PPT 2.-PROCESOS INDUTRIALES - copia (2).pptx
- 1. Pregrado PROCESOS INDUSTRIALES Sesión 2: Diagrama de flujo de procesos balance de materia en los procesos industriales alimentarios. Seminario de problemas. Mg. German Saúl Martínez Torres
- 3. LOGRO DE SESION Al término de la sesión, el estudiante: Define diagramas de flujo, conoce la importancia de los diagramas de flujo y los clasifica. Realiza balance de materia en diferentes diagramas de flujo de procesos.
- 4. ¿Conoce o ha desarrollado un diagrama de flujo y un balance de materia? ¿Cuál es la importancia de realizar un diagrama de flujo y un balance de materia para los profesionales de la ingeniería?
- 7. 6 El Diagrama de Flujo, inicialmente “DIAGRAMA”, llamado fue desarrollado por Herman Goldstine y Jonh Von Neuman. El Diagrama de flujo de Proceso fue expuesto en 1921 por Frank Gilbreth, en la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME).
- 8. 6 Un Diagrama de flujo de procesos es una representación gráfica de las distintas etapas de un proceso y sus interacciones, para facilitar la comprensión de su funcionamiento.
- 9. TIPOS Se consideran dos tipos de DIAGRAMAS: •Diagrama de operaciones de proceso •Diagrama de actividades de proceso o flujograma
- 10. DIAGRAMA DE OPERACIONES DE PROCESO (DOP) Se registran las principales operaciones e inspecciones para comprobar la eficiencia de aquellas, sin tener en cuenta quien las efectúa ni donde se llevan a cabo. En este diagrama se consideran dos símbolos esenciales: •Circulo: Representa las operaciones del proceso, es decir tiene lugar cuando la parte que se estudia es transformada intencionalmente. •Cuadrado: Representa a las inspecciones en el proceso, es decir donde se lleva a cabo cuando se examina un objetivo.
- 13. EJEMPLO DIAGRAMA DE OPERACIÓN PARA LA FABRICACION DE UNA LAMPARA DATOS:
- 14. SUBENSAMBLES O SUBCOMPONENTES SOBRE LOS COMPONENTES QUE SE UTILIZAN 30 ENSAMBLA EL EJE DE SPORTE (PIEZA 1), LA BASE DEL PORTAFOCO (PIEZA 2) Y LA BASE (PIEZA 3) 60 ENSAMBLA EL SUBENSAMBLE 30, EL CORDON ELECTRICO (PIEZA 7) Y EL PORTAFOCO (PIEZA 6) 90 ENSAMBLA EL SUBENSAMBLE 60 Y EL FOCO (PIEZA 5) ENSAMBLE FINAL ENSAMBLA EL SUBENSAMBLE 90 Y LA PANTALLA (PIEZA 4) DATOS ADICIONALES A TOMAR EN CUENTA EN LA FABRICACION
- 15. DESARROLLO DEPARTAMENTO: ELABORADO POR: TIPO DE DIAGRAMA: OPERACIÓN: FECHA: RECOMENDACIÓN: IDENTIFICAR EL ELEMENTO PRINCIPAL DE TODOS LOS COMPONENTES QUE TENEMOS. EN ESTE CASO EL EJE O SOPORTE ES EL ELEMENTO PRINCIPAL SOBRE LOS QUE VAN A IR ENSAMBLANDO TODOS LAS DEMAS PIEZAS.
- 17. DIAGRAMA DE ACTIVIDADES DE PROCESO O FLUJOGRAMA. Se puede denominar "diagrama de flujo de procesos", "diagrama de flujo de bloques", "diagrama de flujo esquemático", "diagrama de flujo macro", "diagrama de flujo vertical", "diagrama de tuberías e instrumentación", "diagrama de flujo de sistema" o "diagrama de sistema". Estos emplean un conjunto de símbolos y notaciones para describir un proceso.
- 21. Diagrama de flujo de bloques Es una serie de bloques conectados con flujos de entrada y salida.
- 22. 6 Diagrama de flujo de proceso de producción de Bebidas Gasificadas
- 23. Proceso de Producción de Cerveza
- 24. Diagrama de flujo de proceso Es un diagrama mas completo que el BFD por la cantidad de información que contiene. Diagrama de Flujo de Proceso de Polietileno
- 25. Proceso de Producción de Cerveza
- 26. Diagrama de tuberías e instrumentación Diagrama de flujo mecánico (MFD) proporciona información que necesitan los técnicos para comenzar la planificación para la construcción de la planta.
