Portafolio II Parcial.
Resúmenes de clases.
Ingeniería de reacciones químicas 2.
Ingeniería de reacciones químicas 3.
Optimización de procesos.
Proyectos de clase.
ELABORACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO A BASE DE MELAZAS DE REMOLACHA.
El proceso de producción de ácido cítrico anhidro se va a dividir en tres partes claramente diferenciadas: producción del ácido cítrico, separación del ácido cítrico de las impurezas del licor y, por último, purificación y conformado del producto. Diagrama de proceso producción del ácido cítrico.
Descripción del proceso
En cuanto a la melaza, abandonará el depósito donde se almacena llegando a un filtro de tambor rotatorio a vacío, donde se separarán todos los sólidos que pudiera contener. Posteriormente también se retiran los iones disueltos presentes en la melaza mediante un lecho desmineralizador
La carga de fermentador se completa con la adición de ciertos nutrientes suplementarios, tras lo cual, se produce la esterilización. Se introduce vapor por medio del sistema de aireación del fermentador procedente de la caldera.
El vapor aumentará la temperatura del medio hasta los 100ºC y mantendrá esta temperatura durante el tiempo necesario para eliminar todo microorganismo que pueda competir por el sustrato.
La fermentación va a ser la etapa más duradera de todo el proceso que tiene lugar en la planta, aproximadamente 6 días. Durante el proceso fermentativo se controlarán distintas variables (temperatura, pH, etc.), para que transcurra de manera correcta y se produzca la mayor cantidad posible de ácido cítrico. Será un proceso de tipo discontinuo.
Tras el tiempo estipulado, el fermentador se descarga. El producto obtenido, el licor post-fermentativo, contiene ácido cítrico, agua y una serie de impurezas. Este licor se conduce por tubería hacia la siguiente etapa del proceso.
Diagrama de proceso separación del ácido cítrico de las impurezas del licor.
Descripción del proceso
Esta fase comienza con la llegada del licor post-fermentativo al filtro rotatorio a vacío con precapa, cuya función es separar el micelio (microorganismo muerto). La torta sólida que forma el micelio será enviada por medio de cinta transportadora hacia un depósito donde será almacenada. El líquido filtrado, compuesto por el licor post-fermentativo sin micelio, se transporta mediante tubería hacia el tanque de lechada.
En el tanque de lechada, el líquido que se va filtrando en la etapa anterior se irá mezclando con una lechada ya preparada. Se produce una reacción química que transforma el ácido cítrico, presente en el licor post-fermentativo, en citrato cálcico, el cual es sólido y precipita. Para que esta reacción se produzca adecuadamente es necesario un sistema de agitación que promueva la mezcla de sustancias y un serpentín refrigerante, ya que la reacción producida es exotérmica. La reacción de lechada se realizará en discontinuo.
Una vez acabado el proceso de lechada, la masa dentro del reactor se calienta hasta una temperatura cercana a la de ebullición. Esta función la realizará un vapor condensante que se hará circular por el interior del serpentín del reactor.
Una vez calentado el licor, será enviado por tubería hacia un nuevo filtro de tambor rotatorio al vacío. Este equipo separará el citrato cálcico en forma de torta y lo enviará mediante cinta transportadora hacia el reactor de descomposición del citrato. El líquido filtrado (licor post-fermentativo sin ácido cítrico) es mandado por tubería hacia un depósito para su almacenaje.
En el reactor de craqueo, la torta de citrato cálcico se irá mezclando con una disolución de ácido sulfúrico, produciéndose una reacción química que forma yeso (el cual es sólido y precipita) y deja libre en disolución el ácido cítrico. En este reactor es fundamental una buena agitación para mezclar bien la torta sólida con el ácido sulfúrico, también existirá un serpentín de refrigeración que eliminará el calor producido durante la reacción. Como en el caso de la lechada, la reacción será de tipo batch o discontinuo.
Tras el craqueo del citrato cálcico, la masa reaccionante se conduce mediante tubería a un filtro de banda de vacío que separará el sulfato cálcico o yeso del líquido que contiene el ácido cítrico. El yeso se transporta mediante cinta hacia un depósito para su almacenaje, mientras que el líquido filtrado será conducido por tubería hasta un sistema combinado de desmineralización y carbón activado que eliminará ciertas impurezas que aún arrastra el producto.
Diagrama de proceso purificación y conformado del producto
Descripción del proceso
La fase de purificación comienza cuando la disolución de ácido cítrico abandona la columna de intercambio iónico y carbón activado y es conducida hacia el siguiente equipo, que es un evaporador de doble efecto de película descendente. En este proceso la disolución de ácido cítrico perderá agua mediante la acción de un calor cedido por un vapor condensante, quedando lo suficientemente concentrada como para poder entrar en el siguiente proceso.
En esta fase todos los procesos actuarán en continuo en contraposición a la fase de separación y de producción en la que había unidades que trabajaban en discontinuo.
La corriente que sale del evaporador se introduce en un equipo de cristalización de tipo MMSPR-DTB. En el interior del aparato se creará sobresaturación por vacío, lo que provocará la nucleación y la formación de cristales sólidos de ácido cítrico. Estos cristales, acompañados por el resto del licor que no ha cristalizado, abandonarán el cristalizador camino de la siguiente etapa.
El magma procedente del aparato de cristalización será conducido hasta una centrífuga continua de canasta que separará los cristales recién formados de producto del licor y sus impurezas, abandonando el equipo prácticamente seco.
La corriente cristalina es conducida, mediante cintra transportadora, aun secador de lecho fluidizado donde los cristales de ácido cítrico pierden el agua restante, quedando totalmente secos. En esta etapa se le darán las características finales al producto.
Por último, la corriente de producto llegará a una maquina pesadora ensacadora donde el ácido cítrico anhidro será introducido en sacos de 25 kg sellados herméticamente. Los sacos serán transportados mediante transpaletas hacia la zona de almacenaje donde esperarán su transporte para su posterior venta.
INDUSTRIA ENERGÉTICA: PRODUCCIÓN DE BIOGÁS A PARTIR DE DESECHOS ORGÁNICOS Y VEGETALES COMO FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA.
Se produce el biogás a través de una mezcla de desechos orgánicos vegetales y animales, el municipio realiza cada cierto tiempo visitas técnicas, con el fin de obtener energía renovable.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Trituración de desechos orgánicos vegetales: Se desea producir biogás con la finalidad de la generación de energía eléctrica donde entra 250 kg de desechos orgánicos vegetales que serán triturados con la finalidad de lograr la reducción y desmenuzado del tamaño de sus partículas.
Mezcla de desechos orgánicos: Se dispone de 1000kg de agua que se mezclaran con 250kg de desechos orgánicos animales, se sabe que de esta mezcla el 12% lo conforman solidos grandes que superan los 4 mm por lo que se usa un filtro tipo tamiz para separar estas impurezas.
Filtro tipo Tamiz: Se mezclan los desechos orgánicos vegetales y animales, de la cual se conoce que de esta mezcla el 7% lo conforman solidos medianos que superan los 3 mm por lo que se desea eliminar estas impurezas mediante el uso de un filtro tipo tamiz.
Biodigestor: El 97% de los compuestos que forman parte del sustrato liquido obtenido de las mezclas de los desechos orgánicos animales y vegetales. El 75% se transforma en metano, el 20% en dióxido de carbono, 2% en Nitrógeno, 1% en sulfuro de hidrogeno, 1% en agua y finalmente el 1% en amoniaco, donde se implementará para conocer las velocidades de reacción.
Condensador: Se conoce que el biogás generado tras los procesos de digestión anaeróbica en el reactor posee un 4% de vapor de agua, y se desea deshidratarlo hasta obtener un producto con una humedad del 0.5%.
Desulfirizador: La reacción que se lleva a cabo en el desulfurador contiene 90% en volumen de óxido de hierro y 10% en volumen de sulfuro de hidrogeno. El 75 por ciento del óxido de hierro se transforma en sulfuro de hierro III, donde se implementará para conocer las velocidades de reacción. Este proceso tiene la finalidad de reducir el contenido de sulfuro de hidrogeno para evitar futuros fallos en el motor de cogeneración CHP, dado que se va a encontrar cuales son las velocidades de reacción.
Tanque de almacenamiento: Se almaceno lo que se obtuvo del resultado de la operación anterior por medio de absorción a partir del óxido de hierro.
Motor CHP : Se conoce que el biogás generado pasa por un motor CHP donde se quema 100 moles de Metano (CH4) con un exceso de aire del 20%. El % de conversión del metano (CH4) es 98%. Las reacciones que genera involucran una combustión completa e incompleta. La conversión para cada una de las reacciones es del 50%. Por ende, se va a determinar el flujo de salida de los gases de escape de la combustión y las fracciones molares que los componen.
INDUSTRIA FARMACEUTICA: LINEA DE PROCESOS PARA LA ELABORACION DE AMOXICILINA TRIHIDRATO COMO PRINCIPIO ACTIVO, PRESENTACION DE 25KG EN BARRILES.
El presente proyecto abarca el estudio del proceso de producción de uno de los antibióticos más usados en nuestro país (la amoxicilina), este es un antibiótico semisintético derivado de la penicilina, que se emplea a menudo como tratamiento en infecciones de diferente gravedad.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
1) Recepción y pesado de la materia prima: La materia prima utilizada para la producción de amoxicilina es el 6-APA (ácido 6-aminopenicilánico.) este es un compuesto químico fundamental de la molécula de los antibióticos provenientes de las penicilinas y cumple como reactivo principal.
2) Agitado: Una vez pesados se introducen en un agitador todos los compuestos: 6-APA (ácido 6-aminopenicilánico.), CH2Cl2 (cloruro de Metileno.) y TEA (trietanolamina.)
3) Reacción 1: El Cloruro de Metileno, la trietanolamina y el 6-APA entran al primer reactor cuyo propósito es que en su interior se logre crear una reacción química, y deja los ingredientes a la misma temperatura, este se encuentra a 25°C.
4) Separado 1: Los compuestos ingresan a un separador con el fin de aprovecharlos al máximo, este separa un 4% de 6-APA recirculándolo nuevamente al agitador, los compuestos tienen dos destinos, un 4% de TEA y el HCl se dirigen a un mezclador, y el 6-APA con el TEA restante se dirigen a un intercambiador (1).
5) Mezclado 1: El mezclado se realiza en un tanque donde su principal objetivo es mezclar en seco los principios activos. Acá entra HCl y el 4% de TEA, el mezclador sube la temperatura de los ingredientes a 25°C.
6) Enfriamiento 1: El 6-APA y el TEA ya divididos del separador 1 entran al intercambiador 1 que se encuentra a 0.5°C y también tiene como propósito bajar la temperatura de la reacción para que esté a la misma a la que se ha trabajado al TEA y el HCl y así llevarlo al reactor 2.
7) Enfriamiento 2: Los compuestos salientes del mezclador entran a un intercambiador (2) cuyo objetivo es bajar la temperatura de la reacción de 25°C a 0,5°C, así preparándola para posteriormente circularla al reactor 2.
