COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

- Analizar, utilizando balances de materia y energía, instalaciones, equipos o procesos en los que la materia experimente cambios composición.

- Integrar con los fundamentos básicos y los comunes a las ingenierías los fundamentos de la Ingeniería Química, de la Ingeniería Bioquímica y de la Biotecnología.

- Analizar, modelizar y calcular operaciones de separación en base a los principios de termodinámica aplicada y transferencia de materia.

- Cotejar modelos teóricos y resultados de simulación con resultados reales obtenidos en unidades reales.

COMPETENCIAS TRANSVERSALES

- Manejar con destreza las tecnologías de la información

- Comunicar y transmitir, eficazmente por escrito y básicamente de forma oral, los conocimientos, resultados, habilidades y destrezas adquiridos.

- Organizar y planificar actividades, en grupos de trabajo.

- Desarrollo del liderazgo de grupos de trabajo, con asignación de tareas, estableciendo estructuras con reconocimiento de la diversidad del grupo.

- Resolver problemas de las materias correspondientes a la Ingeniería Química y Biotecnología, planteados con criterios de calidad, sensibilidad por el medio ambiente.



Características generales de las operaciones de separación. Desarrollo de las operaciones de separación más importantes: absorción y desorción, destilación binaria, extracción, secado, cristalización, adsorción, intercambio iónico, cromatografía, separaciones de membranas.

1. Introducción a los procesos de separación. Procesos de separación en la Industria Química. Mecanismos de Separación: Separación por adición o creación de fase; Separación por Barrera; Separación por agente sólido; Separación por gradiente o campo externo. Modos de operación. Factor de recuperación y pureza de productos. Energía para la separación. Selección del proceso de separación.

2. Absorción y desorción de mezclas diluidas. Equilibrio líquido-gas de mezclas diluidas. Equipamiento utilizado: Operación por etapas: Operación en columna de platos. Eficacia de plato. Determinación gráfica y algebraica del número de etapas teóricas. Operación en columnas de relleno. Cálculo de la altura de relleno. HETP.

3. Destilación de mezclas binarias. Equilibrio Vapor-líquido. Tipos de destilación. Equipo auxiliar. Consideraciones de diseño de la unidad. Destilación flash. Método gráfico aproximado (McCabe-Thiele): Número de etapas en rectificación. Número de etapas en agotamiento. Localización del plato de alimentación. Relación de reflujo óptima. Uso de la eficacia de Murphree. Método gráfico riguroso (Ponchon Savarit). Operación en columnas de relleno. Destilación en estado no estacionario.

4. Extracción líquido-líquido en sistemas ternarios. Equilibrio líquido-líquido. Consideraciones generales de diseño. Extracción en una etapa. Cálculo del número de etapas en sistemas de múltiple etapa. Cantidad óptima de disolvente. Simplificaciones en sistemas inmiscibles.

5. Extracción sólido-líquido. Equilibrio sólido-líquido. Consideraciones generales de diseño. Extracción en una etapa. Cálculo del número de etapas en sistemas de múltiple etapa. Cantidad óptima de disolvente. Modelo difusional de lixiviación.

6. Secado de sólidos. Equilibrio de secado. Secaderos industriales. Interacción aire-agua: Temperatura húmeda y temperatura de saturación. Cinética de secado de sólidos. Modelos de secaderos. Cálculo de tiempo de secado en secadores discontinuos. Dimensionado de secaderos continuos. Mejora de la eficacia del secadero.

7. Cristalización. Equilibrio en procesos de cristalización. Geometría y distribución de tamaño de cristales. Cinética de cristalización: Nucleación y crecimiento de cristales. Equipos industriales de cristalización. Balances de materia y energía en cristalizadores. Balance de poblaciones de cristales.

8. Adsorción, intercambio iónico y cromatografía. Sorbentes e intercambiadores de iones. Equilibrio de adsorción e intercambio iónico. Procesos de transferencia en sólidos adsorbentes Diseño de procesos de adsorción e intercambio discontinuos, semicontinuos y lecho fijo. Ciclos de adsorción e intercambio. Separaciones cromatográficas.

9. Introducción a las separaciones de membrana. Materiales de membrana. Módulos y unidades industriales de membranas. Procesos de transporte en membranas. Diálisis y electrodiálisis. Ósmosis inversa, Microfiltración y Ultrafiltración. Permeación de gas. Pervaporación.

En las clases magistrales se aportará la información relevante teórica de cada uno de los temas, resaltando los aspectos fundamentales de los mismos. Esta información debe complementarse con la bibliografía específica cuya referencia se aporta en las aulas virtuales y al final de cada tema.



En las clases de problemas se resolverán, por parte del alumno, previa tutorización del profesor, problemas tipo asociados a cada uno de los temas.



En las clases de ordenador se resolverá un problema global de diseño de una unidad de separación, inicialmente se englobará la información necesaria para la resolución del problema y su posterior desarrollo en una Hoja de cálculo utilizando EXCEL como programa de cálculo, al ser este programa de uso tanto para el grupo de Ingeniería Química como de Biotecnología. Este problema será desarrollado por grupos de tres alumnos, siendo cada uno de ellos líder y responsable de cada una de las fases en las que se subdivide el proceso

Presentación de la Hoja principal (planteamiento, diagrama y resumen de la solución) y balance de materia y energía

Cálculo de la altura o longitud de contacto.

Cálculo de la sección y optimación del proceso minimizando el volumen del contactor.

