor precisión las variables que afectan la
operación del mismo, la calidad de los productos y la productividad en general del área de producción.
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
El alumno deducirá la importancia del conocimiento de las variables y operaciones de los procesos de transformación de materiales en el diseño y
aplicación de herramientas y servicios informáticos que permitan la utilización racional de los recursos y un desarrollo sustentable en la obtención de
productos de las empresas industriales.
TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS:
H/SEMESTRE: 54:00
H/SEMANA:
3:00
H/TEORIA/SEMESTRE: 54:00
H/PRACTICA/SEMESTRE:
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO
POR: Academia de Procesos Químicos Industriales
REVISADO: Jefatura de Academia de Química/Jefatura de
la Carrera de Ingeniería en Informática
APROBADO POR: El Consejo Técnico Escolar
Ing. Francisco Bojórquez Hernández
Director
AUTORIZADO POR:
Comisión de Planes y Programas de Estudio. Del
Consejo General Consultivo del I.P.N:
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ASIGNATURA:_______________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES_________________________ CLAVE:
2
DE 14 .
NQPQ
.
HOJA:
FUNDAMENTACIÓN
En relación con la función del ingeniero en informática y respecto a las actividades que se desarrollan en el área de producción, específicamente con los
procesos industriales de transformación, es importante el conocimiento básico de dichos procesos y el entendimiento de las necesidades del responsable del
área para un diseño efectivo del sistema de información.
Con el conocimiento básico de los procesos industriales y la comprensión de las necesidades del responsable de los operadores del sistema productivo de
la empresa, el ingeniero informático podrá ofrecer equipos y servicios de mantenimiento y operación eficaces para un manejo adecuado de la información,
contemplada dentro de un sistema integrado. Por ello, dentro de la curricula del Ingeniero en Informática, la asignatura de Procesos Químicos Industriales
contempla el estudio de las características de los estados de la materia, algunas leyes fundamentales y relaciones entre éstos, principios de algunas
operaciones y procesos unitarios que se llevan a cabo en los procesos industriales, así como condiciones de operación para el uso racional tanto de los
materiales como de la energía. Esto con el fin de que al diseñar los sistemas computarizados y de información se contemplen los aspectos de procesos
limpios y de desarrollo sustentable.
La asignatura de Procesos Químicos Industriales, no tiene propiamente un antecedente directo, sin embargo, se apoya con los conocimientos que adquiere
el estudiante en las asignaturas precedentes de Investigación Científica y Tecnológica, y la de Dibujo industrial Asistido por Computadora y en forma lateral
con las asignaturas de Aplicación de Procesos Químicos y Administración General, porque ambas complementan la visión del área de producción y la de
la empresa total. También, los conocimientos adquiridos podrán ayudarles en la comprensión y aplicaciones de fenómenos y actividades que contemplan las
asignaturas consecuentes de Herramientas Automatizadas, Diseño y Desarrollo de Software, Ingeniería Asistida por Computadora, Simulación de sistemas,
Instrumentación Virtual, Calidad Normalización y Desarrollo Sustentable, así como en Formulación y Evaluación de Proyectos.
Para lograr un proceso de enseñanza-aprendizaje efectivo, el profesor hará uso de pizarrón, diapositivas, proyecciones en acetato y videos para las
exposiciones de los temas, mientras que el alumno deberá realizar investigaciones bibliográficas y de campo que le permitan afianzar e incrementar su
conocimiento sobre los temas planteados en este programa de estudios.
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ASIGNATURA:_______________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES_______________________ CLAVE: NQPQ
HOJA:
3
No. UNIDAD
.
DE
14 .
NOMBRE
INTRODUCCIÓN
I
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
Relacionará los sistemas de información y los procesos químicos Industriales.
HORAS
No.
TEMA
1.1
1.2
1.3
TEMAS
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
Importancia y evolución de los procesos – Exposición del tema por el profesor
– Exposición por parte de los alumnos
industriales
– Discusión y solución de ejemplos
ilustrativos
Estructura de una planta industrial – Solución de ejercicios por los
(diagrama estructural).
alumnos
– Investigación de campo
Sistemas de Información en los procesos – Dinámicas grupales
del área de producción.