8) Reacción 2: Con los compuestos ya listos del intercambiador con la temperatura requerida, entran al reactor 2 con el fin de producir una reacción química entre estos y así dirigirlos a un separador.
9) Separado 2: Los compuestos dentro del separador salen por dos corrientes, por una de ellas sale 10% TEA sobrante que recircula al agitador donde se inicia el proceso para reutilizarlo, y por la otra corriente sigue el HCl dirigiéndose al reactor.
10) Reacción 3: El HCl proveniente del separador reacciona con DMA (Dimetilamina) que se une como una nueva corriente fresca.
11) Separado 3: Se introducen los compuestos salientes del reactor 3, donde se recircula un 7% de DMA hacia el reactor 3 para volver a utilizarlo, una vez lista la reacción esta avanza hacia un mezclador.
12) Mezclado 2: En esta etapa se añade H2O (Agua) al mezclador y una vez juntos los compuestos, se obtiene el trihidrato de amoxicilina, la cual para obtener el producto final solo tiene que entrar en un secador.
13) Secado: Una vez lista la obtención del trihidrato de amoxicilina circula a un secador cuyo objetivo es eliminar el H2O para dejar solo el sólido que sería la amoxicilina, el producto final.
14. Envasado: La amoxicilina en polvo obtenida, es envasada y etiquetada en barriles estériles(25kg), para proteger el principio activo de agentes externos y proceder con su posterior almacenamiento y distribución.
15. Almacenamiento y distribución: Los barriles del principio activo ya envasados, etiquetados y sellados, son trasladados al área de almacenamiento, la cual debe estar previamente acondicionada (desinfectada y esterilizada), donde permanecerán hasta su posterior distribución a los laboratorios farmacéuticos para su procesamiento como medicamentos en diferentes presentaciones (suspensiones, tabletas, capsulas).
LÍNEA DE PROCESO INDUSTRIAL PARA LA ELABORACIÓN DE CONSERVA DE CHOCLO EN SALMUERA EN PRESENTACIÓN DE 250G
la presentación del empaque es de 250g donde es 40% líquido de gobierno y 60% es grano de choclo, el proceso al final nos dará 3 empaques de vidrio de 250g.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Lavado y desinfectado: El lavado estaba a cargo de una solución de hipoclorito de sodio al 4 % con una dilución de 1 ml por cada 2 mL de agua sumergidas durante 5 minutos, eliminando microorganismos superficiales que pueden ser palpables en las unidades o granos del choclo.
Precocción: La precocción consiste en someter los granos de choclo en agua al punto máximo de ebullición siendo este de 95 °C durante 2 minutos, para eliminar enzimas, ablandar la piel de la pulpa para que la salmuera preparada tenga una invasión completa después del envasado.
Escurrido: Después de haber escaldado los granos de choclo en agua a temperaturas de ebullición éstos son sacados para ser envasados en caliente.
Llenado: El envasado se realizó en envases de vidrio, anteriormente estos fueron sometidos a un tiempo de esterilización de 85 °C por cinco minutos. Una vez envasado los granos de choclo, se añade el líquido de gobierno en proporciones de un 40 % según norma.
Mezclado: La preparación de la salmuera consistió en sumergir los 2.5 g, de sal los 10 g azúcar y los 0.5 g de cloruro de calcio en 500 g de agua hirviendo durante 10 minutos. El calor es aplicado para que el efecto de solubilidad de la sal, azúcar y cloruro de calcio sea más efectivo.
Llenado del Líquido de gobierno: Llenado de los envases de vidrio con el choclo
Evacuado: Consistió llevar el envasado semitapado a temperaturas de ebullición dentro del agua durante 5 minutos, con la finalidad de eliminar el oxígeno captado por microorganismos mesófilos.
Sellado: Consistió llevar el envasado semitapado a temperaturas de ebullición dentro del agua durante 5 minutos, con la finalidad de eliminar el oxígeno captado por microorganismos mesófilos.
Tratamiento térmico: Para el tratamiento térmico se hubiese utilizado la esterilización por retorta o auto clavado a temperaturas de 121 °C durante 25 minutos. En este proceso se logra destruir la mayor parte de microorganismos adheridos al producto que no fueron eliminados en procesos anteriores como el evacuado ni la cocción. Especialmente microorganismos de forma esporulados que requieren tiempos largos y temperaturas altas para su destrucción. El mecanismo de retorta o esterilización se da principalmente en tres etapas, tiempo de subida o levante, tiempo de trabajo y tiempo de bajada, a 121 °C. En el caso del choclo este fue sometido a la máxima temperatura de ebullición del agua generalmente bordeando los 90 a 95 °C durante 25 minutos. La finalidad primordial es eliminar carga microbiana y aumentar la vida útil del producto terminado.
Enfriado: Una vez realizado la esterilización sea cual fuese, lo que se busca es la efectividad de la misma, estos envases se dejan secar a temperatura ambiente.
Secado: Estos envases se dejan secar a temperatura ambiente.
Almacenado: Una vez terminado el producto este es recomendable utilizar temperaturas de almacenamiento de 22 a 24 °C.
OBTENCIÓN DEL QUEROSENO A BASE DE LA REFINACIÓN DEL PETROLEO
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Etapa de almacenamiento: Ingreso de petróleo crudo (420 gal) a un tanque de almacenamiento el cual debe ingresar a la etapa de desalinizado mediante un sistema de bombeo.
Etapa de bomba: En esta etapa se bobea el petróleo crudo hacia el proceso de desalinizado.
Etapa de desalinizador: Continuando con el proceso del petróleo se deben eliminar las impurezas (sal), esto se logra disolviendo en el agua remanente del petróleo crudo. Esta etapa se realiza a una temperatura de 130 ° C.
Etapa de intercambiador de calor: Previamente ingresa petróleo crudo desalado a la etapa de intercambiador de calor para el precalentamiento del crudo y este se dirige al horno para continuar el proceso. Este intercambiador interviene en la transformación del petróleo como del gas natural que están de la mano al cumplimiento de las exigencias medioambientales y por ello se utilizan los cambiadores para transportar este tipo de fluido.
Etapa del horno: En esta etapa se encuentra en función con la energía necesaria para destilar el petróleo de modo que los productos se dispersen en la torre de destilación la cual se encuentra suministrada por la combustión del gas natural. El fluido circula dentro de tubos dispuestos en serpentines que se encuentran a lo largo de las paredes del horno de combustión.
El combustible utilizado en el horno es expulsado a través de la chimenea, donde se combina con el aire y produce contaminantes solidos (cenizas) y gaseosos (monóxido de carbono, compuestos de azufre, gases ácidos). Los gases de combustión deben tratarse para evitar que entren en la atmósfera.
Etapa de destilación atmosférica: La herramienta básica para una refinación es la unidad de destilación, en la que el petróleo crudo comienza a evaporarse. Las torres operan a una presión cercana a la atmosférica y están divididas en una serie de compartimentos llamados "bandejas" o "placas". Cada bandeja tiene una temperatura diferente y actúa para fraccionar el aceite. El crudo pasa por el horno y llega a la torre, donde es "cocido" a temperaturas de hasta 400 °C, convirtiéndolo en vapor. Estos vapores entran por la parte inferior de la columna de destilación y ascienden entre los platos. A medida que ascienden, pierden calor, se enfrían, se condensan y se asientan en sus respectivos platos a medida que cada ingrediente evaporado encuentra su propia temperatura. Las tuberías conectadas a estas placas son donde se recogen los diferentes productos separados en esta etapa. Lo que cae al fondo de la columna es el "petróleo crudo reducido" o residuo, es decir, petróleo crudo que no se evaporó en la primera etapa.
Etapa del condensador: Esta etapa se encuentra en función de la destilación atmosférica ya que se utiliza para el reflujo del vapor que se produce en la etapa anterior de la columna de destilación.
PROCESO DE REFINAMIENTO DE ACEITE DE CANOLA
El refinamiento de aceite es referido al proceso que debe sufrir el aceite de canola crudo para ser transformado en aceite comestible.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Desgomado: Corresponde a la primera etapa del proceso de refinamiento, el objetivo de esta operación unitaria es la remoción de fosfolípidos. Estos compuestos generan colores y olores no deseados, además de afectar a estabilidad oxidativa de las siguientes operaciones.
-Reactivos transforman los fosfolípidos en compuesto no solubles en aceite (gomas),
permitiendo su remoción a través de separación de fases
Refinamiento alcalino: El objetivo de esta operación es la remoción de los ácidos grasos mediante neutralización. Estos compuestos generan inestabilidades oxidativas e hidrolíticas en el aceite, disminuyendo su calidad y vida útil.
Separación de fases: Esta operación tiene como propósito separar el aceite, de las fases generadas en los procesos de desgomado y refinamiento alcalino. Puede estar compuesta por equipos de centrifugado y/o de decantado gravitacional.
Blanqueamiento: Este proceso tiene como objetivo decolorar el aceite, al eliminar pigmentos mediante adsorción. El adsorbente puede ser un material poroso sintético, sin embargo, los mejores resultados se obtienen con tierra activa
Desodorización: Este proceso tiene como objetivo eliminar los componentes odoríficos del aceite, compuestos principalmente por cetonas y alcoholes, derivados de la oxidación de compuestos oleosos.
LÍNEA DE PROCESO INDUSTRIAL PARA LA ELABORACIÓN DE MORTERO PARA PEGAR CERÁMICA, PRESENTACIÓN DE 20 KG EN FUNDAS DE PAPEL (KRAFT).
el proyecto trata sobre la elaboración de mortero en presentación de 20kg en empaque de papel Kraft, mismo que conlleva a un proceso laborioso y muy interesante, dado que se tendrá ciertas materias primas que ingresaran al proceso de producción en los cuales se debe tener establecidos ciertos conocimientos relacionados a los balances de materia.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Recepción de la arena: En esta etapa de recepción, la arena cuenta con cierta cantidad de agua en su composición, además de contener ciertas impurezas como piedrillas, las cuales deben de ser eliminadas para de esta manera dirigir esta arena libre de impurezas al siguiente proceso, nuestra empresa tiene como requerimiento que la arena que se recibe debe tener una finura que no sobrepase los 2mm y debe tener una humedad máxima entre 8 y 10%.
Secado: Este proceso se realiza en un secador rotatorio mismo que tiene instalado un quemador que realiza el sacado de la arena, la velocidad de rotación varía acorde a la alimentación que se necesite, pero oscila entre 10-16 RPM, y es a través de este giro que se realiza el sacado de la arena a una humedad del 0%, la temperatura de trabajo es de 500 °c con una capacidad de 1.2 Tn/h. una vez secada la arena, esta es transportada mediante una banda transportada hacia el dosificador semiautomático.
