Dirección Universitaria de Educación a Distancia EAP ING. AMBIENTAL

Procesos Industriales y Tecnologías Limpias

2014-II Docente: Carlos Alfredo UGARTE ALVANNota:

Ciclo: 8 Módulo IDatos del alumno: FORMA DE PUBLICACIÓN:

Apellidos y nombres:

Pancca Quispe ReneePublicar su archivo(s) en la opción TRABAJO ACADÉMICO que figura en

el menú contextual de su cursoCódigo de matrícula:

2012203842Uded de matrícula:

CuscoFecha de publicación en campus virtual DUED LEARN:

HASTA EL DOM. 30 DE NOVIEMBRE 2014

A las 23:59 PM

Recomendaciones:

1. Recuerde verificar la correcta publicación de su Trabajo Académico en el Campus Virtual antes de confirmar al sistema el envío definitivo al Docente.

Revisar la previsualización de su trabajo para asegurar archivo correcto.

2. Las fechas de recepción de trabajos académicos a través del campus virtual están definidas en el sistema de acuerdo al cronograma académicos 2014-II por lo que no se aceptarán trabajos extemporáneos.

1TA20142DUED

3. Las actividades que se encuentran en los textos que recibe al matricularse, servirán para su autoaprendizaje mas no para la calificación, por lo que no deberán ser consideradas como trabajos académicos obligatorios.

Guía del Trabajo Académico:

4. Recuerde: NO DEBE COPIAR DEL INTERNET, el Internet es únicamente una fuente de consulta. Los trabajos copias de internet serán verificados con el SISTEMA ANTIPLAGIO UAP y serán calificados con “00” (cero).

5. Estimado alumno:El presente trabajo académico tiene por finalidad medir los logros alcanzados en el desarrollo del curso.Para el examen parcial Ud. debe haber logrado desarrollar hasta 2 y para el examen final debe haber desarrollado el trabajo completo2

Criterios de evaluación del trabajo académico:

Este trabajo académico será calificado considerando criterios de evaluación según naturaleza del curso:

1 Presentación adecuada del trabajo

Considera la evaluación de la redacción, ortografía, y presentación del trabajo en este formato.

2 Investigación bibliográfica:Considera la consulta de libros virtuales, a través de la Biblioteca virtual DUED UAP, entre otras fuentes.

3 Situación problemática o caso práctico:

Considera el análisis de casos o la solución de situaciones problematizadoras por parte del alumno.

4

Otros contenidos considerando aplicación práctica, emisión de juicios valorativos, análisis, contenido actitudinal y ético.

2TA20142DUED

TRABAJO ACADÉMICO

Tema: Diagrama de flujosRealizar el diagrama de flujo para la producción de biodiesel a partir de aceite usado de cocina, teniendo en cuenta un índice de ácidos grasos libres superior al 2,5%

(4 puntos)

3TA20142DUED

Tema: Diagrama de flujo y Balance de materia para desalinizaciónDiseñar un sistema de desalinización de etapa simple a partir de los siguientes datos:

a. Coeficiente de permeabilidad del agua: 7x10-7 m3/s kPa m2

b. Coeficiente de permeabilidad de la sal: 6 x 10-8 m3/m2 sc. Salinidad de alimentación: 3 500 ppmd. Flujo de alimentación: 10.57 m3/díae. Flujo de permeado: 1.03 m3/díaf. Presión de alimentación: 2 200 kPag. Presión de desecho: 2 176 kPah. Presión de permeado: 101 kPa

(Nota: Realizar el diagrama de bloques para este caso)Indicar que limitaciones presenta el método de diseño (6 puntos)Diagrama de flujo de proceso de una planta de desalación por ósmosis inversa de etapa simple.

QpXpPp

XfPfQf

QbXbPb

Balance de materia para desalinizaciónDato:Qf=10.57 m3/díaQp=1.03 m3/díaXf=3500ppmPf=2 200 kPaPp=101 kPaPb=2 176 kPa

Recuperación(R)R=Qp/Qf=1.03/10.57=9.74456%

Ecuaciones de BalanceQf=Qp+Qb…1)

…2)

Obtenemos de 1)Qb=Qf-QpQb=10.57-1.03=9.54 m3/día

Iteración usando 2)

4TA20142DUED

Asumimos que Xp= (9.74456%) (3500ppm)=341.0596 ppm(3.5)(10.57)= (0.341) (1.03)+Xb (9.54), entonces Xb=3841.0596ppm

Salinidad promedio

Calculo de las presiones Osmóticas:

Calculo de la presión osmótica promedio

Presión osmótica neta

Presión neta neumática a través de la membrana

Limitaciones -La polarización por concentración y el ensuciamiento de la membrana.-Baja selectividad o bajo flujo obtenido.-El factor de incrustación es más o menos lineal.-Esquema básico de un sistema de membranas.

