Guia de Operación de Procesos Industriales - ITSA

8/11/2019 Guia de Operacin de Procesos Industriales - ITSA

1/35G

uadeO

peracin

deProce

sosIndu

striales


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2. BALANCE DE MATERIALES ................................................... 12

3. INDUSTRIA DE PAPEL............................................................ 20

1.1SISTEMA DE UNIDADES Y MEDIDASFUNDAMENRALES

1.2 TEMPERATURA

1.3 MOLES Y PESO MOLECULAR ......................................... 7

1.3.1 CALCULO DEL PESO ATMICO ........................... 8

3.2.1 TIPOS DE PASTA

3.2.1.1 PASTA MECNICA

3.2.1.2 PASTA QUMICA

3.2.2 BLANQUEO ............................................................. 22

1.4 RATA DE FLUJO

1.5 DENSIDAD, VOLUMEN, MASA ........................................ 91.6 PRESIN

1.7 CONCENTRACIN............................................................ 10

1.8 GAS IDEAL

3.1 INTRODUCCIN

3.2 PROCESAMIENTO DEL PAPEL ........................................ 21

2.2 BALANCE DE MASA EN PROCESO CUANDO NO OCURREN REACCIONES ................................................. 15

2.1 BALANCE DE MASA CUANDO NO OCURREN REACCIONES

1. UNIDADES Y CONVERSIN ................................................... 6


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4.3DOSIFICACIN Y MEZCLA .............................................. 26

6. SECTOR ELCTRICO ............................................................. 33

7. INDUSTRIA DEL ALIMENTO .................................................... 36

4.4 CONFORMADO ................................................................ 27

5. INDUSTRIA DEL PLSTICO ................................................... 28

5.1 INTRODUCCIN

5.2 PROCESOS PRIMARIOS

7.1 INTRODUCCIN

7.2 MANIPULACIN Y ALMACENAMIENTO

7.3 EXTRACCIN .................................................................. 37

5.2.1 EXTRUSIN ........................................................... 29

6.1 INTRODUCCIN

6.2 PLANTA TERMOELCTRICA

5.2.2 INYECCIN ............................................................ 30

5.2.3 SOPLADO .............................................................. 31

6.2.1 TIPOS DE PLANTA TERMOELCTRICA

6.2.2 FUENTES DE ENERGIA UTILIZADA

6.2.3 IMPACTO AMBIENTAL ........................................... 35

4. INDUSTRIA DEL VIDRIO .......................................................... 23

4.1 INTRODUCCIN

4.2 PROCESAMIENTO DEL VIDRIO


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BALANCE DE MATERIALES

1. UNIDADES Y CONVERSIN

1.2 TEMPERATURA

1.1 SISTEMA DE UNIDADES Y MEDIDAS FUNDAMENTALES

A continuacion se presentan las herramientas ms importantes en un proceso industrial, ba-

lance de materiales. Primero repasaremos las unidades bsicas de las variables fsicas aso-

ciadas en un proceso.

La temperatura es conocida comnmente como la medida de grados de calentamiento de

una sustancia. Hay diferentes escalas para referirse a la temperatura y tambin un sistema de

conversin asociado a cada una de estas, que son:

Las medidas fundamentales ms importantes son

SISTEMA

MKS CGS

SIEnglish Enginering Ibm ft/s2 Ib

f

kg m/s2 Newton (N)

gm cm/s2 Dyne kg m/s2 Newton (N)

MASA ACELERACIN FUERZA

Tabla 1. Sistema de unidades.

En la tabla 1, se encuentran los diferentes sistemas de medida y sus unidades asociadas

Masa

Longitud

Tiempo

Temperatura

Grados celcius (C)

Grados Fahrenheit (F)

Grados Rankine (R)

Kelvin absoluto (K)


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1.3 MOLES Y PESO MOLECULAR

En donde:

n= mol

m= masa

p.m= peso molecular

Se puede decir que moles es otra forma de referirnos a la cantidad de una sustancia.