Dosificación: En nuestra línea de proceso existen silos de almacenamiento de ciertos aditivos que conforman al mortero final, en donde el cemento se almacena en un silo de 40Tn, el tipo de cemento que se utiliza en el proceso de dosificación es de tipo 2 puzolánico, el cual brinda resistencias altas en corto tiempo. En cuanto a los aditivos, estos se almacenan en tanques pequeños puesto que solo constituyen el 2% de la composición del mortero que produce nuestra empresa.
Mezclado: El material dosificado es llevado mediante elevador de cangilones hasta un mezclador rotativo de paletas que es el encargado de homogeneizar las materias primas y también trabaja por lotes, el cual tiene una capacidad de 20 Tn/h, pero el mezclador trabaja según la demanda que se tenga como tal.
Envasado: Una vez se haya mezclado el mortero, se procede a alimentar a una tolva de recepción de 2 Tn, para luego realizar el ensacado, mediante una ensacadora neumática de proceso continuo, en esta máquina los sacos son llenador por un trabajador, estos sacos son valuados, lo que quiere decir que se cierran automáticamente al quitar la presión de alimentación del material, los sacos que se producen son de 20 kg, y la capacidad de la ensacadora es de 200 sacos/hora, por lo que es una máquina de suma importancia dentro del proceso, y como tal se tiene una en reserva para usarla por un desperfecto o cuando la demanda es muy alta.
Paletizado: Los sacos son cargados de manera manual y acomodados en pallets para su posterior almacenaje y transporte, al mismo tiempo que se emplástica para evitar que la humedad en el transporte degrade al mortero, para de esta manera evitar pérdidas por producto NO CONFORME, cabe mencionar que el producto puede ser almacenado en un tiempo máximo desde hasta 6 meses.
LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE CÁRNICOS Y EMBUTIDOS: ELABORACIÓN DE LONGANIZA
Proyecto basado en una línea de producción de cárnicos y embutidos se orientada a conocer el estudio o realización de una línea empacadora procesadora de Longaniza.
Diagrama de flujo
Descripción del procesoRecepción de materia prima: La carne de cerdo o de res debe estar en óptimas condiciones para el consumo humano. Debe ser fresca y no presentar ningún signo de descomposición. Las especias y condimentos deben estar frescos. Antes de utilizar la tripa natural de cerdo es importante haber realizado la correcta limpieza y desinfección.Limpieza: La carne se debe revisar previamente para retirar despojos como grasa innecesaria o tejidos que alteren al producto final. Además, se debe garantizar que la carne esté fresca y sea de excelente calidad.
Picado / Molido: En esta operación la carne pasara a disminuir su tamaño es decir se cortarán en pedazos pequeños de tal forma que facilite el siguiente proceso.
Mezclado 1: En la etapa del mezclado se involucrará el triturador en él, los vegetales como el perejil, tomate, cebolla y ajo se mezclarán dando una mezcla pastosa que en siguiente proceso se mezclara para darle sabor a la longaniza.
Mezclado 2: En esta etapa se incorporarán los persevantes, aditivos.
Reposo: Una vez mezclada, la etapa de reposo se encargará acondicionar una temperatura de 4c para conservar los aditivos y este proceso demorará un lapso de 24 horas para posteriormente pasar al proceso de embutido.
Embutido: Para efectuar el proceso de embutido de la pasta en las tripas se tendrá la masa, previamente homogenizada, para que este pase a la embutidora. Las envolturas, tripas naturales o artificiales, dependiendo del producto, se las rellenan con la pasta de tal manera que no contenga aire y se cierran a los extremos.
Atado: Para este proceso conocido también como amarre o seccionamiento individual de las longanizas se utilizará equipos que se acoplen para atarlas correctamente.
Cocción: Una vez embutido y amarrado la longaniza se coloca en carros especiales para someterlos a procesos térmicos. El tratamiento térmico se lo considera el último proceso tecnológico de elaboración, ya que después de estos el producto está en condiciones y, generalmente se incluye ciertas operaciones básicas, entre estas tenemos: secado, ahumado, escaldado y enfriamiento.
Secado y ahumado: El secado se lo realiza a veces en la sala de oreo, antes de someterse a los hornos. El ahumado se lo realiza en hornos o cámaras de ahumado, en donde el humo se obtiene de quemas de aserrín o leña por debajo del producto; desarrollando el color típico al embutido.
Almacenamiento y enfriado: Después del tratamiento térmico, ahumado y/o cocción es necesario enfriar en agua a temperatura ambiente, evitando de esta manera el desarrollo de microorganismos y las mermas; luego se cuelgan para secar y pasan a las cámaras de frío o a los locales de empaque.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Tambor descortezador: Ingresan toneladas de troncos al tambor descortezador, que es rotatorio donde se cortan al tamaño conveniente y se les remueve la corteza por medio del rozamiento de unos con otros.
Astillado: En esta parte la madera se ve reducida a astillas de tamaño preseleccionado. Las astillas se clasifican sobre mallas vibratorias o giratorias para separar las demasiado grandes, las de tamaño adecuado y aserrín. Las astillas grandes se mandan a reducirlas al tamaño adecuado.
Lavadoras de pulpa: Se lava la pasta mediante un sistema de filtración a vacío y a contracorriente. Después esta pasta pasa a la sección de depuración y espesado, donde como líquido filtrado se obtiene la lejía negra diluida y se lleva al proceso de reciclaje.
Fourdrinier: en ella ocurren tres operaciones importantes. Formado, prensado y secado. En el formado, la pulpa se distribuye homogéneamente en una superficie plana, donde se hace que el grosor de esta capa sea constante. En el prensado, se dispone de dos tipos, la primera da forma al papel liso y otra de forma corrugada pasa por un rodillo ondulador, y mucha agua se pierde debido a la presión ejercida. Y en el secado, el papel pierde la mayoría de su humedad.
Digestor: Las astillas con el tamaño adecuado entran al digestor continuo y se les da un tratamiento previo con vapor de aproximadamente 100kPa. Luego pasan a una zona de impregnación de presión mayor a más o menos 900kPa, donde se ajusta su temperatura y se añade licor blanco compuesto por (NaOH, Na2S,Na2CO3, H2O).
Prensado: se dispone de dos tipos, la primera da forma al papel liso y otra de forma corrugada pasa por un rodillo ondulador, y mucha agua se pierde debido a la presión ejercida. Y en el secado, el papel pierde la mayoría de su humedad.
Pegado: Pasa por unos rodillos donde es adherido pegamento almidón con agua uniendo las dos laminas una corrugada y dos finas en los externos.
Corte: las láminas de cartón corrugado pasan por unos paneles previamente diseñados con el molde elaborado, luego los recortes sobrantes se reciclan hasta 6 veces en el proceso.
Doblado: en este proceso la maquina realiza los dobles automáticamente y coloca pegamento frio para formar la caja.
Almacenamiento: Una maquina es encargada de apilar las cajas.
LÍNEA DE PROCESO INDUSTRIAL PARA LA ELABORACIÓN PUNTOS DE ANCLAJE FIJOS DE 2.5”X4.5” PARA CONCRETO Y VIGAS DE ACERO, EN PRESENTACIÓN DE 100 CAJAS DE 20 UNIDADES, EN LA EMPRESA MORAN S.A
La industria metalúrgica como base de amplios procesos donde se conjuga actividades del sector primario como la obtención de la materia prima a través de las minerías y el sector secundario que vendría siendo los procesos de transformación.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Preparación de mezcla: Este proceso inicia con el desmoldeo. En esta fase del proceso, las piezas de hierro son separadas del molde de mezcla luego del vaciado, una vez la solidificación y enfriamientos adecuados se hayan llevado a cabo. Esta mezcla resultante del desmoldeo, llamada de recirculación, es sometida a un proceso de mezcla con bentonita, carbonilla, mezcla nueva y agua. Con base a los estándares, se calculó la cantidad de bentonita, sílice, carbonilla, agua y mezcla que se necesita para fabricar los puntos de anclaje. Finalmente, los compontes son mezclados a través del molino.
Moldeo (moledora automática): En este proceso la placa modelo y la mezcla preparada entra al equipo moldeador.
Fusión: Al encender el horno se carga el lingote, este es un cuerpo macizo que permite la generación de un cuerpo magnético en el crisol para el rápido calentamiento del horno. Antes de iniciar el cargue del horno, se agrega grafito para dar el porcentaje de carbono que necesita el hierro para cumplir con los requerimientos de calidad. El cargue del horno se realiza con el 50% del material de retorno y el 50% de la lámina compactada cold rolled (retal generado de la laminación en frío).
Desmoldeo: Cuando la pieza se ha solidificado y enfriado, se procede al desmoldeo mediante vibración, la mezcla desmoldada es recirculada. A la salida de la línea, la recepción se realiza mediante un transporte vibrante especialmente diseñado para evitar la adhesión de la mezcla, mediante el calentamiento de su superficie.
Quiebre: Este proceso consiste en retirar las piezas el sistema de alimentación para permitir el paso de estas a los procesos de acabado (granallado, esmerilado y pintura)
Granallado: Tanto los sistemas de alimentación retirados como las piezas se llevan a la granalladora para retirarles la mezcla adherida, de manera que las piezas sigan los otros procesos de acabado y la mezcla adherida salga del proceso.
Pieza pequeña hasta 2 mm de diámetro.
• Pieza con salientes y partes puntiagudas.
• Pieza hasta 50 kg de peso unidad.
• Pieza hasta 80 kg de peso unidad.
• Pieza hasta 120 kg de peso unidad.
• Piezas aluminio delicadas.
Esmerilado: Mediante el uso de un esmeril, las piezas son sometidas a un proceso de pulido.
INDUSTRIA QUÍMICA: LÍNEA DE PROCESO PARA LA FABRICACIÓN DEL NYLON
En este proyecto se elabora el Nylon con ciertos compuestos que ingresan en la línea del proceso como es el Butadieno, Ciclohexano, Hidrogeno, Nitrógeno, Oxigeno, y entre otros componentes que se harán presente en este proceso.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Operación 1: en esta operación lo que ingresa a nuestro reactor 1, será la alimentación del cianuro.
Operación 2: en esta operación lo que ingresará a nuestro reactor 1, será el butadieno.
Operación 3: en esta operación se mantiene lo que es el cianuro, el butadieno, y también de la mezcla de estos nos sale el adiponitrilo, llamado también hexanodinitrilo, 1,4-dicianobutano o 1,4-butanodicarbonitrilo, es un compuesto orgánico de fórmula molecular 𝐶₆𝐻₈𝑁₂, cuya estructura química corresponde a un dinitrilo lineal de seis átomos de carbono, todo esto pasa por nuestro reactor 2.
Operación 4: se le añade el hidrogeno a todo lo que tenemos en nuestra operación 3.
Operación 5: en esta operación tenemos los componentes de las operaciones 4 y 5, respectivamente adicional a eso, nos resulta de esta operación, la hexametilendia, también llamada hexametilendiamina y 1,6-diaminohexano, es una diamina de fórmula molecular 𝐶₆𝐻₁₆𝑁₂.
