laboratorio de ingeniería industrial laboratorio de

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LABORATORIO
LABORATORIO DE
DE INGENIERÍA
INGENIERÍA
INDUSTRIAL
INDUSTRIAL
L a sección de ingeniería industrial dispondrá
de un laboratorio carácter multidisciplinar,
dotada de unas modernas instalaciones con
equipos de procesado de alimentos; laboratorios
de análisis; sala de análisis sensorial y otras
infraestructuras complementarias para el diseño
de sistemas productivos.
Además del apoyo docente, el laboratorio tiene
como misión el apoyo a la investigación y
posibilitar la realización de contratos de
investigación y/o servicios con las empresas o
entidades que así lo soliciten.
La finalidad principal del laboratorio es realizar
prácticas experimentales en condiciones
similares a las utilizadas en las industrias
agroalimentarias, así poder estudiar y optimizar
los procesos productivos. También cumplan
con los requerimientos de seguridad Industrial y
sistemas integrados de producción.
Introducción
La evolución del programa de Ingeniería
Industrial, en nuestro país se pone de
manifiesto con el aumento en el número de
estudiantes, líneas de investigación, variedad y
complejidad de los proyectos de grado, y en el
interés por mejorar e incrementar las relaciones
con la industria, por medio de los servicios de
asesoría y ensayos de caracterización de
materiales.
En particular en nuestra universidad es una de
las especialidades más crecientes y promisorias.
A fin de acompañar esta tendencia de
crecimiento es oportuno la construcción del
laboratorio el mismo que constará de dos partes
que son: El Laboratorio de Procesos Industriales,
donde se desarrollaran las operaciones unitarias
que son comunes en todo tipo de industrias
de procesos y el Laboratorio Multiuso de
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Laboratorio de Ingeniería Industrial
Producción se permitirá aprender de manera
práctica, los diversos métodos para la medición
de los tiempos y métodos de trabajo en los
diferentes procesos que se realizan en la
industria y el sector servicio.
Objetivo
• Fomentar el
desarrollo
personal
y
profesional de estudiantes, trabajadores y profesores.
• Desarrollar las competencias investigativas
y creativas de los estudiantes, a nivel de
pregrado y postgrado, complementando los conceptos con la vivencia de éstos en los equipos del
Laboratorio.
• Propiciar la existencia de un ambiente propicio
para el desarrollo de las prácticas docentes, la
investigación y la extensión.
• Apoyar el desarrollo de las investigaciones
científicas que se realicen en la Universidad
y que requieran el uso de los recursos
disponibles en nuestro país.
• Realizar y apoyar las actividades de
extensión y capacitación que realiza la
Universidad, a través de ensayos, consultorías,
cursos e interacción Universidad Empresa.
Descripción
del
laboratorio
Ingeniería Industrial
DE
PROCESOS
En las industrias de procesos químicos y físicos,
así como en las de procesos biológicos y de
alimentos, existen muchas semejanzas a la forma
en que los materiales de entrada se modifican o
se procesan para obtener los productos finales.
Es posible considerar que estos procesos
químicos, físicos y alimentarios, aparentemente
distintos, utilizan el mismo principio llamado
Operación Unitaria. Estas operaciones unitarias
son comunes a todos los tipos de industria de
proceso.
Por ejemplo, la operación unitaria conocida como
destilación se usa para purificar o separar
alcohol en la industria de la bebida y también
separa los hidrocarburos en la industria del
petróleo. El proceso de secado de granos y otros
alimentos es similar al secado de madera.
La evaporación de salmuera en la industria
química es similar a la evaporación de soluciones
de azúcar en la industria alimenticia.
Las operaciones unitarias estudian principalmente la transferencia y los cambios de energía,
la transferencia y los cambios de materiales que
se llevan cabo por medios físicos, pero también
por medios físico químicos.
de
El laboratorio será erguido sobre un terreno
de 400m2. En el primer piso se edificara el
Laboratorio de Procesos Industriales de 160m2
el cual estará constituido por el laboratorio
de operaciones de cuya altura será de 6m, el
laboratorio de análisis, almacén y el cuarto de
calderas y el Laboratorio de Diseño de Sistemas
Productivos cuya área es de 100 m2. El resto de
terreno estará constituido por dos cuartos para
baño, un cuarto de servicio, una oficina, sala de
recepción y un hall. El segundo piso se construirá la segunda fase del laboratorio de Multiuso y
salas para profesores.
