Procesos

Procesos
Proceso:
Recibe el nombre de proceso el conjunto de actividades u operaciones
industriales que tienden a modificar las propiedades de las materias primas,
con el fin de obtener productos que sirvan para cubrir las necesidades de la
sociedad.
Concepto de proceso en la Ingeniería Industrial
"Proceso es el conjunto de actividades relacionadas y ordenadas con las que
se consigue un objetivo determinado"
En la ingeniería industrial el concepto de proceso adquiere gran importancia,
debido la práctica en esta carrera, requiere:
Planear, integrar, organizar, dirigir y controlar
Estas actividades permiten a los Ingenieros Industriales lograr sus objetivos en
el ejercicio de su profesión.
El ingeniero industrial debe considerar a los procesos de producción como una
herramienta para:
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El diseño y definición de planes, programas y proyectos
El diseño, integración, organización, dirección y control de sistemas
La optimización del trabajo
La evaluación de resultados
Establecimiento de normas de calidad
El aumento y control de la eficiencia
Etc.
Tipos de Procesos:
Los procesos pueden ser desarrollados en sistemas Cerrados o en sistemas
abiertos
¿Cuál es la diferencia entre ellos?
Un sistema cerrado es aquel en el cual no se produce un intercambio de
masa entre el sistema y los alrededores. Los procesos que en ellos se
desarrollan son denominados procesos sin flujos.
Un sistema cerrado es aquel en el cual no se produce un intercambio de
masa entre el sistema y los alrededores. Los procesos que en ellos se
desarrollan son denominados procesos sin flujos.
Ing. Karla Dávila
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Un sistema abierto es aquel en que se transfiere masa entre el sistema y los
alrededores durante la operación. Los procesos que en ellos se desarrollan son
denominados procesos con flujos.
¿Intermitente?
Es aquel en el cual los materiales son alimentados, procesados y extraídos del
sistema, seguido esto de una carga de materiales. Un sistema de este tipo
puede ser llevado en un sistema cerrado o abierto.
Operaciones discontinuas:
Se entiende como operación discontinua aquella en que se carga la materia
prima en el aparato, y después de realizarse la transformación requerida se
descargan los productos obtenidos. Esta operación llamada también por carga
o intermitentes tiene una serie de etapas como las siguientes:
1. Carga del aparato con las materias primas.
2. Preparación de las condiciones para la transformación.
3. Transformación requerida.
4. Descarga de los productos.
5. Limpieza del aparato.
Las operaciones en discontinuo se desarrollan en estado no estacionario, pues
sus propiedades intensivas varían con el tiempo.
¿Continuo?
Se caracteriza porque todos los materiales son suministrados al mismo
ininterrumpidamente durante toda la operación. La masa alimentada o extraída
del proceso es referida por unidad de tiempo por tal razón se denomina flujo,
según esto todo proceso continuo se desarrolla en un sistema abierto.
Las operaciones continuas son aquellas en las que las etapas de carga,
transformación y descarga son realizadas simultáneamente. La limpieza del
aparato se realiza cada cierto tiempo, dependiendo de la naturaleza de la
transformación y de las materias primas a tratar. Las operaciones en continuas
se desarrollan en estado estacionario, de modo que las variables intensivas
que características de la operación pueden variar en cada punto del sistema,
pero las que se dan en cada punto no varían con el tiempo. En algunos casos
es difícil operar en continuo, operando entonces de manera semicontinua.
La operación en continuo presenta ventajas y desventajas, entre las ventajas
podemos citar:
Ing. Karla Dávila
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1. Se elimina las etapas de carga y descarga.
2. Permiten automatizar la operación, reduciendo la mano de obra.
3. La composición de los productos es mas uniforme.