Operación 6: en dicha operación se le añade ciclohexano a nuestro proceso, todo esto va al reactor 3, el ciclohexano es un cicloalcano formado por 6 átomos de carbono, y 12 átomos de hidrógeno, por lo que su fórmula es 𝐶₆𝐻₁₂. La cadena de carbonos se encuentra cerrada en forma de anillo. Es un disolvente apolar muy utilizado con solutos del mismo tipo.
Operación 7: aquí le añadimos el nitrógeno y oxígeno a nuestro reactor 3.
Operación 8: aquí ya encontramos nuestros compuestos químicos de la operación 6 y 7, adicionalmente también tenemos compuestos como lo son el ciclohexanon y el agua.
Operación 9: luego del proceso realizado en nuestras 3 operaciones anteriores, tenemos un absorbedor, el cual expulsa, nitrógeno, oxigeno, ciclohexano, ciclohexanon, y el agua, pero esta no se expulsa del todo ya que en la siguiente operación se sigue manteniendo.
Operación 10: se mantienen los compuestos ya mencionados en la operación 9.
Operación 11: en esta operación le añadimos ácido nítrico, el cual es el compuesto químico ácido nítrico es un líquido viscoso y corrosivo que puede ocasionar graves quemaduras en los seres vivos y animales. Se utiliza como reactivo de laboratorio y para fabricar explosivos como la nitroglicerina y trinitrotolueno, así como fertilizantes como el nitrato de amonio. Todo esto se agrega a nuestro reactor 4.
Operación 12: en esta mantenemos los compuestos mencionados en la operación 9, adicional a ello obtenemos el ácido adípico, hexanodioico es el compuesto orgánico con la fórmula (𝐶𝐻₂) ₄(𝐶𝑂₂𝐻) ₂. Desde la perspectiva industrial, es el más importante ácido dicarboxílico: Anualmente se producen unos 2,500 millones de kilogramos de este polvo blanco cristalino, principalmente como un precursor de la producción del nylon. También óxido nítrico, el cual es un gas incoloro y soluble en agua, presente en pequeñas cantidades en los mamíferos. Está también extendido por el aire siendo producido en automóviles y plantas de energía. Y ácido nítrico ya añadido en la operación 11.
Operación 13: esta operación 13 cuenta con absorbedor, el cual hace el mismo proceso del absorbedor de la operación 9, que expulsa una parte de lo que contiene pero a su vez, deja compuesto para seguir trabajando en la siguiente operación.
Operación 14: se mantiene todo lo que contenía la operación 13, y la operación 5.
Operación 15: ya en esta obtenemos nuestro producto final el cual es el NYLON, esto gracias a todas las operaciones ya antes mencionadas.
LINEA DE PROCESO DE EMPRESA FARMACEUTICA PRODUCTORA DE IBUPROFENO EN COMPRIMIDOS DE 675 Mg EN CAJAS DE 24 UNIDADES.
Una de las presentaciones de ibuprofeno comerciales es comprimidos cuya composición de excipientes y principio activo puede ser resumida de la siguiente forma: Ibuprofeno :600 Mg, Lactosa :45 Mg, Almidón de maíz: 30 Mg
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Las materias primas ácido fluorhídrico, anhídrido acético e isobutilbenceno se alimentan en un medio acuoso a un reactor de flujo pistón (PFR) el cual a la temperatura de 80°C y la presión alrededor 700 kPa obtiene una conversión del 85.07% isobutilbenceno en presencia ácido fluorhídrico que forma 4 isobutilacetofenona (4IBAP). El flujo de salida del PFR tiene contiene una composición del 30 %(m/m) de 4IBAP. La relación de HF y anhídrido acético es 1:1.
La corriente de salida se alimenta a un separador de 3 fases donde se separa en una fase rica en agua y una fase rica en 4IBAP (60%).
Después de eso, la fase rica en 4-isobutilacetofenona se alimenta a una serie de columnas de destilación para eliminar todas las impurezas a 25°C y 655 kPa de presión.
En la primera columna se retiene el 98% del compuesto, el resto pasa a la segunda columna para ser recuperado en el separador.
El producto final después la destilación que contiene 4-IBAP casi puro (>99 % en peso) se envía al reactor de hidrogenación donde se alimenta el gas en un 40% de exceso a 710 kPa y 30°C y se obtiene una conversión del 99.11% utilizando níquel Raney.
La corriente de salida es enviada a un separador flash donde se obtiene una corriente rica en hidrógeno y otra corriente rica en 1-(4-isobutilfenil) etanol (IBPE). La salida del separador está a una temperatura 27°C y 665 kPa de presión. La relación entre los flujos entrada y salida del separador es de 1.01.
La corriente de IBPE es enviada a un tercer reactor donde se mezcla con monóxido de carbón (60% en exceso) a 30°C y 730kPa y produce el componente ibuprofeno utilizando Cloruro de paladio como catalizador.
En este reactor se produce una pequeña cantidad de isobutilestireno como reacción secundaria a partir de la descomposición del IBEP.
La corriente de producto es enviada a un separador flash donde se obtiene una corriente de CO puro y una corriente rica en ibuprofeno (95% de pureza).
Finalmente se utiliza una cristalización con etanol (85%) como solvente al 76% para la purificación del compuesto. En el cristalizador se puede separar el 90% del etanol mediante centrifugado el cual además arrastra las impurezas.
Finalmente, mediante el secado del exceso de etanol se tiene ibuprofeno con 99.9% de pureza el cual es encapsulado.
LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE MERMELADA DE PIÑA EN LA INDUSTRIA DE CONSERVAS DE ALIMENTOS.
Simulación de un proceso industrial enfocado en un sistema de elaboración de Mermelada de Piña.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Recepción de Materia Prima: Se realizará en cada punto de producción proveniente de diferentes distritos, el traslado se realizará mediante transporte en una cámara isotérmica en baldes con gran capacidad de modo que la recolección sea en forma de piña desgranado.
Troceado: La piña libre de cáscara y corazón se puede cortar de varias formas: en cubos de 2 cm de lado, en rodajas o en triángulos. Los trozos que no cumplen con el tamaño se procesan junto con las cáscaras y el corazón.
Mezcla: Permite producir una distribución al azar de partículas dentro de un sistema; también puede entenderse como un sistema ordenado en el que las partículas presentan un patrón o unidad repetitiva (mezcla ordenada).
Cocción: Es de suma importancia para romper las membranas celulares de los frutos de piña y extraer toda la pectina, dicha operación tiene una gran importancia sobre la calidad de mermelada, por ello requiere de mucha destreza y practica por parte del operador, el tiempo es de 3 horas y una temperatura de 95°C, realizando en una marmita de 300 litros.
Envasado: Se realiza en caliente a una temperatura no menos a los 85°C, ya que esta temperatura regula la fluidez del producto durante el llenado y permite la formación de un vacío que se adecuado. El llenado se realiza hasta el ras del envase, se tapa inmediatamente, volteándose con la finalidad de esterilizar la tapa. Esto se da por un tiempo de 3 minutos.
Esterilizado: Esta es la operación central en la mayoría de los procesos, en cuanto a la conservación de los productos. Corresponde al tratamiento térmico el disminuir el número de microorganismos hasta niveles de seguridad. En un proceso de pequeña escala, normalmente la temperatura es cercana a la ebullición del agua, es decir a los 100 °C a nivel del mar. El período de tratamiento dependerá de la naturaleza del producto, pero, en general, para productos ácidos o acidificados se usan tiempos cercanos a 20 minutos a 100 °C. Para productos de acidez más baja, en el orden próximo a un pH 4,5, el tiempo de tratamiento a 100 °C deberá ser de 30-40 minutos.
Etiquetado, Encartonado y Almacenado: Constituye la etapa final del proceso de elaboración de mermeladas, incluyéndose en esta etiqueta toda la información del producto. Es almacenado en una cámara de refrigeración, lugar fresco, limpio, seco, con una adecuada ventilación.
LÍNEA DE PROCESO INDUSTRIAL PARA LA ELABORACIÓN DE HELADO CON SABOR A FRESA, PRESENTACIÓN DE TARRINAS DE PLÁSTICO DE 0,5 LT.
Se presenta el diseño de la línea de producción de helado con sabor a fresa.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Recepción de la materia prima: Se recibe y se verifica toda la materia prima que se va a utilizar en la elaboración del helado.
Estandarización: Se realiza los respectivos cálculos de todos los insumos a utilizar para la elaboración del helado, una vez realizado este trabajo se pasa al área de mezclado. En este procedimiento se estandarizan las cantidades necesarias de los ingredientes y aditivos para la elaboración del helado. En donde usaremos 10 lt de leche entera (esta con 5% M.G. 9% S. no G), mantequilla (80% M.G. 7% S. no G) y Leche descremada en polvo (1% M.G. 93% S. no G).
Además, debe existir un 7% de materia grasa y 10% de solidos no grasos como producto final. También en la estandarización se especificó que el helado debe tener:
• 0,1 ml/L de sabor artificial
• 0,2% estabilizantes + 15% azúcar (esto debe estar 35 ºC).
• 0,3% emulsificante (Se debe mezclar junto al a mantequilla y estos deben estar a 60ºC).
• 3% de fruta natural
• 0.1% colorante
• 100 ppm de sales conservantes (Sorbato y Benzoato).
Mezcla y calentamiento de ingredientes: Se procede a mezclar los ingredientes de la siguiente forma, pero no antes atemperarlos a la cantidad antes mencionada (para este proceso, se usa una máquina mezcladora de calefacción de alta velocidad SRH-100A):
• Azúcar más estabilizante (Goma Guar o también llamado guaran).
• Mantequilla más emulsionante (Yema de Huevo).
Esta adición se hace muy lentamente a la marmita hasta lograr obtener la homogenización de la mezcla. Luego, se adiciona la leche entera a la marmita, y se calienta hasta alcanzar una temperatura de 35°C, a esta temperatura se adiciona la mezcla de azúcar y estabilizante, se sigue calentando hasta una temperatura de 50°C y a esta temperatura se agrega suavemente la leche descremada en polvo para evitar la formación de grumos, sigue el calentamiento hasta 60°C y a esta temperatura se adiciona la mantequilla más emulsificante.
Pasteurización y homogenización: Esto se realiza desde la pasteurizadora de alta eficiencia PP 110 a una temperatura de 80°C durante 30 minutos. La finalidad de esta etapa es la de eliminar bacterias y para tales fines se utilizan una placa para calentar la mezcla del helado a una temperatura de 80 OC durante 30 minutos. Pasando a la par y dentro del mismo equipo al proceso de homogenización para luego ser enfriado a 12 OC, por un choque térmico. Se procede a pesar en baldes la cantidad de mezcla que se elaboró en planta. Luego, se aplica un tratamiento para impedir que las grasas se separen del resto del producto y se realiza en dos etapas a una temperatura de unos 80 OC, la primera de ellas a una presión de 300 psi y la segunda a 250 psi.