Una mol es una cantidad de sustancia que contiene una masa numricamente igual a su peso

molecular. Puede describirse mediante la siguiente ecuacin:

A continuacion se muestran las formulas para la conversin de unidades de temperatura:


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1.3.1CALCULO DEL PESO ATMICO

1.4 RATA DE FLUJO

Considere por ejemplo en peso atomico del agua: Formula= H2O

Peso atomico del Hidrogeno= 1

Peso atomico del oxgeno= 16

Ejercicios propuestos:

1. Cuantas libras mol hay en 5000gm de C4H10?

2. Cuantas libras mol hay en 6000gm de NaOH?

Es la expresin de la cantidad por unidad de tiempo. Hay tres tipos que son:

I. Flujo volumtrico: volumen por unidad de tiempo. Las unidades tpicas son:

Ft3/h

m3/s

gal/min gpm

II. Flujo masico: masa por unidad de tiempo. Las unidades tpocas son:

lbm/h kgm/min

gm/sec

III. Flujo molar: moles por unidad de tiempo. Las unidades tpicas son:

lbmol/h


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1.5 DENSIDAD, VOLUMEN, MASA.

1.6 PRESIN.

Sus unidades ms importantes y su conversin asociada es:

Otro concepto importante es la densidad molar

La presin se dene como fuerza por unida de rea y est denida por la frmula:

Las unidades ms importantes y sus conversiones asociadas son:

kgmol/h

mol/sec

1 atmosfera (atm)

=14,7 lbf/in2 (psi)

=1,013 bar

=101,32 kPa

=760 mmHg

=33,91 ftH2OA


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Note que las tres ltimas unidades son de longitud y no de fuerza por unidad de rea como las

otras unidades, estas unidades indican la altura de una columna de lquido.

Por otro lado los instrumentos que miden presin son calibrados para que la medida sea igual

a la presin atmosfrica, esto se resume en la siguiente formula:

La ley de un gas ideal est denida por la frmula:

PV=nRTEn donde:

P: Presin

V: Volumen

n: Nmero de moles R: Constante

T: Temperatura

PV=nRT

R es llamada la constante universal de los gases y esta expresada en diferentes unidades

como se muestra a continuacion:

La mayora de las corrientes o ujos en un proceso son mezclas, soluciones, o varios compo-

nentes, es por eso importante denir la composicin de la mezcla. La concentracin es expre-

sada en trminos de la cantidad de cada componente en la mezcla.

Las unidades de concentracin ms utilizadas son masa y fraccin molar.

Componente de i en fraccin msica= (masa de i)/(total de la masa de la mezcla) Componente

de i en fraccin molar= (moles de i)/(total de moles de la mezcla)

P absoluta = P atmosfrica + P manomtrica

1.7 CONCENTRACIN

1.8 GAS IDEAL


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9

Ejemplo:

Cul es el volumen de 100 lbm de CO2 a una presin de 25psia y 400F?

Primero se convierte la presin en unidades de atmosfera, ya que existe un criterio que dice

que un gas se considera ideal a presiones menores a 3 atm.

25psia*1atm/14.7psia=1.7 atm

Se considera gas ideal.

PV=nRT

El peso molecular del CO2es 44lbm/lbmole.

n= 100lbm/(44lbm/lbmol)=2.27lbmoles

V=nRT/P=[(2.27lbmoles)*(10.73ft3

*psia/lbmoles*R)*(860R)]/(25psia)V=837.88 ft3


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2. BALANCE DE MATERIALES

2.1 BALANCE DE MASA CUANDO NO OCURREN REACCIONES

El anlisis de masa es una herramienta muy importante utilizada en los procesos industriales

para el anlisis, diseo, operacin y resolucin de problemas. El balance de masa est basado

en la ley de conservacin de la masa.

FLUJO DE MASA QUE ENTRA AL SISTEMA FLUJO DE MASA QUE SALE DEL SISTEMA=

FLUJO DE MASA ACUMULADA EN EL SISTEMA

Considere el secador mostrado en la gura 1. El secador ha sido diseado para secar solidos

hmedos desde 50% de contenido de agua a solo 5% de contenido de agua. Calcule el ujo

de las corrientes 2 y 3, m2 y m3 respectivamente.