- 30. PROPOSITOS Un diagrama de flujo de procesos tiene múltiples propósitos: •Documentar un proceso con el fin de lograr una mejora en la comprensión, el control de calidad y la capacitación de los empleados. •Estandarizar un proceso para obtener una eficiencia y repetibilidad óptimas. •Estudiar un proceso para alcanzar su eficiencia y mejora. Ayuda a mostrar los pasos innecesarios, cuellos de botella y otras ineficiencias. •Crear un proceso nuevo o modelar uno mejor. •Comunicar y colaborar con diagramas que se dirijan a diversos roles dentro y fuera de la organización.
- 31. TRABAJO ENCARGADO OBSERVAR EL VIDEO QUE SE ENCUENTRA EN EL SIGUIENTE LINK Y ELABORE UN DIAGRAMA DE FLUJO UTILIZANDO LA APLICACIÓN DRAW.IO. https://www.youtube.com/watch?v=C1eVxmRSqLg
- 33. 6 Herramienta que se emplea frecuentemente para resolución de sistemas incluidos en procesos de la industria. Realizando el balance a partir de pasos sencillos y bien estructurados se consigue caracterizar el sistema teniendo controlados que compuestos entran y salen.
- 34. BALANCE DE MATERIA Cuantificacion de entradas y salidas de masa en un proceso o en una parte de este. Contabilizar las sustancias que participan en el proceso.
- 35. Proceso Formado por una unidad de operación o varias
- 36. La Materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma Sistema para el cual se realiza el balance de masa Flujos de Entrada Flujos de Salida Acumulación dentro del = sistema Entrada por las fronter-as del sistema Salida por - las + frontera s del sistema Producción dentro del - sistema Consum o dentro del sistema
- 37. Cambio de masa o moles dentro del sistema respecto al tiempo Por reacción química Estado Estacionario Sin reacción Química Entrada de masa/moles por la frontera del sistema Salida de masa/moles por la frontera del sistema = Acumulación dentro del = sistema Entrada por las fronter-as del sistema Salida por - las + fronteras del sistema Producción dentro del - sistema Consum o dentro del sistema
- 38. El balance se deberá establecer allí donde encuentre la información necesaria para resolver las incógnitas. En cada caso se deberá elegir aquellos que lleven al resultado final por el camino más corto.
- 40. 1) Organizar la información. 2) Escoger una base de cálculo. 3) Realizar la contabilidad del problema. 4) Convertir los datos volumétricos en másicos o molares. 5) Convertir los datos de un mismo flujo a las mismas unidades. 6) Escribir las ecuaciones de balance de materia. 7) Resolver las ecuaciones de balance de materia. 8) Escalar el proceso balanceado.
- 41. PROCEDIMIENTO GENERAL DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Lea y analice detenidamente para dejar claro el objetivo del ejercicio. Complete o elabore el diagrama de flujo de proceso. Identifique o elabore los equipos que intervienen en el proceso. Identifique todas las corrientes, indicando las entradas y las salidas. Seleccione una base de cálculo adecuada. Revise que todas la información esté en las mismas unidades.
- 42. PROCEDIMIENTO GENERAL DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Lea y analice detenidamente para dejar claro el objetivo del ejercicio. Establezca una estrategia de resolución. Procurar iniciar con los balances de materia que involucren el menor número de corrientes pero que sean importantes para el cálculo. Complete el diagrama de flujo de proceso.
- 43. UNIDADES DE MEDICION SISTEMA METRICO INGLES Masa (g)(kg)(lb) Longitud (cm)(m)(ft) Tiempo (s) Temperatura (K)(R) Fuerza (Newton) Densidad (g/cm3) Velocidad (m/s) Nota: Una cantidad puede sumarse con otra solo si sus unidades son iguales.