Enfriamiento:
Se realiza desde una Blast Freezer UK05 EASY. La mezcla pasteurizada es enfriada hasta una temperatura de 12°C, sin dejar de batir en ningún momento para incorporar aire y formar la base para nuestro helado. En esta etapa la mezcla es retenida aplicando agitación, entre una 4 - 72 horas con un enfriamiento de 12 OC, el objetivo de esta etapa es la de rehidratar todos los ingredientes sólidos del helado. Luego, se procede a pesar nuevamente a cada balde
Maduración: Se realiza en un tanque de maduración de mezclas para helados (Serial TM 300/600). La base de helado se deja reposar durante 24 horas en el cuarto frio que se encuentra a -6ºC.
Adicción de Aditivos: Pasado las 24 horas, se retira del tanque de maduración y se procede a adicionar el saborizante natural de fresa (0.1ml/kg de producto), colorante (0.1 %), conservantes (100ppm en mezcla). Este proceso se realiza desde el aereador/ homogenizador / dosificador marca Flex Mixer.
Batido: Se vuelve a batir por última vez para compactar la base del helado con los aditivos añadidos. Durante 10 minutos. Se procede a dejar en su respectivo balde y se refrigera. Se realiza con el aereador / homogenizador / dosificador marca Flex Mixer.
Congelación: Se procede a congelar el producto durante 1 hora a -11 ºC. Para posteriormente envasar. Se realiza en el Blast Freezer.
Envasado: Se realiza desde un equipo automático para envase de helados (Gyrofiller UK05 EASY). Se procede a envasar en las tarrinas de 0,5 lt respectivamente. Para luego de esto ser almacenadas.
Almacenamiento: El helado envasado se almacena a temperatura de congelación -10 OC. en las cámaras de congelación.
LÍNEA INDUSTRIA PARA LA PRODUCCIÓN DE 10 TON/H DEL POLÍMERO USADO PARA LA OBTENER PLÁSTICO DE POLIETILENO
El etileno es un monómero usado en la producción de plástico que en una reacción de polimerización el monómero se une y forma el polietileno. Este se lo lleva a un estado sólido en polvo y se alimenta unas máquinas donde por medio de moldes formaran el tipo de plástico que se requiere.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso de producción del polietileno
El etileno que es alimentado como materia prima del proceso, requiere tener alta pureza por lo que pasa por unidades de destilación antes de entrar al reactor de polimerización.
La reacción de polimerización ocurre en un reactor continuamente agitado cerrado. Los productos alimentados son: El etileno en forma gaseosa junto con el solvente ciclo hexano (L) y el catalizador (L).
Estos pasan de a poco a formar una suspensión que se precipita en forma sólida y es insoluble en el medio, Este precipitado es el polietileno. Las temperaturas en las cuales opera el reactor oscilan entre 70 y 100 °C, a una presión de 25 a 35 atm. Este polímero se remueve por filtración o decantación.
El etileno que no reacciona se separa y se comprime. En el reactor de polimerización se agregan co-monómeros separados en procesos subsecuentes y algunos aditivos para mejorar la conversión del mismo.
La descripción detallada del proceso comienza con la primera unidad donde sucede la reacción. Aquí el etileno se convierte de manera parcial en polietileno y un copolímero cuyo peso molecular es la mitad del peso del polietileno. La alimentación al reactor es estequiométrica.
Después del reactor se sigue un proceso de separación del etileno que no reacciono, con el fin de maximizar el rendimiento del polietileno.
En el siguiente proceso flash. Parte del copolímero se recircula. Y a la salida sale el polietileno junto con otros ingredientes, tales como aditivos y parte de copolímero. Para mejorar la pureza del polietileno, se ha dispuesto de un arreglo de equipos, la corriente 8 se divide en 11 y 12, luego de pasar por una centrifuga. La corriente 12 es 95% solvente en p/p. La corriente 21 es la salida de los aditivos.
La corriente 11 es la alimentación del Stripper (Equipo separador por arrastre de vapor) Donde por cada 10000 Kg/h de polietileno producido, se inyectan 1000 Kg/h de vapor y estas arrastran 100 Kg/h de copolímero. La corriente 14 está formada por copolímero y 80% solvente, que es eliminado en la corriente 19.
La corriente 18 es un flujo de 100% copolímero. En la corriente 17 sale todo el polietileno del proceso. En el ciclón la corriente de entrada 15 se separa un 20 % en la corriente 16 y un 80 % en la corriente 17.
La cantidad de solvente C hexano alimentada en el reactor es 1/6 molar de la cantidad de etileno fresco del reactor. Determinar las conversiones del reactor global. Se conoce que la conversión del etileno a polietileno en 1 paso es del 20% y del etileno a un copolímero de baja densidad es de 10%. Se conoce que el copolímero posee la mitad del peso que el polietileno.
ELABORACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO A BASE DE MELAZAS DE REMOLACHA.
El proceso de producción de ácido cítrico anhidro se va a dividir en tres partes claramente diferenciadas: producción del ácido cítrico, separación del ácido cítrico de las impurezas del licor y, por último, purificación y conformado del producto. Diagrama de proceso producción del ácido cítrico.
Descripción del proceso
En cuanto a la melaza, abandonará el depósito donde se almacena llegando a un filtro de tambor rotatorio a vacío, donde se separarán todos los sólidos que pudiera contener. Posteriormente también se retiran los iones disueltos presentes en la melaza mediante un lecho desmineralizador
La carga de fermentador se completa con la adición de ciertos nutrientes suplementarios, tras lo cual, se produce la esterilización. Se introduce vapor por medio del sistema de aireación del fermentador procedente de la caldera.
El vapor aumentará la temperatura del medio hasta los 100ºC y mantendrá esta temperatura durante el tiempo necesario para eliminar todo microorganismo que pueda competir por el sustrato.
La fermentación va a ser la etapa más duradera de todo el proceso que tiene lugar en la planta, aproximadamente 6 días. Durante el proceso fermentativo se controlarán distintas variables (temperatura, pH, etc.), para que transcurra de manera correcta y se produzca la mayor cantidad posible de ácido cítrico. Será un proceso de tipo discontinuo.
Tras el tiempo estipulado, el fermentador se descarga. El producto obtenido, el licor post-fermentativo, contiene ácido cítrico, agua y una serie de impurezas. Este licor se conduce por tubería hacia la siguiente etapa del proceso.
Diagrama de proceso separación del ácido cítrico de las impurezas del licor.
Descripción del proceso
Esta fase comienza con la llegada del licor post-fermentativo al filtro rotatorio a vacío con precapa, cuya función es separar el micelio (microorganismo muerto). La torta sólida que forma el micelio será enviada por medio de cinta transportadora hacia un depósito donde será almacenada. El líquido filtrado, compuesto por el licor post-fermentativo sin micelio, se transporta mediante tubería hacia el tanque de lechada.
En el tanque de lechada, el líquido que se va filtrando en la etapa anterior se irá mezclando con una lechada ya preparada. Se produce una reacción química que transforma el ácido cítrico, presente en el licor post-fermentativo, en citrato cálcico, el cual es sólido y precipita. Para que esta reacción se produzca adecuadamente es necesario un sistema de agitación que promueva la mezcla de sustancias y un serpentín refrigerante, ya que la reacción producida es exotérmica. La reacción de lechada se realizará en discontinuo.
Una vez acabado el proceso de lechada, la masa dentro del reactor se calienta hasta una temperatura cercana a la de ebullición. Esta función la realizará un vapor condensante que se hará circular por el interior del serpentín del reactor.
Una vez calentado el licor, será enviado por tubería hacia un nuevo filtro de tambor rotatorio al vacío. Este equipo separará el citrato cálcico en forma de torta y lo enviará mediante cinta transportadora hacia el reactor de descomposición del citrato. El líquido filtrado (licor post-fermentativo sin ácido cítrico) es mandado por tubería hacia un depósito para su almacenaje.
En el reactor de craqueo, la torta de citrato cálcico se irá mezclando con una disolución de ácido sulfúrico, produciéndose una reacción química que forma yeso (el cual es sólido y precipita) y deja libre en disolución el ácido cítrico. En este reactor es fundamental una buena agitación para mezclar bien la torta sólida con el ácido sulfúrico, también existirá un serpentín de refrigeración que eliminará el calor producido durante la reacción. Como en el caso de la lechada, la reacción será de tipo batch o discontinuo.
Tras el craqueo del citrato cálcico, la masa reaccionante se conduce mediante tubería a un filtro de banda de vacío que separará el sulfato cálcico o yeso del líquido que contiene el ácido cítrico. El yeso se transporta mediante cinta hacia un depósito para su almacenaje, mientras que el líquido filtrado será conducido por tubería hasta un sistema combinado de desmineralización y carbón activado que eliminará ciertas impurezas que aún arrastra el producto.
Diagrama de proceso purificación y conformado del producto
Descripción del proceso
La fase de purificación comienza cuando la disolución de ácido cítrico abandona la columna de intercambio iónico y carbón activado y es conducida hacia el siguiente equipo, que es un evaporador de doble efecto de película descendente. En este proceso la disolución de ácido cítrico perderá agua mediante la acción de un calor cedido por un vapor condensante, quedando lo suficientemente concentrada como para poder entrar en el siguiente proceso.
En esta fase todos los procesos actuarán en continuo en contraposición a la fase de separación y de producción en la que había unidades que trabajaban en discontinuo.
La corriente que sale del evaporador se introduce en un equipo de cristalización de tipo MMSPR-DTB. En el interior del aparato se creará sobresaturación por vacío, lo que provocará la nucleación y la formación de cristales sólidos de ácido cítrico. Estos cristales, acompañados por el resto del licor que no ha cristalizado, abandonarán el cristalizador camino de la siguiente etapa.
El magma procedente del aparato de cristalización será conducido hasta una centrífuga continua de canasta que separará los cristales recién formados de producto del licor y sus impurezas, abandonando el equipo prácticamente seco.
La corriente cristalina es conducida, mediante cintra transportadora, aun secador de lecho fluidizado donde los cristales de ácido cítrico pierden el agua restante, quedando totalmente secos. En esta etapa se le darán las características finales al producto.
Por último, la corriente de producto llegará a una maquina pesadora ensacadora donde el ácido cítrico anhidro será introducido en sacos de 25 kg sellados herméticamente. Los sacos serán transportados mediante transpaletas hacia la zona de almacenaje donde esperarán su transporte para su posterior venta.
INDUSTRIA ENERGÉTICA: PRODUCCIÓN DE BIOGÁS A PARTIR DE DESECHOS ORGÁNICOS Y VEGETALES COMO FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA.
Se produce el biogás a través de una mezcla de desechos orgánicos vegetales y animales, el municipio realiza cada cierto tiempo visitas técnicas, con el fin de obtener energía renovable.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Trituración de desechos orgánicos vegetales: Se desea producir biogás con la finalidad de la generación de energía eléctrica donde entra 250 kg de desechos orgánicos vegetales que serán triturados con la finalidad de lograr la reducción y desmenuzado del tamaño de sus partículas.