Tema: Formulación y Surfactantes¿Sería posible reciclar el PET y modificarlo como un surfactante?, ¿Qué tipo de

surfactante se podría obtener?, ¿De qué manera? (6 puntos)Si es posible, se convierte en PET Surfactante No Iónico, cuya estructura general de un surfactante no iónico puede ser del tipo por ejemplo éter alkilpolioxietilenoglicol, alkilfenolpolioxietileno glicol éter, los NO IONICOS: sin ionizarse, se solubilizan mediante un efecto combinado de un cierto número de grupos solubilizantes débiles (hidrófilos) como éter, y OH-. Son derivados polioxietilenados y polioxipropilenados, derivados de sorbitán y alcanolamidas grasas, etc. Tienen la ventaja de que son estables frente a la mayoría de los productos químicos en las concentraciones usuales de empleo,

5TA20142DUED

al no ionizarse en agua, no forman sales con los iones metálicos y son igualmente efectivos en agua blanda o dura. Su naturaleza química los hace compatibles con otros ATA catiónicos, aniónicos y coloides cargados + y -. Por otra parte sus características los hacen altamente valiosos como materias primas, base para formulación de diversos productos para la industria de la agricultura, curtido, latex, textiles, procesos de metales, pinturas en emulsión, petróleo, pulpa y papel, limpiadores. El grupo hidrofóbico está formado por una cadena larga que tiene grupos débilmente solubilizantes, por ejemplo enlaces etéreos y grupos OH. La repetición de estas unidades tiene el mismo efecto que un hidrófilo fuerte salvo que no hay ionización. Tipos: alcoholes grasos polioxietilenados, alquilfenol polioxietilenados, ácidos grasos polioxietilenados, etc. En los sistemas reales surfactante-agua-aceite, como por ejemplo los encontrados en aplicaciones petroleras, son sumamente complejos y en general su estudio involucra un gran número de variables. Estos sistemas pueden ser simplificados a sistemas tipo surfactante-agua-aceite en los cuales el aceite es una sustancia pura o una mezcla de fácil caracterización, y otros parámetros como la salinidad de la fase acuosa y la composición del surfactante son conocidos. Los resultados obtenidos a partir del estudio de estos sistemas pueden luego ser extrapolados a situaciones reales. Usualmente, el estudio de sistemas surfactante-agua-aceite implica la detección de un sistema correspondiente a lo que se conoce como formulación óptima. Este término, proveniente de la industria petrolera, indica un sistema cuya tensión interfacial es muy baja y que presenta una fase bicontinua (microemulsión) en equilibrio con las fases aceite y acuosa. En un intento por caracterizar, comparar o desarrollar formulaciones, se han desarrollado varios parámetros que intentan englobar las diferentes variables de formulación, a fin de cuantificar los efectos de cada una. El primero de ellos es el parámetro HLB de Griffin, el cual representa el balance lipofílico-hidrofílico del surfactante; es decir, el balance entre las interacciones que existen entre el surfactante y la fase acuosa y entre el surfactante y la fase aceite. Actualmente, es utilizado para clasificar surfactantes en una escala arbitraria que va de 0 a 20 y, de esta manera, permitir su comparación con otros surfactantes. En el caso de surfactantes no iónicos polietoxilados, el HLB corresponde a un quinto del porcentaje en peso de la cadena de óxido de etileno respecto al peso total de la molécula. No obstante, este parámetro no toma en cuenta otras variables importantes en la formulación, tales como la naturaleza del grupo hidrófobo de la molécula de surfactante, la temperatura, la salinidad de la fase acuosa y la cantidad y tipo de alcohol. Por esta razón, se recomienda emplearlo como un indicador de la tendencia general del surfactante, en particular como una herramienta de comparación entre dos surfactantes que se encuentren en el mismo entorno físico-químico.

6TA20142DUED

Bibliografía1. Balmas, PROCESOS INDUSTRIALES.2. Calleja G., INTRODUCCIÓN A LOS BALANCES DE MATERIA, Madrid-

España, 1999.3. Cifuentes Manuel F., OBTENCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE ACEITE

USADO DE COCINA POR TRANSESTERIFICACIÓN EN DOS ETAPAS, CON DOS TIPOS DE ALCOHOLES, Santa Fe de Bogotá-Colombia, 2010.

4. Corma Avelino, CATÁLISIS CON ZEOLITAS: DESDE EL LABORATORIO A SU APLICACIÓN INDUSTRIAL.

5. García María delos Milagros, PROYECTOS DE FIN DE CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA, Cádiz-España, Setiembre del 2007.

6. Guerrero Lorna, BALANCES DE MATERIA, Santa María, Abril, 2008.7. Herrera Juan A., CARACTERIZACION Y APROVECHAMIENTO DEL

ACEITE RESIDUAL DE FRITURAS PARA LA OBTENCION DE UN COMBUSTIBLE (BIODIESEL), Pereira-Colombia, 2008.

8. Hidalgo A.M., DESALACIÓN DE AGUAS ÓSMOSIS INVERSA IMPLICACIONES MEDIOAMBIENTALES Y LUCHA CONTRA LA SEQUÍA.

9. Himmelblau, D. M., BALANCES DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA EN FLUJO CONTINUO, México Pearson Prentice Hall, 2002.

10. Informes Estudios e Investigación, TÉCNICAS DE DESALACIÓN.11. Morayma Uribe G., SIMULACIÓN DE UNA PLANTA PILOTO PARA LA

PRODUCCIÓN DE BIODIESEL EN EL LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS DE LA ESIQIE, México D.F., 2010.

12. Querini Carlos A., BIODIESEL: PRODUCCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD, Santa Fe-Colombia.

13. Rueda Francisco, RESIDUOS DE LA DESALACIÓN, Granada-España.14. Sánchez Gerard S., PLANTA DESALINIZADORA DE AGUA DE MAR DE

500 M3 DIARIOS DE CAPACIDAD QUE FUNCIONA MEDIANTE ÓSMOSIS INVERSA, Junio 2010.

15. Torres Ricardo, FORMULACIÓN INTERFACIAL DE UN SISTEMA ÁCIDO CARBOXÍLICO-AGUA-ACEITE, Mérida-España, 2000.

16. Universidad Nacional Experimental Politécnica Antonio José De Sucre, BALANCE DE MATERIA CON RECIRCULACIÓN.

7TA20142DUED