4. Presentan un mejor aprovechamiento térmico.
Desventajas de operación en continuo:
1. Las materias primas deben poseer una composición uniforme para evitar
las fluctuaciones de la operación.
2. La puesta en marcha de la operación suele ser costosa, por lo que
deben evitarse las paradas.
3. Las fluctuaciones en la demanda del producto lleva consigo en que deba
de disponerse de cantidades considerables de materias primas y
productos en el almacén.
4. Debido a la automatización de la operación el equipo es más costoso y
delicado.
Cuando se eligen el tipo de operación deberían tenerse en cuenta
inconvenientes de cada una de ellas, sin embargo, cuando se requieran
producciones, bajas, se trabajará discontinuamente y en caso que quieran
tenerse producciones elevadas resulta más rentable operar en continuo.
¿Con respecto al tiempo?
Estacionario:
Es caracterizado porque el valor que toman cada una de las diferentes
propiedades en cualquier punto del sistema se mantiene constante con
respecto al tiempo. Lo contrario a lo anterior se define como no estacionario.
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Procesos
Intermitente
Sistema Cerrado
Continuo
Sistema Abierto
Sistema Abierto
Flujo Variable de las
corrientes de
entrada y salida
Flujo Constante de
las corrientes de
entrada y salida
Estado estacionario
Masa Entrada = masa
de salida
Estado No
estacionario
Masa Entrada = masa
de salida
Diagramas
Diagramas de procesos. Tipos de diagramas
En todo tipo de ingeniería se requiere de planos que especifiquen tamaños,
formas, conexiones y corrientes. Estos planos sirven para calcular, construir o
cotizar equipos o procesos.
Estos planos reciben el nombre de diagramas de flujos cuando representan la
secuencia u operaciones que se llevan a cabo para fabricar cierto producto.
En los diagramas de flujo se dibujan los equipos mayores de un proceso y las
corrientes que entran y salen de estos equipos. A veces los equipos se
representan por rectángulos sobre los que se indica el nombre del equipo que
simbolizan. Estos diagramas se conocen como diagramas de bloques.
Los símbolos o representaciones del equipo real no son universales, pero
guardan cierta similitud de un libro a otro de una compañía de diseño a otra.
Diagramas de procesos de manufactura
Para el mejor entendimiento de los procesos de manufactura es necesario el
uso de diagramas que permiten la fácil identificación de actividades y sus
relaciones.
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Todo ingeniero industrial debe tener la capacidad de la representación sintética
de las actividades de producción o de organización por medio de diagramas, en
los que se muestren todas las acciones que dan como resultado productos o
servicios de una organización.
Diagrama de proceso es la representación gráfica de las acciones necesarias
para lograr la operación de un proceso.
Material disponible en el blog sobre este tópico.
Concepto de manufactura
Se pueden dar dos definiciones:
1.
2.
Manufactura. "Obra hecha a mano o con el auxilio de máquina.// 2.
Lugar donde se fabrica" (diccionario de la lengua española de la real
academia de la lengua)
Manufactura.
Conjunto de actividades organizadas y programadas para la
transformación de materiales, objetos o servicios en artículos o
servicios útiles para la sociedad.
Manufactura
Manufactura y el ingeniero industrial
El ingeniero industrial observa a la manufactura como un mecanismo para la
transformación de materiales en artículos útiles para la sociedad. También es
considerada como la estructuración y organización de acciones que permiten a
un sistema lograr una tarea determinada.
Clasificación de los procesos de manufactura
De manera general los procesos de manufactura se clasifican en cinco grupos:
Procesos que cambian la forma
del material
Procesos que provocan
desprendimiento de viruta por
medio de máquinas
Ing. Karla Dávila
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
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