Mezcla de desechos orgánicos: Se dispone de 1000kg de agua que se mezclaran con 250kg de desechos orgánicos animales, se sabe que de esta mezcla el 12% lo conforman solidos grandes que superan los 4 mm por lo que se usa un filtro tipo tamiz para separar estas impurezas.
Filtro tipo Tamiz: Se mezclan los desechos orgánicos vegetales y animales, de la cual se conoce que de esta mezcla el 7% lo conforman solidos medianos que superan los 3 mm por lo que se desea eliminar estas impurezas mediante el uso de un filtro tipo tamiz.
Biodigestor: El 97% de los compuestos que forman parte del sustrato liquido obtenido de las mezclas de los desechos orgánicos animales y vegetales. El 75% se transforma en metano, el 20% en dióxido de carbono, 2% en Nitrógeno, 1% en sulfuro de hidrogeno, 1% en agua y finalmente el 1% en amoniaco, donde se implementará para conocer las velocidades de reacción.
Condensador: Se conoce que el biogás generado tras los procesos de digestión anaeróbica en el reactor posee un 4% de vapor de agua, y se desea deshidratarlo hasta obtener un producto con una humedad del 0.5%.
Desulfirizador: La reacción que se lleva a cabo en el desulfurador contiene 90% en volumen de óxido de hierro y 10% en volumen de sulfuro de hidrogeno. El 75 por ciento del óxido de hierro se transforma en sulfuro de hierro III, donde se implementará para conocer las velocidades de reacción. Este proceso tiene la finalidad de reducir el contenido de sulfuro de hidrogeno para evitar futuros fallos en el motor de cogeneración CHP, dado que se va a encontrar cuales son las velocidades de reacción.
Tanque de almacenamiento: Se almaceno lo que se obtuvo del resultado de la operación anterior por medio de absorción a partir del óxido de hierro.
Motor CHP : Se conoce que el biogás generado pasa por un motor CHP donde se quema 100 moles de Metano (CH4) con un exceso de aire del 20%. El % de conversión del metano (CH4) es 98%. Las reacciones que genera involucran una combustión completa e incompleta. La conversión para cada una de las reacciones es del 50%. Por ende, se va a determinar el flujo de salida de los gases de escape de la combustión y las fracciones molares que los componen.
INDUSTRIA FARMACEUTICA: LINEA DE PROCESOS PARA LA ELABORACION DE AMOXICILINA TRIHIDRATO COMO PRINCIPIO ACTIVO, PRESENTACION DE 25KG EN BARRILES.
El presente proyecto abarca el estudio del proceso de producción de uno de los antibióticos más usados en nuestro país (la amoxicilina), este es un antibiótico semisintético derivado de la penicilina, que se emplea a menudo como tratamiento en infecciones de diferente gravedad.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
1) Recepción y pesado de la materia prima: La materia prima utilizada para la producción de amoxicilina es el 6-APA (ácido 6-aminopenicilánico.) este es un compuesto químico fundamental de la molécula de los antibióticos provenientes de las penicilinas y cumple como reactivo principal.
2) Agitado: Una vez pesados se introducen en un agitador todos los compuestos: 6-APA (ácido 6-aminopenicilánico.), CH2Cl2 (cloruro de Metileno.) y TEA (trietanolamina.)
3) Reacción 1: El Cloruro de Metileno, la trietanolamina y el 6-APA entran al primer reactor cuyo propósito es que en su interior se logre crear una reacción química, y deja los ingredientes a la misma temperatura, este se encuentra a 25°C.
4) Separado 1: Los compuestos ingresan a un separador con el fin de aprovecharlos al máximo, este separa un 4% de 6-APA recirculándolo nuevamente al agitador, los compuestos tienen dos destinos, un 4% de TEA y el HCl se dirigen a un mezclador, y el 6-APA con el TEA restante se dirigen a un intercambiador (1).
5) Mezclado 1: El mezclado se realiza en un tanque donde su principal objetivo es mezclar en seco los principios activos. Acá entra HCl y el 4% de TEA, el mezclador sube la temperatura de los ingredientes a 25°C.
6) Enfriamiento 1: El 6-APA y el TEA ya divididos del separador 1 entran al intercambiador 1 que se encuentra a 0.5°C y también tiene como propósito bajar la temperatura de la reacción para que esté a la misma a la que se ha trabajado al TEA y el HCl y así llevarlo al reactor 2.
7) Enfriamiento 2: Los compuestos salientes del mezclador entran a un intercambiador (2) cuyo objetivo es bajar la temperatura de la reacción de 25°C a 0,5°C, así preparándola para posteriormente circularla al reactor 2.
8) Reacción 2: Con los compuestos ya listos del intercambiador con la temperatura requerida, entran al reactor 2 con el fin de producir una reacción química entre estos y así dirigirlos a un separador.
9) Separado 2: Los compuestos dentro del separador salen por dos corrientes, por una de ellas sale 10% TEA sobrante que recircula al agitador donde se inicia el proceso para reutilizarlo, y por la otra corriente sigue el HCl dirigiéndose al reactor.
10) Reacción 3: El HCl proveniente del separador reacciona con DMA (Dimetilamina) que se une como una nueva corriente fresca.
11) Separado 3: Se introducen los compuestos salientes del reactor 3, donde se recircula un 7% de DMA hacia el reactor 3 para volver a utilizarlo, una vez lista la reacción esta avanza hacia un mezclador.
12) Mezclado 2: En esta etapa se añade H2O (Agua) al mezclador y una vez juntos los compuestos, se obtiene el trihidrato de amoxicilina, la cual para obtener el producto final solo tiene que entrar en un secador.
13) Secado: Una vez lista la obtención del trihidrato de amoxicilina circula a un secador cuyo objetivo es eliminar el H2O para dejar solo el sólido que sería la amoxicilina, el producto final.
14. Envasado: La amoxicilina en polvo obtenida, es envasada y etiquetada en barriles estériles(25kg), para proteger el principio activo de agentes externos y proceder con su posterior almacenamiento y distribución.
15. Almacenamiento y distribución: Los barriles del principio activo ya envasados, etiquetados y sellados, son trasladados al área de almacenamiento, la cual debe estar previamente acondicionada (desinfectada y esterilizada), donde permanecerán hasta su posterior distribución a los laboratorios farmacéuticos para su procesamiento como medicamentos en diferentes presentaciones (suspensiones, tabletas, capsulas).
LÍNEA DE PROCESO INDUSTRIAL PARA LA ELABORACIÓN DE CONSERVA DE CHOCLO EN SALMUERA EN PRESENTACIÓN DE 250G
la presentación del empaque es de 250g donde es 40% líquido de gobierno y 60% es grano de choclo, el proceso al final nos dará 3 empaques de vidrio de 250g.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Lavado y desinfectado: El lavado estaba a cargo de una solución de hipoclorito de sodio al 4 % con una dilución de 1 ml por cada 2 mL de agua sumergidas durante 5 minutos, eliminando microorganismos superficiales que pueden ser palpables en las unidades o granos del choclo.
Precocción: La precocción consiste en someter los granos de choclo en agua al punto máximo de ebullición siendo este de 95 °C durante 2 minutos, para eliminar enzimas, ablandar la piel de la pulpa para que la salmuera preparada tenga una invasión completa después del envasado.
Escurrido: Después de haber escaldado los granos de choclo en agua a temperaturas de ebullición éstos son sacados para ser envasados en caliente.
Llenado: El envasado se realizó en envases de vidrio, anteriormente estos fueron sometidos a un tiempo de esterilización de 85 °C por cinco minutos. Una vez envasado los granos de choclo, se añade el líquido de gobierno en proporciones de un 40 % según norma.
Mezclado: La preparación de la salmuera consistió en sumergir los 2.5 g, de sal los 10 g azúcar y los 0.5 g de cloruro de calcio en 500 g de agua hirviendo durante 10 minutos. El calor es aplicado para que el efecto de solubilidad de la sal, azúcar y cloruro de calcio sea más efectivo.
Llenado del Líquido de gobierno: Llenado de los envases de vidrio con el choclo
Evacuado: Consistió llevar el envasado semitapado a temperaturas de ebullición dentro del agua durante 5 minutos, con la finalidad de eliminar el oxígeno captado por microorganismos mesófilos.
Sellado: Consistió llevar el envasado semitapado a temperaturas de ebullición dentro del agua durante 5 minutos, con la finalidad de eliminar el oxígeno captado por microorganismos mesófilos.
Tratamiento térmico: Para el tratamiento térmico se hubiese utilizado la esterilización por retorta o auto clavado a temperaturas de 121 °C durante 25 minutos. En este proceso se logra destruir la mayor parte de microorganismos adheridos al producto que no fueron eliminados en procesos anteriores como el evacuado ni la cocción. Especialmente microorganismos de forma esporulados que requieren tiempos largos y temperaturas altas para su destrucción. El mecanismo de retorta o esterilización se da principalmente en tres etapas, tiempo de subida o levante, tiempo de trabajo y tiempo de bajada, a 121 °C. En el caso del choclo este fue sometido a la máxima temperatura de ebullición del agua generalmente bordeando los 90 a 95 °C durante 25 minutos. La finalidad primordial es eliminar carga microbiana y aumentar la vida útil del producto terminado.
Enfriado: Una vez realizado la esterilización sea cual fuese, lo que se busca es la efectividad de la misma, estos envases se dejan secar a temperatura ambiente.
Secado: Estos envases se dejan secar a temperatura ambiente.
Almacenado: Una vez terminado el producto este es recomendable utilizar temperaturas de almacenamiento de 22 a 24 °C.
OBTENCIÓN DEL QUEROSENO A BASE DE LA REFINACIÓN DEL PETROLEO
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Etapa de almacenamiento: Ingreso de petróleo crudo (420 gal) a un tanque de almacenamiento el cual debe ingresar a la etapa de desalinizado mediante un sistema de bombeo.
Etapa de bomba: En esta etapa se bobea el petróleo crudo hacia el proceso de desalinizado.
Etapa de desalinizador: Continuando con el proceso del petróleo se deben eliminar las impurezas (sal), esto se logra disolviendo en el agua remanente del petróleo crudo. Esta etapa se realiza a una temperatura de 130 ° C.
Etapa de intercambiador de calor: Previamente ingresa petróleo crudo desalado a la etapa de intercambiador de calor para el precalentamiento del crudo y este se dirige al horno para continuar el proceso. Este intercambiador interviene en la transformación del petróleo como del gas natural que están de la mano al cumplimiento de las exigencias medioambientales y por ello se utilizan los cambiadores para transportar este tipo de fluido.
Etapa del horno: En esta etapa se encuentra en función con la energía necesaria para destilar el petróleo de modo que los productos se dispersen en la torre de destilación la cual se encuentra suministrada por la combustión del gas natural. El fluido circula dentro de tubos dispuestos en serpentines que se encuentran a lo largo de las paredes del horno de combustión.