Solucin:

Balance de Masa-Total:

m1m

2m

3=0 1000=m

2+m

3(Ecu 1)

Balance de masa-agua:

m1wm

2wm

3= 0

x1wm

1x

2wm

2m

3=0

(0.5)(1000) (0.05) m2 m

3= 0 (Ecu 2)


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Balance de masa total:

m1m

2m

3=0

1000m2m3=0(ecu1)Balance C3H8

x1C

3H

8m

1 x

2C

3H

8m

2 y

3C

3H

8m

3= 0

(0.25)(1000) 0m2 0.55m

3= 0

m3= 454.54 lbm/hr

Resolviendo las ecuaciones 1 y 2 obtenemos como resultado:

m2=473 lbm/hr

m3=527 lbm/hr

Ejemplo 2:

Considere la columna de destilacin de la gura 2, utilizada para la separacin de componen-

tes en un proceso. Calcular m2y m

3.


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Reemplazamos m3en la ecuacin 1: 1000m

2454.54=0

m2= 545.46 lbm/hr

Balance de masa-iC4H

10

x1iC

4H

10m

1 y

3iC

4H

10m

3 x

2iC

4H

10m

2= 0

(0.35)(1000) (0.4)(454.54) x2iC

4H

10(545.46) = 0

x2iC

4H

10m

2= 0.31

Balance de masa iC5H

12

x1iC

5H

12m

1 y

3iC

5H

12m

3 x

2iC

5H

12m

2= 0

(0.20)(1000) (0.05)(454.54) x2iC5H12(545.46) = 0

x2iC

5H

12= 0.325

Fraccion masica- Corriente 2:

x2C

3H

8+ x

2iC

4H

10+ x

2iC

5H

10m

2+ x

2C

6H

14= 1.0

0.0 + 0.31 + 0.325 + x2C

6H

14= 1.0

x2C

6H

14= 0.365

Ejercicio 1:Considere la separacin. Calcule el ujo msico y complete el anlisis de las corrientes.


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2.2 BALANCE DE MASA EN PROCESOS DONDE OCURRE REACCION.

Los ejemplos estudiados con anterioridad, se reeren solo a procesos de separacin, en don-

de la masa y moles de cada componente son conservados. En procesos donde hay lugar a

reacciones, el total de la masa es conservado pero las moles del componente involucrado en

la reaccin no.

Antes de entrar en detalle repasemos brevemente las reacciones qumicas, considere la si-

guiente reaccin genrica:

Las letras que indican reactantes son (A y B) y los productos (P y S) involucrados en la ecua-

cin; las letras minsculas se reeren a los coecientes de estequiometria, indicando las mo-

les de los reactantes (a y b) y los productos (p y s). Podemos aclarar este tema mediante la

siguiente reaccin:

Ejemplo:

Considere el reactor de mostrado a continuacion, donde la reaccin que ocurre es:

4HCl + O22Cl

2+ 2H

2O

100 kgm/h de HCl entra en reaccin a 100C y 1.5 atmosferas. El O2es obtenido del aire. La

composicin del aire, es 79% de volumen de N2y 21% de volumen de O

2. EL 50% de exceso

de aire y la conversin de la reaccin es de 80%. El aire entra a 30C y 1.5 atmosferas. El

producto deja el reactor a 300C y 1.2 atmosferas. Calcular:

Esta reaccin dice que 1 mol de CO reacciona con 0,5 moles de O2para producir 1 mol de CO

2.


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a. La composicin molar de la corriente de producto.

b. El ujo volumtrico del producto.

c. El ujo volumtrico del aire en condiciones estndar.

El O2requerido para la reaccin es calculado usando la ecuacin de estequiometria:

Consecuentemente,


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En este proceso el HCl es el reactante limitante (el aire est en exceso), y haciendo uso de las

especicaciones del proceso que el 80% del reactante limitante reacciona

Entonces la composicin del producto es:

Entonces el ujo molar de 3 es:

a. Usando las moles de cada componente y el total de moles en 3, la composicin delproducto en % molar es:


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b. Como la presin del producto esta por debajo de 3 atm, el ujo volumtrico es obtenido

usando la ley del gas ideal.

c. Seleccionando P=1 atm y T=32F como condiciones

estndar

Nosotros hemos usado la reaccin estequiometrica para calcular el ujo 3. Antes de dejar el

ejercicio vamos a realizar un balance de masa para calcular el ujo 3.

En este proceso hay 4 elementos (Hidrogeno, Cloro, Nitrgeno y Oxigeno), entonces podemosescribir 5 balances pero solo 4 son independientes.