- 44. EJEMPLOS
- 45. Evaporador M1=500 Kg/min M3= ?? Solución Solución concentrada M2= 150 Kg/min Agua evaporada De acuerdo a la solución de BM , se tiene en cuenta balance total de masa: Ʃ Flujos másicos entrada = Ʃ Flujos másicos salida M1 = M2 + M3 500 kg/min = 150 kg/min + M3 M3 = 500 kg/min – 150 kg/min M3= 350 Kg/min
- 46. Ejercicio 1 En la unidad de tratamiento de desechos de una planta, un espesador elimina agua de los lodos húmedos de aguas residuales como se muestra en la figura. ¿Cuántos kilogramos de agua salen del espesador por cada 100 kg de lodos húmedos que ingresan? El proceso está en estado estacionario. Espesador 100 Kg Lodos húmedos 70 Kg Lodos deshidratados ? Agua
- 47. abierto), no hay Base de cálculo: 100 Kg de lodo seco El sistema es el espesador (sistema acumulación, generación, ni consumo. El balance de masa total es: Entra = Sale mLh = mLd + magua 100 Kg = 70 Kg + Kg de Agua magua = 30 Kg de agua Ejercicio 1: Solución Espesador 100 Kg Lodos húmedos 70 Kg Lodos deshidratados ? Agua
- 48. Calcular la masa de concentrado al 50% de sólidos que se obtendrá en un evaporador por cargas cuando se tratan 500 kg de diluido con un 10% de sólidos. Evaporador por cargas 500 Kg 10% 50% Diluido Concentrado ? Agua Ejercicio 2
- 49. En este caso el balance se montará sobre uno de los dos componentes: sólidos o agua. Como el enunciado pide el cálculo del concentrado producido, la solución más sencilla se alcanzará con un balance de sólidos. Por lo tanto, en primer lugar se convertirán las concentraciones de diluido y concentrado a fracción másica de sólidos y se establecerá el balance correspondiente: Ejercicio 2: Solución
- 50. Comprobando las unidades: efectivamente es un balance de sólidos que como es lógico se expresa justamente en kg de sólidos. Ya se pueden sustituir los valores en la ecuación del balance: Ejercicio 2: Solución …
- 51. Calcular cuanta alfalfa, con un 80% de humedad, se debe alimentar a un secadero para producir 5000 kg/h de alfalfa deshidratada, con un 5% de humedad. Secador 80% de humedad 5000 Kg/hr 5% de humedad Alfalfa Alfalfa deshidratada ? Agua Ejercicio 3
- 52. Es un problema similar al anterior aunque en este caso se trata de un proceso en continuo y por lo tanto se manejan caudales másicos. Como no se pide el agua eliminada, el balance se establecerá también sobre los sólidos, que en este ejemplo se denominan extracto seco. El primer paso será utilizar las unidades adecuadas para caudal másico y concentraciones: Ejercicio 3: Solución
- 53. Balance de extracto seco: Ejercicio 3: Solución …
- 54. Determine la cantidad de aditivos a utilizar en la siguiente mermelada de marañón, con base en la cantidad de fruta (73 lb) y azúcar (31 lb), llenar la columna correspondiente del cuadro. Ejercicio 4 Aditivos Porcentaje (%) Cantidad (en g) Pectina 0,6 Acido cítrico 0,1 Benzoato de sodio 0,03
- 55. Ejercicio 4: Solución … Se determina el porcentaje que representa la fruta, el azúcar y los aditivos en la formulación. 0,73% de aditivos 99,27% de fruta y azúcar Se uniformiza las unidades de la fruta y el azúcar a gramos: 454 g -------- 1 lb X g ----------- 73 lb Fruta en g = 33 142 454 g -------- 1 lb X g ----------- 31 lb Azúcar en g = 14 074 Se suma el peso de la fruta y el azúcar, este valor será el 99,27% de la formulación. Fruta + Azúcar en g = 47 216
- 56. Ejercicio 4: Solución … Pectina: Se resuelve con una simple regla de tres. 47 216 g totales -------- 99,27% X g de pectina ----------- 0,6 % Pectina en g = 285,38 Acido cítrico: Se resuelve con una simple regla de tres. 47 216 g totales -------- 99,27% X g de acido citrico ----------- 0,1 % Acido cítrico en g = 47,56 Benzoato de sodio: Se resuelve con una simple regla de tres. 47 216 g totales -------- 99,27% X g de conservante ----------- 0,03 % Benzoato de sodio en g = 14,27
- 57. Ejercicio 4: Solución … Respuesta: Aditivos Porcentaje (%) Cantidad (en g) Pectina 0,6 235,38 Acido cítrico 0,1 47,56 Benzoato de sodio 0,03 14.27
- 58. A un evaporador se alimentan con 100,000 kg/día de una solución que tiene 38% en peso de azúcar, obteniéndose una solución concentrada con 74% en peso. Calcúlese el peso de la solución obtenida y la cantidad de agua evaporada. Ejercicio 5
- 59. Evaporador M1=100,000 Kg/día M3= ?? M2= ? 38% azúcar 62% agua Solución 74% azúcar 26% agua Solución concentrada Agua evaporada Balance General de masa: M1 = M2 + M3 Base de cálculo: M1= 100,000 kg/día Xazucar = 0.38 Xagua = 0.62 Además tenemos: Xazúcar = 0.74 Xagua = 0.26
- 60. Colocamos la información en la ecuación: (0.38)(100,000 kg/día) = (0.74) * M3 51,351.35kg/día solución concentrada Despejamos M3: (0.38)(100,00 kg/día) M3 = ----------------------------- = 0.74
- 61. TRABAJO ENCARGADO GRUPAL DESARROLLE LOS EJERCICIOS DE BALANCE DE MATERIA SEGÚN LO APRENDIDO EN CLASE.
- 62. 6
- 63. GRACIAS