Apoyo didáctico
- Material didáctico :
Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y
visitas industriales
T
0.5
1.0
0.5
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRAFÍA
1B
2C
5B
6C
8C
9C
10 C
13 C
15 B
18 C
20 C
21 C
23 C
24 C
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ASIGNATURA:______________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES________________________ CLAVE: NQPQ
HOJA:
4
No. UNIDAD
.
DE
14 .
NOMBRE
PROCESOS INDUSTRIALES DE TRANSFORMACIÓN
II
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno describirá los elementos básicos relacionados con los procesos industriales de transformación.
HORAS
No.
TEMA
TEMAS
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
2.1
Sistema de unidades aplicables en las
variables de procesos (temperatura, nivel,
flujo, presión, concentración, pH)
- Instrumentos de medición industrial
3.0
2.2
Concepto de materia y energía
– Exposición del tema por el profesor
– Exposición por parte de los alumnos
– Discusión y solución de ejemplos
ilustrativos
– Solución de ejercicios por los
alumnos
– Investigación de campo
– Dinámicas grupales
2.3
Conceptos básicos de los procesos
Apoyo didáctico
industriales de transformación
- Material didáctico :
- Fenómeno físico
Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y
- Fenómeno químico
visitas industriales
0.5
1.0
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRAFÍA
2C
3C
5B
7C
8C
10 B
13 C
15 B
19 C
22 C
23 C
24 C
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- Operación unitaria
- Proceso unitario
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NQPQ
HOJA:
5
No. UNIDAD
.
DE
14 .
NOMBRE
PROCESOS INDUSTRIALES DE TRANSFORMACIÓN
II
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno describirá los elementos básicos relacionados con los procesos industriales de transformación.
HORAS
No.
TEMA
TEMAS
2.4
Conceptos básicos de química industrial
- Tipos de procesos
- Materia prima
- Productos
- Subproductos
- Desecho
2.5
Concepto de balance de materia y energía
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
– Exposición del tema por el profesor
– Exposición por parte de los alumnos
– Discusión y solución de ejemplos
ilustrativos
– Solución de ejercicios por los
alumnos
– Investigación de campo
– Dinámicas grupales
1.5
1.0
Apoyo didáctico
- Material didáctico :
Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y
visitas industriales
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRAFÍA
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ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE:
NQPQ
HOJA:
6
No. UNIDAD
.
DE
14 .
NOMBRE
III
LOS ESTADOS DE LA MATERIA
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará las características, los fenómenos y las leyes que gobiernan los distintos estados de la materia y su interrelación.
HORAS
No.
TEMA
TEMAS
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
El sistema gas y sus leyes
Características generales de los gases
Leyes de los gases ideales
Ecuación característica de gas real
Ejercicios sobre gases ideales y gases
reales
– Exposición del tema por el profesor
– Exposición por parte de los alumnos
– Discusión y solución de ejemplos
ilustrativos
– Solución de ejercicios por los
alumnos
– Investigación de campo
– Dinámicas grupales
3.0
3.2
3.2.1
3.2.2
El sistema líquido y sus principios
Características de los líquidos
Propiedades de líquidos (viscosidad, punto
de ebullición)
Ejercicios de propiedades de líquidos
Apoyo didáctico
- Material didáctico :
Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y
visitas industriales
3.2.3
2.0
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRAFÍA
3C
4C
7C
8C
9C
12 C
17 C
20 C
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NQPQ
HOJA:
7
No. UNIDAD
.
DE
14 .
NOMBRE
III
LOS ESTADOS DE LA MATERIA
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará las características, los fenómenos y las leyes que gobiernan los distintos estados de la materia y su interrelación.
HORAS
No.
TEMA
TEMAS
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
El sistema sólido y su tratamiento
Características del estado sólido
Propiedades de sólidos y sus mezclas
Algunas aplicaciones de materiales sólidos
3.0
3.4
3.4.1
3.4.2
– Exposición del tema por el profesor
– Exposición por parte de los alumnos
– Discusión y solución de ejemplos
ilustrativos
– Solución de ejercicios por los
alumnos
– Investigación de campo
– Dinámicas grupales
Diagramas de fases
Regla de las fases de Gibbs
Diagramas de fases de uno y dos Apoyo didáctico
componentes
- Material didáctico :
Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y
visitas industriales
1.0
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRAFÍA
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HOJA:
8
No. UNIDAD
.
DE
14 .