Balance molar-Cl2


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3. INDUSTRIA DEL PAPEL

3.1 INTRODUCCION

En el proceso ahora descrito se debe recurrir a algn mtodo matemtico, como por ejemplo

Matlab, y de esta manera obtendra los valores de los ujos molares en cada punto.

RESUMEN DE BALANCE DE MATERIALES

1. Denir el sistema alrededor del cual se va a escribir el balance.

2. Decidir el tipo de balance: masa y moles.

3. Contar el nmero de componentes o elementos. El nmero de balances que se

pueden escribir son nmero de componentes+1.

4. En algunos casos se debe recurrir a la expresin de la composicin de los

componentes

5. Usar las especicaciones del proceso.

El papel es en esencia un tejido o entramado de bras vegetales con alto contenido de ce-

lulosa, que han sido renadas y tratadas en agua antes de ser depositadas sobre un tamiz y

realizar la operacin de secado. El papel y los productos relacionados con l se elaboran a

partir de bras de celulosa presentes en las plantas. Estas bras pueden provenir de diferentes

vegetales: algodn, madera, paja de cereales, caa de azcar, etc., pero actualmente la mayor

parte de la produccin mundial del papel proviene de la madera. A la vez, un tercio del total de

madera procesada en el mundo se emplea para la fabricacin de pasta. La mayor proporcin

de pulpa se fabrica a partir de pulpa de madera, aproximadamente un 90% de la produccin

total, por lo que slo un 10% se fabrica a partir de otras bras.


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3.2 PROCESAMIENTO DEL PAPEL

3.2.1 TIPOS DE PASTA

3.2.1.1 PASTA MECANICA

3.2.1.2 PASTA QUIMICA

La industria del papel se complementa con la industria pastera, esta integracin tiene como

ventaja principal el ahorro de energa, aunque son pocas las empresas que tiene integrados

ambos procesos.

Este tipo de pasta se produce triturando la madera entre placas metlicas, para que se separen

las bras, rompiendo estas bras de celulosa, por lo que la pasta resultante es dbil. La lignina

que une la celulosa a la hemicelulosa no se disuelve, simplemente se ablanda, permitiendo

que las bras se asienten fuera de la estructura de la madera. El rendimiento (proporcin de

la madera inicial en la

pasta) suele ser superior al 85%. Algunos mtodos mecnicos de formacin de pasta utilizan

tambin productos qumicos (por ejemplo, las pastas qumico- mecnicas); sus rendimientos

son ms bajos porque eliminan ms cantidad de materiales no celulsicos.

Las pastas mecnicas se producen triturando la madera contra una piedra o entre placas

metlicas, para que se separen las bras. La accin de las mquinas rompe estas bras de

celulosa, por lo que la pasta resultante es ms dbil que la separada qumicamente. La lignina

que une la celulosa a la hemicelulosa no se disuelve, simplemente se ablanda, permitiendo

que las bras se asienten fuera de la estructura de la madera. El rendimiento (proporcin de la

madera inicial en la pasta) suele ser superior al 85%. Algunos

mtodos mecnicos de formacin de pasta utilizan tambin productos qumicos (por ejemplo,

las pastas qumico-mecnicas); sus rendimientos son ms bajos porque eliminan ms canti-

dad de materiales no celulsicos.


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3.2.2 BLANQUEO

El blanqueo es un proceso dirigido en varias etapas mediante el cual se rena y aclara la pasta

en bruto. El objetivo es disolver (pasta qumica) o modicar (pasta mecnica) la lignina parda

que no se elimin durante los procesos de elaboracin de la pasta, manteniendo la integridad

de las bras. Una fbrica produce pasta por encargo variando el orden, la concentracin y el

tiempo de reaccin de los agentes blanqueantes. Cada etapa del blanqueo se dene por su

agente blanqueante, el pH (acidez), la temperatura y la duracin. Despus de cada una de

ellas, la pasta se debe lavar con agentes custicos para eliminar los agentes blanqueadores y

disolver la lignina antes de pasar a la siguiente. Finalizada la ltima etapa, la pasta se bombea

a travs de series de tamices y limpiadores para eliminar cualquier contaminante, como basura

o plsticos.