La asistencia a estas clases es obligatoria (asistencia mínima 80%).



En las clases de seminario se resolverán problemas relacionados con el temario por grupos de tres alumnos. Estos problemas serán evaluados por el profesor para su seguimiento, retroalimentación y mejora. La asistencia a estas clases es obligatoria (asistencia mínima 80%).

Con objeto de complementar su formación en búsqueda bibliográfica, autonomía y presentación oral, cada grupo debe presentar de forma oral y escrita un tema sobre una operación de separación de membrana, como ejemplo de operación avanzada, estableciendo su:

Definición, desarrollo histórico y equipamiento actual,

La metodología de diseño y

Aplicaciones actuales y futuras.

Cada miembro del grupo será responsable de cada una de estas etapas.

EVALUACIÓN CONTINUA

Pruebas de evaluación continua o examen: 65% del total.(40% primer parcial, 25% segundo parcial).

Para la evaluación continua se realizarán un examen final y dos exámenes parciales (Temas 1-5 (1 de Abril de 2022) y Temas 6-9 (13 Mayo de 2022)).

Para la eliminación de la materia en estos examenes parciales se exige aprobar(5.0) tanto la teoría como problemas.

Resolución de problemas numéricos y exposición oral de los mismos en pizarra: 5% del total.

Realización de informes escritos y exposición oral de un proceso de separación de membrana: 10% del total ( 6% Nota conjunta y 4% individualizada).

Seminarios (Asistencia, Resolución de problemas planteados): 10% del total.

Prácticas de ordenador (Asistencia, Resolución e Informe escrito de un caso Práctico): 10% del total. (5% Nota conjunta y 5% Individualizada).

Nota mínima de examen final tanto en teoría como en problemas para aplicación de promedio: 4.0



EVALUACIÓN FINAL



Pruebas de evaluación: 100% del total. Constarán de las siguientes pruebas a realizar el día del examen:

- Examen escrito teórico-Práctico: 65% del total.

- Resolución de planteamientos teóricos sobre un tema de membranas: 12.5% del total.

- Resolución de un problema tipo mediante el programa EXCEL (12.5%)

- Defensa oral del programa desarrollado, explicando el diagrama de cálculo realizado (10%).



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de la evaluación en los términos descritos con anterioridad, para todo o parte del alumnado matriculado en la asignatura, se atenderán las directrices emitidas por el Rectorado sobre la evaluación en el momento de realizarla



Nota mínima de examen final tanto en teoría como en problemas para aplicación de promedio: 4.0





SOLICITUD DE SISTEMA DE EVALUACION FINAL

El alumnado que quiera ser evaluado mediante el sistema de evaluación final, independientemente de que haya participado o no en el sistema de evaluación continua deberá presentar el escrito de renuncia a la evaluación continua que se descargará de egela y enviarlo relleno mediante egela dirigido al profesor responsable de la asignatura de la renuncia a la evaluación continua, para lo que dispondrá de un plazo de 9 semanas, (semanas 1 hasta 9 del segundo cuatrimestre), de acuerdo con el calendario académico del centro. No se admitirán solicitudes por otros medios, ni fuera del plazo (Art. 8.3 Texto aprobado en la Comisión de Grado del día 16 de mayo de 2019



RENUNCIA A LA CONVOCATORIA

Tanto en el caso de evaluación final, como en el caso de evaluación continua, al ser el peso de la prueba final de la asignatura “Procesos de separación” superior al 40% de la calificación de la asignatura, bastará con no presentarse a dicha prueba final para que la calificación final de la asignatura sea <>. (Art. 12.2 Texto aprobado en la Comisión de Grado del día 16 de mayo de 2019 y aplicable en 2019/20)

EGELA

Bibliografía básica

Libro de texto:

Henley, E.J., Seader, J.D., Roper, K., "Separation Process Principles". 3. Ed. John Wiley, Nueva York (2011).

Libros de consulta:

Coulson, J.M. Richardson, J.F. "Ingeniería Química". Ed. Reverté, Barcelona (10979-84).

Henley, e.J., Seader, J.D. "Operaciones de separación por etapas de equilibrio en Ingeniería Química". Ed. Reverté, Barcelona (1988).

King, C.J. "Procesos de separación", Ed. Reverté, Barcelona (1980).

Treybal, R.E. "Operaciones con transferencia de masa" H.A.S.A., Buenos Aires (1970).

Libros específicos:

Blumberg, R., "Liquid-Liquid Extraction", Ed. Academic Press, London (1988).

Haselden, G.G., y cols. "Distillation & Absorption". Ed. Hemisfere Publishing, Nueva York (1991).

Wallas S.M. "Phase equilibria in Chemical Engineering". Butterworth Publishers, Stoneham (1985).

Bibliografía de profundización

Kirk-Othermer Encyclopedia ofChemical Technology, 38 Ed. John Wiley (1978-84).
Perry, R.H. y cols. "Manual del Ingeniero Químico" 68 Ed. Ed. McGraw Hill, Mexico(1993).
Reid, R.C. y cools. "The properties of gases and liquids". Ed. McGraw Hill, Nueva York (1987).
Rouseau, R.W. "Handbook of Separation Process Technology". Ed. John Wiley, Nueva York (1987).

Revistas

Separation and Purification Methods, ISSN-0360-2540, editado por Taylor & Francis inc.
Separation and purification reviews, ISSN-1542-2119. editado por Taylor & Francis inc.
Separation Science and Technology, ISSN-0149-6395, editada por Taylor & Francis inc.