Metalurgia extractiva
Fundición
Formado en frío y caliente
Metalurgia de polvos
Moldeo de plástico
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Métodos de maquinado
convencional
Métodos de maquinado
especial

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


Con desprendimiento de
viruta
Por pulido
Por recubrimiento
Procesos para el ensamblado de
materiales


Uniones permanentes
Uniones temporales
Procesos para cambiar las
propiedades físicas


Temple de piezas
Temple superficial
Procesos que cambian las
superficies
Procesos de manufactura en Madera.
Para que estos procesos sean de utilidad para los ingenieros industriales se
deben considerar los siguientes temas:


Criterios para la producción económica con finalidad de beneficio
económica.
Criterios de producción económica con finalidad de efectividad.
Criterios de la producción con fines de beneficio económico
Costos


Aceptables
Competitivos
Rentabilidad
Ganancias superiores a las
que proporciona el banco
Calidad
Sólo la necesaria (no
inversiones que no sean
necesarias)
Criterios de la producción con fines de la efectividad
Proyecto
Diseños funcionales que permitan la
manufactura calculada y controlada.
Materiales
Selección de los materiales adecuados y
económicamente aceptables.
Procesos de
manufactura
Sistemas para la transformación de los
materiales con la calidad adecuada,
considerando las necesidades del cliente,
de manera eficiente y económica.
 Motivación
 Trato
 Facilidad
 Capacitación
Factor humano
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Proceso
administrativo
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Seguridad





Planeación
Integración
Organización
Dirección
Control
Operaciones Unitarias
Operaciones Unitarias. Clasificación.
En la clase anterior, analizamos distintos tipos de diagramas y observamos en
estos que algunas etapas del proceso se repiten en ellos. Cada una de estas
etapas se denomina Operación Básica o Unitaria. Y son comunes a un gran
número de procesos industriales. Las operaciones individuales tienen técnicas
comunes y se basan en los mismos procesos científicos, esto hace que el
estudio de estas operaciones se unifique y el tratamiento de todos los
procesos resulte ser mas sencillo.
Dentro de las operaciones unitarias pueden distinguirse varios tipos
dependiendo de la naturaleza de la transformación llevada a cabo, así cabe
distinguir etapas físicas, bioquímicas y químicas.
1. Etapa Física: molienda, tamizado, mezcla, fluidización, sedimentación,
flotación, filtración, rectificación, absorción, extracción, adsorción,
Intercambio de calor, secado, etc.
Operaciones Unitarias de transferencia de materia:
Estas operaciones están controladas por la difusión de un componente en el
seno de una mezcla. Entre estas tenemos.
1. Destilación: Separación de dos o más componentes aprovechando la
diferencias de presiones.
2. Absorción: de un componente de una mezcla gaseosa de un liquido.
Según la solubilidad del gas en el liquido. Puede ser con o sin reacción
química. El proceso contrario es la desorción. (Treybal, sa)
3. Extracción: Se basa en la disolución de una mezcla (liquida o solida)
en un disolvente selectivo. Puede ser Líquido – Líquido ò solido líquido. Esta última también se le denomina, lavado, lixiviación, etc.
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4. Adsorción: También denominada Sorción. Consiste en la eliminación
de uno o más componentes de un fluido (líquido o gas) por retención en
la superficie de un solido.
5. Intercambio Iónico: Sustitución de uno o varios iones de una disolución
por otros del agente intercambiador.
Operaciones Unitarias de Transferencia de Calor: Estas operaciones están
controladas por los gradientes de temperaturas. Dependiendo del mecanismo
con el que se transfiera el calor, Conducción, Convección Y radiación.
Operaciones Unitarias de Transferencia Simultánea de Materia – Calor:
En estas operaciones existe a la vez un gradiente de concentración y de
temperatura.
Humidificación Y Deshumidificación: Tienen tres finalidades: Humidificación
y Deshumidificación de un gas y enfriamiento de líquidos
Cristalización: Formación de partículas solidas cristalinas en el seno de una
fase homogénea liquida.
Deshidratación: Eliminación de un liquido contenido en el seno de un sólido.
La aplicación de calor hace pasar el líquido contenido en el solido, a la fase
vapor. La liofilización se basa en eliminar el líquido que se encuentra en la
fase solida, por sublimación a estado vapor.
Existen una serie de operaciones que no se incluyen en esta clasificación, por
no basarse en ninguno de los fenómenos de transporte citados anteriormente.
Dentro de este grupo se incluyen: la Trituración, Molienda, Tamizado y
Mezclado de sólidos y pastas, etc.
Bibliografía
Alberto Ibarrz Ribas, G. V. (2005). Operaciones Unitarias en la Ingenieria de
Alimentos. Madrid: Plaza Edicion Madrid.
Bardenas, A. V. (sa). Problemas de Balance de materia y Energia en la
Industria Alimentaria. Mexico: LIMUSA.
McCabe, W. L. (2001). Operaciones Unitarias en Ingenieria Quimica. Mexico:
Mc Graw Hill.
Treybal, R. E. (sa). Operaciones de Transferencia de Masa. Mexico: Mc Graw
Hill.
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