El blanqueo es un proceso dirigido en varias etapas mediante el cual se rena y aclara la pasta

En resumen aunque existen numerosos procesos de manufactura, en general la mayor parte

de los productos de papel involucran el siguiente orden de operaciones, consistiendo cada uno

en varios pasos: La preparacin de la madera consiste en remover la corteza del rbol y (para la mayor

parte de las pulpas) partir la lea en pequeos trozos.

El pulpeado elimina las bras en la madera (u otro material) y las limpia de residuos

no deseados. Los mtodos principales usan tcnicas qumicas, mecnicas o una com-

binacin de ambas. Aunque el rendimiento de los procesos qumicos de obtencin de

pulpa(40- 50%) son mucho ms bajos que los mecnicos (90-95%), la mayor fuerza y

resistencia al envejecimiento as como descoloramiento de las pulpas qumicas favore-

ce su uso en la mayor parte de los productos que no sean papel peridico.

Blanqueado, como lo indica su nombre, blanquea las pulpas y las habilita para su uso

en papeles de escritura, imprenta y decorativos. Diversos grados de papel requieren

niveles diferentes de tratamiento.


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4. INDUSTRIA DEL VIDRIO

4.2 PROCESAMIENTO DEL VIDRIO

4.1 INTRODUCCION

El vidrio es un producto articial que se obtiene a partir de unas materias primas que aportan

ciertos xidos, como pueden ser SiO2, CaO, Na2O, etc., en una produccin determinada. El

paso de las materias primas al vidrio se hace fundamentalmente a travs de reacciones qumi-

cas, obtenindose la masa vtrea a alta temperatura.

El sector del vidrio es sumamente diverso, tanto por los productos que fabrica como por las

tcnicas de produccin que emplea. Los productos pueden ser desde copas de cristal de plo-

mo artsticamente hechas a mano hasta vidrio otado en grandes cantidades para los sectores

de construccin y automocin.

Existe una gran variedad de procesos de fabricacin de vidrio, aunque algunas operacionesbsicas son comunes a todos ellos. Puede establecerse la siguiente clasicacin:

La hechura del papel consiste en la preparacin del material (batidos) formacin de

lmina, presin (para reducir el contenido de agua) y secado.

Conversin: corte, doblado y acabado de los productos nales.

Fabricacin de vidrio hueco (envases).

Fabricacin de vidrio prensado (vidrio de mesa, aisladores, etc.).

Fabricacin de vidrio plano:

Sistema Estirado Vertical (Pittsburgh y Fourcault).

Sistema Estirado Horizontal (Libbey-Owens).

Sistema de Flotacin.

Sistema de Laminacin.


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Otros procesos: bra de vidrio, vidrio ptico, tubo de vidrio, vidrio artstico, etc. Los procesos y

tcnicas de fabricacin que suelen emplearse en el sector del vidrio la mayora pueden dividir-

se en cinco fases bsicas: manipulacin de los materiales, fundicin, conformacin, procesos

nales y embalaje.

Dada su diversidad, la industria del vidrio utiliza una amplia gama de materias primas. Las tc-

nicas de manipulacin de materiales son comunes a muchas industrias. El mayor problema es

el control del polvo generado por la manipulacin de materiales nos. Las principales materias

primas utilizadas para la fundicin son materiales para el soplado de vidrio (por ejemplo, arena

de slice o

desperdicios de vidrio), materiales intermedios o modicadores (por ejemplo, ceniza de sosa,

caliza o feldespato) y agentes colorantes o decolorantes (por ejemplo, cromita frrica u xido

de hierro).

Atendiendo a su volumen de fabricacin los vidrios pueden ser clasicados en:

Comerciales.

Especiales.


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Los vidrios comerciales son producidos en gran escala, y se usan en la mayora de las aplica-

ciones, mientras que los especiales son menos comunes ver tabla.


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4.3 DOSIFICACION Y MEZCLA

Las materias primas, con unas caractersticas de granulometra, humedad y propiedades qu-

micas determinadas, se dosican y mezclan con objeto de conseguir el tipo de vidrio deseado.

La fundicin (la mezcla de materias primas a alta temperatura para obtener vidrio fundido)

es la parte ms importante del proceso productivo. Se trata de una compleja combinacin de

reacciones qumicas y procesos fsicos, y puede dividirse en varias fases: fusin; ano y ho-

mogenizacin; y acondicionamiento.