NOMBRE
IV
LA ENERGÍA EN LOS FENÓMENOS FÍSICOS Y QUÍMICOS
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno interpretará las relaciones entre las diferentes formas de energía.
HORAS
No.
TEMA
TEMAS
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
– Exposición del tema por el profesor
– Exposición por parte de los alumnos
– Discusión y solución de ejemplos
ilustrativos
– Solución de ejercicios por los
alumnos
– Investigación de campo
– Dinámicas grupales
1.0
4.1
Concepto y formas de energía
4.2
Primera ley de la termodinámica
4.3
Calor sensible y calor latente
- Capacidad calorífica
4.4
Balance de energía en los procesos Apoyo didáctico
industriales
- Material didáctico :
Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y
visitas industriales
2.0
2.0
1.0
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRAFÍA
3C
4C
7C
8C
9C
12 C
16 C
17 C
19 C
22 C
24 C
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DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE:
NQPQ
HOJA:
9
No. UNIDAD
.
DE
14 .
NOMBRE
V
PRINCIPIOS DE OPERACIONES UNITARIAS
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno :
- Identificará, mediante su descripción y representación gráfica, algunas Operaciones unitarias
- Realizará balances elementales de materia y energía en algunas Operaciones unitarias
HORAS
No.
TEMA
5.1
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.1.5
5.1.6
5.2
TEMAS
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
Conceptos, representación y variables de – Exposición del tema por el profesor
– Exposición por parte de los alumnos
control de las operaciones unitarias de :
– Discusión y solución de ejemplos
Mezclado y disolución
ilustrativos
Filtración
– Solución de ejercicios por los
Transferencia de calor
alumnos
–
Investigación de campo
Secado
–
Dinámicas grupales
Evaporación
Destilación
Apoyo didáctico
7.0
- Material didáctico :
Ejercicios de balance de materia y energía Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y
en las operaciones físicas
4.0
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRAFÍA
1C
7C
9C
13 C
16 C
18 C
19 C
21 C
22 C
23 C
24 C
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
en las operaciones físicas
visitas industriales
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ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE:
NQPQ
HOJA:
10
No. UNIDAD
.
DE
14 .
NOMBRE
VI
PRINCIPIOS EN PROCESOS UNITARIOS
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno :
- Identificará, mediante su descripción y representación esquemática, algunos Procesos Unitarios
- Realizará balances elementales de materia y energía en algunos Procesos Unitarios
HORAS
No.
TEMA
6.1
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.1.5
6.1.6
6.2.
TEMAS
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
Concepto, representación y variables a – Exposición del tema por el profesor
– Exposición por parte de los alumnos
controlar de procesos unitarios de :
– Discusión y solución de ejemplos
Oxidación
ilustrativos
Combustión
– Solución de ejercicios por los
Hidrogenación
alumnos
– Investigación de campo
Fermentación
– Dinámicas grupales
Polimerización
Neutralización
Apoyo didáctico
- Material didáctico :
Balance de materia y energía en procesos Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y
químicos
visitas industriales
T
8.0
4.0
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRAFÍA
1B
9C
18 C
19 C
22 C
23 C
24 C
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
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DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
.
ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE:
NQPQ
HOJA:
11
No. UNIDAD
.
DE
14 .
NOMBRE
VII
DESCRIPCIÓN Y REPRESENTACION DE PROCESOS INDUSTRIALES
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno interpretará los diagramas de procesos químicos industriales, identificando las variables que se pueden controlar mediante un sistema
informático.
HORAS
No.
TEMA
7.1
7.1.1
7.1.2
7.2
TEMAS
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
Formas de representación de procesos – Exposición del tema por el profesor
– Exposición por parte de los alumnos
químicos industriales
– Discusión y solución de ejemplos
Diagramas de flujo con bloques
ilustrativos
Diagramas de flujo con símbolos
– Solución de ejercicios por los
Descripción y representación de
proceso tipo que incluya :
a) Flujo de materiales
b) Circuitos de variables a controlar
c) Balances de materia y energía
alumnos
–
Investigación de campo
un
– Dinámicas grupales
Apoyo didáctico
- Material didáctico :
Pizarrón, acetatos, rotafolios, videos y
visitas industriales
T
3
3
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRAFÍA
1B
2C
5C
7C
9C
11 C
13 C
14 C
15 B
16 C
18 C
21 C
22 C
23 C
24 C
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
.
ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE:
NQPQ
HOJA:
12
.
DE
PERÍODO
UNIDADES TEMÁTICAS
PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN
1er Departamental
I.1.1 a III.3.4.2
70% examen escrito y 30% trabajos de investigación
2o. Departamental
IV.4.1 a V.5.2
70% examen escrito y 30% trabajos de investigación
3o. Departamental
VI.6.1 a VII.7.2
50% examen escrito y 50% trabajo de investigación
14 .
Evaluación Final: Promedio de las tres evaluaciones parciales
CLAVE
B
1
X
C
BIBLIOGRAFÍA
Austin, Georgit, Manual de los Procesos Químicos en la Industria, México, Ed. Mc Graw Hill, 1994, 780 pp
2
X
Cárdenas Enrique, Industria Química Orgánica, México, ANUIES, 1975, 107 pp.
3
X
Chang, Raymond, Química, México, Ed. Mc Graw Hill, 1999, 440 pp.
4
X
Croford H.D. y Knight, Samuel B., Fundamentos de Fisicoquímica, México, Ed. CECSA, 2a. ed., 1986, 492 pp.
5
X
Doris Gordon B y Olson, Margrethe H. Sistema de Información Gerencial.- México, Mc Graw Hill, 1990718 pp.
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.
ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE:
NQPQ
HOJA:
13
CLAVE
B
C
.
DE 14 .
BIBLIOGRAFÍA
6
X
Escalona Héctor,et.al. Química en la Comunidad, American Chemical Society y Addison Wesley, México, 1993,
468 pp.
7
X
Felder Richard M. y Rousseau Ronald W., Principios Elementales de los Procesos Químicos, USA,
Iberoamericana, 1991, 729 pp.
8
X
Garritz A. y Chamizo J.A., Química, E.U.A. Addison Wesley 1a. Ed., 1994, 5-14; 226-227, 380-383; 178-216; 563614 pp
9
X
Himmelbland David M, Principios Básicos y Cálculos en Ingeniería Química, México, Prentice Hall
Hispanoamericana,
10
X
Instituto Politécnico Nacional, Sistema General de Unidades, Norma Oficial Mexicana, NOM 008-SCFI, 1993, 94
pp.
11
X
Kent James A., Manual de Riegel de Química Industrial, México, CECSA, 1984, 948 pp.
12
X
Maron, S. H., y Landon, J.B. , Fisicoquímica Fundamental, México, Limusa-Noriega, 1999, 1016 pp.
13
X
Mattson Clausen, Fundamentos de Química Industrial, México, Limusa, 1982, 445 pp.
14
X
Mondragón Ruiz Leopoldo y Moheyer Negrete José Nelson, Tecnología Química, México, CECYT 2, IPN, 1985,
pp
15
X
Murdick, Robert A y Munso, John C., Sistemas de Información Administrativos, México, Prentice Hall
Hispanoamericana, 2a. Ed., 1998, 723 pp
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.
ASIGNATURA:________________________________PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES______________________ CLAVE:
NQPQ
HOJA:
14
CLAVE
B
C
.
DE 14 .
BIBLIOGRAFÍA
16
X
Orozco, Flores Martha, Operaciones Unitarias I., Limusa IPN, 1998, 233 pp.
17
X
Ortiz Pérez, Víctor, Apuntes de Fisicoquímica II, México, UPIICSA IPN, 1999, 51 pp.
18
X
Othmer, Kirk, Enciclopedia de Tecnología Química, México, Ed. Limusa Noriega, 1998, 1494 pp
19
X
Perry, John H. Biblioteca del Ingeniero Químico, Limusa, 162 pp.
20
X
Petrucci, Ralph H. y Harwood, William S., Química General. Principios y aplicaciones modernas, España, Ed.
Prentice Hall, 1999, 459 pp
21
X
22
23
24
X
Proyecto Delfos, Control de Procesos, Curso computarizado, Software, Sistemas Heurísticos, S.A. de C.V.
Reklaifes, G.V. Balance de Materia y Energía, México, Ed. Interamericana
Soisson, Harold E. Instrumentación Industrial, México, Limusa, 1981, 550 pp.
X
Ulrich G.D., Procesos de Ingeniería Química, México, Interamericana, 1986, 513 pp.
X