El combustible utilizado en el horno es expulsado a través de la chimenea, donde se combina con el aire y produce contaminantes solidos (cenizas) y gaseosos (monóxido de carbono, compuestos de azufre, gases ácidos). Los gases de combustión deben tratarse para evitar que entren en la atmósfera.
Etapa de destilación atmosférica: La herramienta básica para una refinación es la unidad de destilación, en la que el petróleo crudo comienza a evaporarse. Las torres operan a una presión cercana a la atmosférica y están divididas en una serie de compartimentos llamados "bandejas" o "placas". Cada bandeja tiene una temperatura diferente y actúa para fraccionar el aceite. El crudo pasa por el horno y llega a la torre, donde es "cocido" a temperaturas de hasta 400 °C, convirtiéndolo en vapor. Estos vapores entran por la parte inferior de la columna de destilación y ascienden entre los platos. A medida que ascienden, pierden calor, se enfrían, se condensan y se asientan en sus respectivos platos a medida que cada ingrediente evaporado encuentra su propia temperatura. Las tuberías conectadas a estas placas son donde se recogen los diferentes productos separados en esta etapa. Lo que cae al fondo de la columna es el "petróleo crudo reducido" o residuo, es decir, petróleo crudo que no se evaporó en la primera etapa.
Etapa del condensador: Esta etapa se encuentra en función de la destilación atmosférica ya que se utiliza para el reflujo del vapor que se produce en la etapa anterior de la columna de destilación.
PROCESO DE REFINAMIENTO DE ACEITE DE CANOLA
El refinamiento de aceite es referido al proceso que debe sufrir el aceite de canola crudo para ser transformado en aceite comestible.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Desgomado: Corresponde a la primera etapa del proceso de refinamiento, el objetivo de esta operación unitaria es la remoción de fosfolípidos. Estos compuestos generan colores y olores no deseados, además de afectar a estabilidad oxidativa de las siguientes operaciones.
-Reactivos transforman los fosfolípidos en compuesto no solubles en aceite (gomas),
permitiendo su remoción a través de separación de fases
Refinamiento alcalino: El objetivo de esta operación es la remoción de los ácidos grasos mediante neutralización. Estos compuestos generan inestabilidades oxidativas e hidrolíticas en el aceite, disminuyendo su calidad y vida útil.
Separación de fases: Esta operación tiene como propósito separar el aceite, de las fases generadas en los procesos de desgomado y refinamiento alcalino. Puede estar compuesta por equipos de centrifugado y/o de decantado gravitacional.
Blanqueamiento: Este proceso tiene como objetivo decolorar el aceite, al eliminar pigmentos mediante adsorción. El adsorbente puede ser un material poroso sintético, sin embargo, los mejores resultados se obtienen con tierra activa
Desodorización: Este proceso tiene como objetivo eliminar los componentes odoríficos del aceite, compuestos principalmente por cetonas y alcoholes, derivados de la oxidación de compuestos oleosos.
LÍNEA DE PROCESO INDUSTRIAL PARA LA ELABORACIÓN DE MORTERO PARA PEGAR CERÁMICA, PRESENTACIÓN DE 20 KG EN FUNDAS DE PAPEL (KRAFT).
el proyecto trata sobre la elaboración de mortero en presentación de 20kg en empaque de papel Kraft, mismo que conlleva a un proceso laborioso y muy interesante, dado que se tendrá ciertas materias primas que ingresaran al proceso de producción en los cuales se debe tener establecidos ciertos conocimientos relacionados a los balances de materia.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Recepción de la arena: En esta etapa de recepción, la arena cuenta con cierta cantidad de agua en su composición, además de contener ciertas impurezas como piedrillas, las cuales deben de ser eliminadas para de esta manera dirigir esta arena libre de impurezas al siguiente proceso, nuestra empresa tiene como requerimiento que la arena que se recibe debe tener una finura que no sobrepase los 2mm y debe tener una humedad máxima entre 8 y 10%.
Secado: Este proceso se realiza en un secador rotatorio mismo que tiene instalado un quemador que realiza el sacado de la arena, la velocidad de rotación varía acorde a la alimentación que se necesite, pero oscila entre 10-16 RPM, y es a través de este giro que se realiza el sacado de la arena a una humedad del 0%, la temperatura de trabajo es de 500 °c con una capacidad de 1.2 Tn/h. una vez secada la arena, esta es transportada mediante una banda transportada hacia el dosificador semiautomático.
Dosificación: En nuestra línea de proceso existen silos de almacenamiento de ciertos aditivos que conforman al mortero final, en donde el cemento se almacena en un silo de 40Tn, el tipo de cemento que se utiliza en el proceso de dosificación es de tipo 2 puzolánico, el cual brinda resistencias altas en corto tiempo. En cuanto a los aditivos, estos se almacenan en tanques pequeños puesto que solo constituyen el 2% de la composición del mortero que produce nuestra empresa.
Mezclado: El material dosificado es llevado mediante elevador de cangilones hasta un mezclador rotativo de paletas que es el encargado de homogeneizar las materias primas y también trabaja por lotes, el cual tiene una capacidad de 20 Tn/h, pero el mezclador trabaja según la demanda que se tenga como tal.
Envasado: Una vez se haya mezclado el mortero, se procede a alimentar a una tolva de recepción de 2 Tn, para luego realizar el ensacado, mediante una ensacadora neumática de proceso continuo, en esta máquina los sacos son llenador por un trabajador, estos sacos son valuados, lo que quiere decir que se cierran automáticamente al quitar la presión de alimentación del material, los sacos que se producen son de 20 kg, y la capacidad de la ensacadora es de 200 sacos/hora, por lo que es una máquina de suma importancia dentro del proceso, y como tal se tiene una en reserva para usarla por un desperfecto o cuando la demanda es muy alta.
Paletizado: Los sacos son cargados de manera manual y acomodados en pallets para su posterior almacenaje y transporte, al mismo tiempo que se emplástica para evitar que la humedad en el transporte degrade al mortero, para de esta manera evitar pérdidas por producto NO CONFORME, cabe mencionar que el producto puede ser almacenado en un tiempo máximo desde hasta 6 meses.
LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE CÁRNICOS Y EMBUTIDOS: ELABORACIÓN DE LONGANIZA
Proyecto basado en una línea de producción de cárnicos y embutidos se orientada a conocer el estudio o realización de una línea empacadora procesadora de Longaniza.
Diagrama de flujo
Limpieza: La carne se debe revisar previamente para retirar despojos como grasa innecesaria o tejidos que alteren al producto final. Además, se debe garantizar que la carne esté fresca y sea de excelente calidad.
Picado / Molido: En esta operación la carne pasara a disminuir su tamaño es decir se cortarán en pedazos pequeños de tal forma que facilite el siguiente proceso.
Mezclado 1: En la etapa del mezclado se involucrará el triturador en él, los vegetales como el perejil, tomate, cebolla y ajo se mezclarán dando una mezcla pastosa que en siguiente proceso se mezclara para darle sabor a la longaniza.
Mezclado 2: En esta etapa se incorporarán los persevantes, aditivos.
Reposo: Una vez mezclada, la etapa de reposo se encargará acondicionar una temperatura de 4c para conservar los aditivos y este proceso demorará un lapso de 24 horas para posteriormente pasar al proceso de embutido.
Embutido: Para efectuar el proceso de embutido de la pasta en las tripas se tendrá la masa, previamente homogenizada, para que este pase a la embutidora. Las envolturas, tripas naturales o artificiales, dependiendo del producto, se las rellenan con la pasta de tal manera que no contenga aire y se cierran a los extremos.
Atado: Para este proceso conocido también como amarre o seccionamiento individual de las longanizas se utilizará equipos que se acoplen para atarlas correctamente.
Cocción: Una vez embutido y amarrado la longaniza se coloca en carros especiales para someterlos a procesos térmicos. El tratamiento térmico se lo considera el último proceso tecnológico de elaboración, ya que después de estos el producto está en condiciones y, generalmente se incluye ciertas operaciones básicas, entre estas tenemos: secado, ahumado, escaldado y enfriamiento.
Secado y ahumado: El secado se lo realiza a veces en la sala de oreo, antes de someterse a los hornos. El ahumado se lo realiza en hornos o cámaras de ahumado, en donde el humo se obtiene de quemas de aserrín o leña por debajo del producto; desarrollando el color típico al embutido.
Almacenamiento y enfriado: Después del tratamiento térmico, ahumado y/o cocción es necesario enfriar en agua a temperatura ambiente, evitando de esta manera el desarrollo de microorganismos y las mermas; luego se cuelgan para secar y pasan a las cámaras de frío o a los locales de empaque.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Tambor descortezador: Ingresan toneladas de troncos al tambor descortezador, que es rotatorio donde se cortan al tamaño conveniente y se les remueve la corteza por medio del rozamiento de unos con otros.
Astillado: En esta parte la madera se ve reducida a astillas de tamaño preseleccionado. Las astillas se clasifican sobre mallas vibratorias o giratorias para separar las demasiado grandes, las de tamaño adecuado y aserrín. Las astillas grandes se mandan a reducirlas al tamaño adecuado.
Lavadoras de pulpa: Se lava la pasta mediante un sistema de filtración a vacío y a contracorriente. Después esta pasta pasa a la sección de depuración y espesado, donde como líquido filtrado se obtiene la lejía negra diluida y se lleva al proceso de reciclaje.
Fourdrinier: en ella ocurren tres operaciones importantes. Formado, prensado y secado. En el formado, la pulpa se distribuye homogéneamente en una superficie plana, donde se hace que el grosor de esta capa sea constante. En el prensado, se dispone de dos tipos, la primera da forma al papel liso y otra de forma corrugada pasa por un rodillo ondulador, y mucha agua se pierde debido a la presión ejercida. Y en el secado, el papel pierde la mayoría de su humedad.
Digestor: Las astillas con el tamaño adecuado entran al digestor continuo y se les da un tratamiento previo con vapor de aproximadamente 100kPa. Luego pasan a una zona de impregnación de presión mayor a más o menos 900kPa, donde se ajusta su temperatura y se añade licor blanco compuesto por (NaOH, Na2S,Na2CO3, H2O).
Prensado: se dispone de dos tipos, la primera da forma al papel liso y otra de forma corrugada pasa por un rodillo ondulador, y mucha agua se pierde debido a la presión ejercida. Y en el secado, el papel pierde la mayoría de su humedad.
Pegado: Pasa por unos rodillos donde es adherido pegamento almidón con agua uniendo las dos laminas una corrugada y dos finas en los externos.
Corte: las láminas de cartón corrugado pasan por unos paneles previamente diseñados con el molde elaborado, luego los recortes sobrantes se reciclan hasta 6 veces en el proceso.
Doblado: en este proceso la maquina realiza los dobles automáticamente y coloca pegamento frio para formar la caja.
Almacenamiento: Una maquina es encargada de apilar las cajas.