A medida que la arena y la ceniza de soda son recibidas, se muelen y almacenan en depsitos

en altura, en espera del momento en que sern transferidas a travs de un sistema de alimen-

tacin por gravedad a los pesadores y mezcladores. En los mezcladores las materias primas

son dosicadas y combinadas con vidrio reciclado para formar una mezcla homognea, la cual

es trasladada por medio de cintas transportadoras a un sistema de almacenamiento de cargas

(batch) donde es contenida antes de ser depositada en el alimentador del horno de fundicin.

Al entrar la carga al horno a travs de los alimentadores, sta ota en la supercie de la masa

de vidrio fundida. Una vez que se funde, pasa al frente del bao y eventualmente uye a travsde la garganta de carga al renador, donde es acondicionada trmicamente para descargar al

proceso de formado.


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4.4 CONFORMADO

El comportamiento viscoso-plstico de los vidrios a alta temperatura facilita su moldeado en

un amplio intervalo trmico, utilizando para ello diversos procedimientos en funcin del tipo de

vidrio fabricado: colado, soplado, prensado, estirado, otado, laminado, centrifugado y brado.

En cada caso, el vidrio se acondiciona trmicamente en la zona de trabajo para estabilizar su

viscosidad. De este parmetro depende la utilizacin de uno u otro procedimiento de confor-

mado as como la cadencia y el rendimiento de fabricacin en los sistemas automticos.

Despus del conformado, se somete al vidrio a un proceso de enfriamiento y recocido, etapa

crtica ya que se requiere que el vidrio pase de un estado plstico a un estado rgido con la

suciente lentitud para que su estructura se relaje de forma uniforme y adquiera en todos sus

puntos el mismo volumen especco. Esta operacin es caracterstica de cada proceso. A con-

tinuacin se describe someramente para los sistemas de fabricacin ms empleados.

Fabricacin de vidrio hueco y vidrio prensado industrial. Las gotas de vidrio caen en

las mquinas de conformado, donde se consigue la forma nal en una o dos etapas:

Prensado en el caso de vidrio prensado; un primer prensado o soplado y un sopladonal para vidrio hueco. En esta operacin se consume energa elctrica, aire comprimi-

do y aire o agua para refrigeracin. En ciertos casos, se utiliza adems un combustible

limpio.

Fabricacin de vidrio plano segn el sistema estirado. Existen dos sistemas: estira-

do vertical, y estirado horizontal. En ambos, el vidrio fundido se hace pasar por unos

rodillos con objeto de formar la lmina con un espesor determinado. En esta fase del

proceso se consume fundamentalmente energa elctrica.

Fabricacin de vidrio plano segn el sistema de otacin. El cae sobre un bao de es-

tao fundido, donde se producen los fenmenos de otacin y formacin de la lmina

en una atmsfera cuidadosamente controlada. Para la conduccin del proceso, desde

el punto de vista trmico, dispone el bao de una instalacin de resistencias elctricas


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Fabricacin de vidrio plano segn el sistema de laminacin. El vidrio se extrae del hor-

no de fusin por el procedimiento de colada continua, siendo sometido a un proceso

de laminacin, cuya misin consiste en formar la lmina, darle el espesor deseado y

grabar en la hoja un determinado dibujo o insertar una malla.

La industria del plstico es una subdivisin de la industria petroqumica, la produccin nal de

plsticos se dirige a una amplia gama de actividades industriales y de consumo nal como las

manufacturas de autopartes, envases, empaques, juguetera, calzado, produccin de acceso-

rios sanitarios y artculos de uso domstico. As mismo esta oferta se orienta hacia sectores

estratgicos como la construccin y la agricultura. En los ltimos aos, productos como el

cloruro de polivinilo (PVC), el polipropileno, el poliestireno, las resinas PET y las bras polies-

tricas, se constituyen en los principales productos de utilizacin.

El plstico es moldeado a travs de un proceso trmico donde el material pasa por el estadolquido y nalmente se solidica. En este grupo se encuentran los siguientes procesos de

transformacin:

5. INDUSTRIA DEL PLASTICO

5.1 INTRODUCCION

5.2 PROCESOS PRIMARIOS

Extrusin.

Inyeccin.

hSoplado.

Calandreo.

Inmersin.

Rotomoldeo.

Compresin.