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LABORATORIO
INDUSTRIALES
A continuación se describen las algunas
opresiones unitarias que se abordarán en las
prácticas de laboratorio.
Separaciones físico-mecánicas: Implica la
separación de sólidos, líquidos y gaseosos
por medios mecánicos, tales como filtración,
sedimentación o reducción de tamaños.
Evaporación: Es el proceso en el cual se separa
el disolvente volátil (como el agua), de un soluto
no volátil como la sal.
Secado: Separación de líquidos volátiles de los
materiales sólidos.
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Laboratorio de Ingeniería Industrial
Destilación: Separación de los componentes
de una mezcla liquida por medio de la
ebullición basada en la diferencia de sus
volatilidades.
Extracción liquido-sólido: Consiste en que el
líquido disuelve y extrae un soluto que está
contenido en el sólido.
Cristalización: Se refiere a la extracción de un
soluto, de una solución por precipitación de
dicho soluto.
Absorción: En este proceso se separa un componente gaseoso de una corriente liquida por
tratamientos con un líquido.
Equipos del
Unitarias
Laboratorio
de
Operaciones
Así mismo se dispone de equipos de uso
general como:
1. Molino de martillo: Se usa para
reducir partículas de tamaño intermedio a
dimensiones pequeñas o a polvos. (Moler todo
tipo de granos, te, café, etc.)
2. Pulpeadora: Extrae la pulpa de los frutos.
3. Filtro prensa: Es ampliamente usado en los
sectores alimentario, farmacéutico, cervecero y
de destilación.
4. Evaporador de película ascendente: la
aplicación de este proceso es para concentración
de soluciones acuosas de azúcar, cloruro de
sodio (sal), leche y zumos de fruta.
5. Secador de bandeja: El proceso de secado
de alimentos, se usa también como una técnica
de preservación.
6. Torre de secado por pulverización: Es
aplicado para obtener productos tales como:
Leche en polvo, aromas naturales, aromas de
frutas.
7. Unidad de extracción Líquido Sólido: Se
utiliza para extraer el aceite de las semillas
oleaginosas, tanino de la corteza del árbol, té de
las hojas de té, cafeína del café.
8. Columna de destilación: En dicho proceso se
obtiene el alcohol de la melaza, aceite comestible
y tanino después del proceso de extracción.
9. Cristalizador: proceso por el cual se obtienen
los cristales de azúcar, sal y margarinas.
10. Intercambiador de calor: Este equipo es
utilizado para el estudio detallado del balance de
energía.
11. Columna de absorción: este proceso se utiliza
para eliminar los compuestos orgánicos del agua
y la eliminación de disolventes del aire.
Para realizar los análisis de las muestras de
los productos obtenidos en cada etapa de las
operaciones unitarias y medir las variables
termodinámicas y composiciones se cuenta con
el Laboratorio de Análisis.
Disposición del Laboratorio de Procesos Industriales
El laboratorio de procesos industriales debe
estar constituido por un laboratorio de
operaciones unitarias y el laboratorio de
análisis, donde se realizarán controles de calidad
y análisis de los productos obtenidos. Adicionalmente, se requiere un almacén para la materia
prima empleada en las prácticas de laboratorio.
Finalmente se tiene la zona de caldero donde se
guardarán las piezas de los equipos y se realizará
el tratamiento de agua para ser utilizada en la
caldera.
LABORATORIO
DE
DISEÑO
SISTEMAS PRODUCTIVOS
DE
El Plan de Estudios de la especialidad de
Ingeniería Industrial incluye diferentes cursos
con prácticas de laboratorio, entre ellos, el
Laboratorio de Estudio del Trabajo y
el
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Laboratorio de Control Integral de Calidad.
Para el desarrollo de los laboratorios
mencionados se requiere utilizar software,
equipos de ensamble, de medición, de muestreo,
entre otros y con ellos se realizan simulaciones
físicas también.