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La extrusin es un proceso continuo para la produccin de productos semi- elaborados tales

como tuberas, perles, vainas de cable, pelculas, lminas y placas. Aunque el diseo de mo -

hos y algunos componentes de extrusin son diferentes, cada producto tiene el mismo mtodo

de produccin.

El material plasticado en estado ahulado es forzado a pasar a travs de una matriz para for-

mar a la pieza deseada. Despus de pasar a travs del dado o matriz, la pieza extrudida que

est parcialmente solidicada es pasada a travs de un calibrador para dar la conguracin

nal al elemento, y para mantener las tolerancias requeridas. Luego la pieza es en enfriada

por medio de agua o aire, cuando el material se ha consolidado lo suciente como para resis-

tir los daos durante la manipulacin, un sistema de estirado es utilizado para mantener una

tensin constante en la pieza. Posterior al sistema de estirado o puller, un mecanismo de corte

se utiliza para cortar el producto en las longitudes deseadas para el traslado o transformacin

posterior. Para plasticar y calentar el polmero proviene desde el calor generado por la friccin

del polmero debido al movimiento transmitido por el husillo de la extrusora a lo largo del barrilo cmara calefactora. Las temperaturas generadas por la friccin son muy elevadas en algu-

nos casos, lo que no hace necesario la adicin de calor externo al barril.

5.2.1 EXTRUSION


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5.2.2 INYECCIN

El proceso de inyeccin de termoplsticos se basa en fundir un material plstico y hacerlo uir

hacia un molde, a travs de una boquilla. El moldeo por inyeccin es la tcnica de procesa-

miento de mayor utilizacin para la transformacin de plsticos. Su popularidad radica en la

versatilidad para obtener productos de variadas geometras y para diversos usos.

En la actualidad, la mayora de las mquinas inyectoras utilizan el principio del tornillo de

Arqumedes para plasticar y bombear el material. En un tornillo de inyeccin se produce el

fenmeno de plasticacin debido al calor generado por la friccin del material con las paredes

del barril y por el aporte de calor de las resistencias elctricas alrededor del barril.


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6. SECTOR ELECTRICO

6.1 INTRODUCCION

6.2 PLANTA TERMOELECTRICA

6.2.1 TIPOS DE PLANTA TERMOELECRICA

6.2.2 FUENTES DE ENERGIA UTILIZADA

La industria del sector elctrico es la columna vertebral de la economa de un pas, ya que esta

suministra la energa necesaria para lograr la transformacin de materia prima en un producto

nal, a continuacion se har una breve introduccin de las diferentes formas que hay para

producir energa elctrica.

Independientemente de cul sea el combustible fsil que utilicen (fuel-oil, carbn o gas), el

esquema de funcionamiento de todas las plantas termoelctricas clsicas es prcticamente el

mismo. Las nicas diferencias consisten en el distinto tratamiento previo que sufre el combus-

tible antes de ser inyectado en la caldera y en el diseo de los quemadores de la misma, quevaran segn sea el tipo de combustible empleado.

La ventaja que tiene el gas como sustituto del carbn es que elimina los parques de almace-

namiento, las instalaciones de secado y molienda, la evacuacin de escorias; aumenta la vida

de las calderas por la ausencia de incrustaciones y corrosiones y facilita considerablemente

el control de la combustin. Cuando sustituye al fuel oil permite suprimir los depsitos de al-

macenamiento, las instalaciones de bombeo, el consumo de vapor para el calentamiento de

depsitos, tuberas e inyeccin en los mecheros de combustin. A continuacion se observa el

esquema de funcionamiento de una planta termoelctrica.

Se denominan plantas termoelctricas clsicas o convencionales aquellas plantas queprodu-

cen energa elctrica a partir de la combustin de carbn, fuel-oil o gas en una caldera dise-

ada para tal n.


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El funcionamiento de una planta termoelctrica de carbn, como la representada en la gura

anterior, es la siguiente: el combustible est almacenado en los parques adyacentes de la

planta, desde donde, mediante cintas transportadoras (1),es conducido al molino (3) para

ser triturado. Una vez pulverizado, se inyecta, mezclado con aire caliente a presin, en la cal-

dera (4) para su combustin.

Dentro de la caldera se produce el vapor que acciona los labes de los cuerpos de las turbi-

nas de alta presin (12), media presin (13) y baja presin (14), haciendo girarel rotorde la turbina que se mueve solidariamente con el rotor del generador (19), donde se produce

energa elctrica, la cual es transportada mediante lneas de transporta a alta tensin (20)

a los centros de consumo.


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Despus de accionar las turbinas, el vapor pasa a la fase lquida en el condensador (15). El

agua obtenida por la condensacin del vapor se somete a diversas etapas de calentamiento

(16) y se inyecta de nuevo en la caldera en las condiciones de presin y temperatura ms

adecuadas para obtener el mximo rendimiento del ciclo.

El sistema de agua de circulacin que refrigera el condensador puede operarse en circuito

cerrado, trasladando el calor extrado del condensador a la atmsfera mediante torres de re-

frigeracin (17), o descargando dicho calor directamente al mar o al ro.

Para minimizar los efector de la combustin de carbn sobre el medio ambiente, la planta

posee una chimenea (11) de gran altura (las hay de ms de 300 metros), quedispersa los

contaminantes en las capas altas de la atmsfera, y precipitadores (10) queretienen buena

parte de los mismos en el interior de la propia planta.

Las emisiones no se contienen. No deben ignorarse tampoco, por su contribucin al cambio

climtico, las fugas accidentales de metano (CH4, componente casi exclusivo del gas natural)

cuyo potencial de calentamiento a 20 aos es 56 veces mayor que el de una cantidad igualde CO

2. Segn el IPCC (Panel Intergubernamental de expertos en Cambio Climtico) la tasa

de aumento anual de este gas es del 0,6% y es responsable, aproximadamente, del 16% del

calentamiento terrestre actual.

Un problema que deben enfrentar estas plantas son sus necesidades de refrigeracin. Como

qued dicho ms arriba necesitan evacuar aproximadamente el 45% de su potencia trmica

total. Las tcnicas convencionales son dos: circuito abierto y torres hmedas. En la primera se

necesitan emplear ingentes cantidades de agua que es devuelta al medio despus de sufrir un

salto trmico signicativo.

6.2.3 IMPACTO AMBIENTAL


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7. INDUSTRIA DEL ALIMENTO

7.1 INTRODUCCION

7.2 MANIPULACION Y ALMACENAMIENTO

La manipulacin de las materias primas, los ingredientes utilizados en la elaboracin y los

productos terminados es varia y diversa. Actualmente se tiende a reducir al mnimo la manipu-

lacin manual mediante la mecanizacin, el proceso continuo y la automatizacin.

La manipulacin mecnica puede abarcar el transporte interior autopropulsado con o sin em-

bandejacin o la disposicin en grandes sacos a granel (que contienen a menudo varios miles

de kilogramos de material en polvo seco); cintas transportadoras (que portan, por ejemplo,

remolacha, grano o fruta); montacargas de cubetas (p. ej., con grano y pescado); transporta-

dores de tornillo sin n (p. ej., con dulces, harina, etc.); canal de descarga en alto (p. ej., paradescargar grano, azcar, o frutos secos y para el transporte de harinas).

El trmino industrias alimentarias abarca un conjunto de actividades industriales dirigidas al

tratamiento, la transformacin, la preparacin, la conservacin y el envasado de productos

alimenticios. En general, las materias primas utilizadas son de origen vegetal o animal y se

producen en explotaciones agrarias, ganaderas y pesqueras.


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7.3 EXTRACCION

Para extraer un alimento especco de la fruta, los cereales o los lquidos, debe utilizarse uno

de los mtodos siguientes: trituracin, machacado o molienda, extraccin por calor (directa o

indirecta), utilizacin de disolventes, secado y ltrado.

La trituracin, el machacado y la molienda suelen ser operaciones preparatorias; por ejemplo,

la trituracin de los granos del cacao y el cortado en nas lonjas de la remolacha en la industria

azucarera. En otros casos, pueden constituir el verdadero proceso de extraccin, como en la

molienda de harina.

El calor puede utilizarse directamente como medio de preparacin por extraccin, como en el

caso del tostado (p. ej., del cacao, el caf y la achicoria); en la fabricacin suele aplicarse de

modo directo o indirecto en forma de vapor (p. ej., extraccin de aceites comestibles o del jugo

dulce de nas lonjas de remolacha en la industria azucarera).

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