Actualmente los Laboratorios de Estudio del
Trabajo y de Control Integral de Calidad se
desarrollan en las aulas de la Facultad de
Ciencias e Ingeniería utilizando algunos
implementos
pequeños
como
tableros,
cronómetros, fichas, balanzas electrónicas,
calibradores, esferas para muestreo, entre otros.
Para cada sesión de laboratorio los materiales
necesarios son trasladados de la Sección
Ingeniería Industrial a las aulas de la Facultad
de Ciencias e Ingeniería cada vez que se realizan
las experiencias. Estas aulas no cumplen a
cabalidad con los requerimientos necesarios para llevar a cabo de manera adecuada los
experimentos realizados.
En esta situación, los alumnos frecuentemente
se encuentran con el problema de que no hay
máquinas y equipos para repetir las experiencias
o continuarlas para cumplir con los trabajos y
tareas que dejan los profesores fuera de las horas
programadas del laboratorio. Del mismo modo,
existe el riesgo permanente de deterioro o
perdida de los equipos.
En este sentido, el no disponer de un lugar
definido para el desarrollo de los laboratorios y
equipos adecuados, resulta ineficiente para
cumplir con los objetivos propuestos para cada
laboratorio.
Por otro lado, otros cursos de la carrera que
involucran también aspectos del diseño de
sistemas productivos, tales como Seguridad
Integral, Ergonomía Industrial, Sistemas
Integrados de Producción o Ingeniería de
Plantas
podrían
ser
favorablemente
beneficiados al contar con un espacio de
adecuado para el diseño en estas materias.
Diciembre 2007
Laboratorio de Ingeniería Industrial
Disposición del Laboratorio de Diseño de
Sistemas Productivos
En el laboratorio se distinguirán las cuatro áreas
indicadas en el plano mostrado en la Figura y
que se describen a continuación.
1. Un área con mesas de fácil manipuleo para
simular la disposición física de diferentes
sistemas productivos. Estas mesas también
servirán para el trabajo de los alumnos de
manera individual o grupal. Esta área estará
dedicada principalmente al desarrollo de las
sesiones del curso Laboratorio de Estudio del
Trabajo y adicionalmente, se realizarán algunas
sesiones de los cursos Laboratorio de Control
Integral de Calidad, y Laboratorio de Sistemas
Integrados de Producción.
Para el trabajo en esta área, el laboratorio
contará con computadoras portátiles y
conexión inalámbrica a Internet, lo cual
proporcionará flexibilidad para las diferentes
configuraciones requeridas.
2. Un área abierta con equipamientos para el
estudio y experimentación de diseño de puestos
de trabajo y la realización de experiencias en el
campo de la ergonomía, tales como la medición
antropométrica y del esfuerzo físico en bicicletas
estacionarias.
3. Un área en un ambiente cerrado con
características especiales para la simulación
de condiciones ambientales, con instalaciones
adecuadas para la medición de los impactos en
el trabajo de la iluminación, el ruido y la carga
térmica.
4. Un área de recepción y oficina para la
coordinación del laboratorio. En esta área se
encontrarán
los
armarios
para
el
almacenamiento de todos los equipos portátiles
del laboratorio.
Participantes del Proyecto
En la elaboración del proyecto han participado
activamente los profesores Fredy Huayta,
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Laboratorio de Ingeniería Industrial
Isabel Quispe, César Corrales y Domingo
González, dando continuidad al trabajo del
profesor Eduardo Rocca realizado en la
coordinación de Sección Ingeniería Industrial
del período anterior.
El proyecto actual fue presentado y discutido por
el pleno del plantel docente a tiempo completo
de la Sección, recibiéndose aportes que
enriquecieron el diseño del presente proyecto.
Disposición de Equipos en Laboratorio de Procesos Industriales
No
DESCRIPCION
1
Molino de Martillos
2
Pulpeadora
3
Filtro Prensa
4
Evaporador de
Película
5
Secador de Bandeja
6
Torre de secado
7
Extractor solidó liquido
8
Columna de destilación
9
Cristalizador
10
Intercambiador de
Calor
11
Columna de Absorción
12
Cocina
Disposición del Laboratorio de Diseño de Sistemas Productivos
Distribución - 2
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