LÍNEA DE PROCESO INDUSTRIAL PARA LA ELABORACIÓN PUNTOS DE ANCLAJE FIJOS DE 2.5”X4.5” PARA CONCRETO Y VIGAS DE ACERO, EN PRESENTACIÓN DE 100 CAJAS DE 20 UNIDADES, EN LA EMPRESA MORAN S.A
La industria metalúrgica como base de amplios procesos donde se conjuga actividades del sector primario como la obtención de la materia prima a través de las minerías y el sector secundario que vendría siendo los procesos de transformación.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Preparación de mezcla: Este proceso inicia con el desmoldeo. En esta fase del proceso, las piezas de hierro son separadas del molde de mezcla luego del vaciado, una vez la solidificación y enfriamientos adecuados se hayan llevado a cabo. Esta mezcla resultante del desmoldeo, llamada de recirculación, es sometida a un proceso de mezcla con bentonita, carbonilla, mezcla nueva y agua. Con base a los estándares, se calculó la cantidad de bentonita, sílice, carbonilla, agua y mezcla que se necesita para fabricar los puntos de anclaje. Finalmente, los compontes son mezclados a través del molino.
Moldeo (moledora automática): En este proceso la placa modelo y la mezcla preparada entra al equipo moldeador.
Fusión: Al encender el horno se carga el lingote, este es un cuerpo macizo que permite la generación de un cuerpo magnético en el crisol para el rápido calentamiento del horno. Antes de iniciar el cargue del horno, se agrega grafito para dar el porcentaje de carbono que necesita el hierro para cumplir con los requerimientos de calidad. El cargue del horno se realiza con el 50% del material de retorno y el 50% de la lámina compactada cold rolled (retal generado de la laminación en frío).
Desmoldeo: Cuando la pieza se ha solidificado y enfriado, se procede al desmoldeo mediante vibración, la mezcla desmoldada es recirculada. A la salida de la línea, la recepción se realiza mediante un transporte vibrante especialmente diseñado para evitar la adhesión de la mezcla, mediante el calentamiento de su superficie.
Quiebre: Este proceso consiste en retirar las piezas el sistema de alimentación para permitir el paso de estas a los procesos de acabado (granallado, esmerilado y pintura)
Granallado: Tanto los sistemas de alimentación retirados como las piezas se llevan a la granalladora para retirarles la mezcla adherida, de manera que las piezas sigan los otros procesos de acabado y la mezcla adherida salga del proceso.
Pieza pequeña hasta 2 mm de diámetro.
• Pieza con salientes y partes puntiagudas.
• Pieza hasta 50 kg de peso unidad.
• Pieza hasta 80 kg de peso unidad.
• Pieza hasta 120 kg de peso unidad.
• Piezas aluminio delicadas.
Esmerilado: Mediante el uso de un esmeril, las piezas son sometidas a un proceso de pulido.
INDUSTRIA QUÍMICA: LÍNEA DE PROCESO PARA LA FABRICACIÓN DEL NYLON
En este proyecto se elabora el Nylon con ciertos compuestos que ingresan en la línea del proceso como es el Butadieno, Ciclohexano, Hidrogeno, Nitrógeno, Oxigeno, y entre otros componentes que se harán presente en este proceso.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Operación 1: en esta operación lo que ingresa a nuestro reactor 1, será la alimentación del cianuro.
Operación 2: en esta operación lo que ingresará a nuestro reactor 1, será el butadieno.
Operación 3: en esta operación se mantiene lo que es el cianuro, el butadieno, y también de la mezcla de estos nos sale el adiponitrilo, llamado también hexanodinitrilo, 1,4-dicianobutano o 1,4-butanodicarbonitrilo, es un compuesto orgánico de fórmula molecular 𝐶₆𝐻₈𝑁₂, cuya estructura química corresponde a un dinitrilo lineal de seis átomos de carbono, todo esto pasa por nuestro reactor 2.
Operación 4: se le añade el hidrogeno a todo lo que tenemos en nuestra operación 3.
Operación 5: en esta operación tenemos los componentes de las operaciones 4 y 5, respectivamente adicional a eso, nos resulta de esta operación, la hexametilendia, también llamada hexametilendiamina y 1,6-diaminohexano, es una diamina de fórmula molecular 𝐶₆𝐻₁₆𝑁₂.
Operación 6: en dicha operación se le añade ciclohexano a nuestro proceso, todo esto va al reactor 3, el ciclohexano es un cicloalcano formado por 6 átomos de carbono, y 12 átomos de hidrógeno, por lo que su fórmula es 𝐶₆𝐻₁₂. La cadena de carbonos se encuentra cerrada en forma de anillo. Es un disolvente apolar muy utilizado con solutos del mismo tipo.
Operación 7: aquí le añadimos el nitrógeno y oxígeno a nuestro reactor 3.
Operación 8: aquí ya encontramos nuestros compuestos químicos de la operación 6 y 7, adicionalmente también tenemos compuestos como lo son el ciclohexanon y el agua.
Operación 9: luego del proceso realizado en nuestras 3 operaciones anteriores, tenemos un absorbedor, el cual expulsa, nitrógeno, oxigeno, ciclohexano, ciclohexanon, y el agua, pero esta no se expulsa del todo ya que en la siguiente operación se sigue manteniendo.
Operación 10: se mantienen los compuestos ya mencionados en la operación 9.
Operación 11: en esta operación le añadimos ácido nítrico, el cual es el compuesto químico ácido nítrico es un líquido viscoso y corrosivo que puede ocasionar graves quemaduras en los seres vivos y animales. Se utiliza como reactivo de laboratorio y para fabricar explosivos como la nitroglicerina y trinitrotolueno, así como fertilizantes como el nitrato de amonio. Todo esto se agrega a nuestro reactor 4.
Operación 12: en esta mantenemos los compuestos mencionados en la operación 9, adicional a ello obtenemos el ácido adípico, hexanodioico es el compuesto orgánico con la fórmula (𝐶𝐻₂) ₄(𝐶𝑂₂𝐻) ₂. Desde la perspectiva industrial, es el más importante ácido dicarboxílico: Anualmente se producen unos 2,500 millones de kilogramos de este polvo blanco cristalino, principalmente como un precursor de la producción del nylon. También óxido nítrico, el cual es un gas incoloro y soluble en agua, presente en pequeñas cantidades en los mamíferos. Está también extendido por el aire siendo producido en automóviles y plantas de energía. Y ácido nítrico ya añadido en la operación 11.
Operación 13: esta operación 13 cuenta con absorbedor, el cual hace el mismo proceso del absorbedor de la operación 9, que expulsa una parte de lo que contiene pero a su vez, deja compuesto para seguir trabajando en la siguiente operación.
Operación 14: se mantiene todo lo que contenía la operación 13, y la operación 5.
Operación 15: ya en esta obtenemos nuestro producto final el cual es el NYLON, esto gracias a todas las operaciones ya antes mencionadas.
LINEA DE PROCESO DE EMPRESA FARMACEUTICA PRODUCTORA DE IBUPROFENO EN COMPRIMIDOS DE 675 Mg EN CAJAS DE 24 UNIDADES.
Una de las presentaciones de ibuprofeno comerciales es comprimidos cuya composición de excipientes y principio activo puede ser resumida de la siguiente forma: Ibuprofeno :600 Mg, Lactosa :45 Mg, Almidón de maíz: 30 Mg
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Las materias primas ácido fluorhídrico, anhídrido acético e isobutilbenceno se alimentan en un medio acuoso a un reactor de flujo pistón (PFR) el cual a la temperatura de 80°C y la presión alrededor 700 kPa obtiene una conversión del 85.07% isobutilbenceno en presencia ácido fluorhídrico que forma 4 isobutilacetofenona (4IBAP). El flujo de salida del PFR tiene contiene una composición del 30 %(m/m) de 4IBAP. La relación de HF y anhídrido acético es 1:1.
La corriente de salida se alimenta a un separador de 3 fases donde se separa en una fase rica en agua y una fase rica en 4IBAP (60%).
Después de eso, la fase rica en 4-isobutilacetofenona se alimenta a una serie de columnas de destilación para eliminar todas las impurezas a 25°C y 655 kPa de presión.
En la primera columna se retiene el 98% del compuesto, el resto pasa a la segunda columna para ser recuperado en el separador.
El producto final después la destilación que contiene 4-IBAP casi puro (>99 % en peso) se envía al reactor de hidrogenación donde se alimenta el gas en un 40% de exceso a 710 kPa y 30°C y se obtiene una conversión del 99.11% utilizando níquel Raney.
La corriente de salida es enviada a un separador flash donde se obtiene una corriente rica en hidrógeno y otra corriente rica en 1-(4-isobutilfenil) etanol (IBPE). La salida del separador está a una temperatura 27°C y 665 kPa de presión. La relación entre los flujos entrada y salida del separador es de 1.01.
La corriente de IBPE es enviada a un tercer reactor donde se mezcla con monóxido de carbón (60% en exceso) a 30°C y 730kPa y produce el componente ibuprofeno utilizando Cloruro de paladio como catalizador.
En este reactor se produce una pequeña cantidad de isobutilestireno como reacción secundaria a partir de la descomposición del IBEP.
La corriente de producto es enviada a un separador flash donde se obtiene una corriente de CO puro y una corriente rica en ibuprofeno (95% de pureza).
Finalmente se utiliza una cristalización con etanol (85%) como solvente al 76% para la purificación del compuesto. En el cristalizador se puede separar el 90% del etanol mediante centrifugado el cual además arrastra las impurezas.
Finalmente, mediante el secado del exceso de etanol se tiene ibuprofeno con 99.9% de pureza el cual es encapsulado.
LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE MERMELADA DE PIÑA EN LA INDUSTRIA DE CONSERVAS DE ALIMENTOS.
Simulación de un proceso industrial enfocado en un sistema de elaboración de Mermelada de Piña.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Recepción de Materia Prima: Se realizará en cada punto de producción proveniente de diferentes distritos, el traslado se realizará mediante transporte en una cámara isotérmica en baldes con gran capacidad de modo que la recolección sea en forma de piña desgranado.
Troceado: La piña libre de cáscara y corazón se puede cortar de varias formas: en cubos de 2 cm de lado, en rodajas o en triángulos. Los trozos que no cumplen con el tamaño se procesan junto con las cáscaras y el corazón.
Mezcla: Permite producir una distribución al azar de partículas dentro de un sistema; también puede entenderse como un sistema ordenado en el que las partículas presentan un patrón o unidad repetitiva (mezcla ordenada).
Cocción: Es de suma importancia para romper las membranas celulares de los frutos de piña y extraer toda la pectina, dicha operación tiene una gran importancia sobre la calidad de mermelada, por ello requiere de mucha destreza y practica por parte del operador, el tiempo es de 3 horas y una temperatura de 95°C, realizando en una marmita de 300 litros.
Envasado: Se realiza en caliente a una temperatura no menos a los 85°C, ya que esta temperatura regula la fluidez del producto durante el llenado y permite la formación de un vacío que se adecuado. El llenado se realiza hasta el ras del envase, se tapa inmediatamente, volteándose con la finalidad de esterilizar la tapa. Esto se da por un tiempo de 3 minutos.
Esterilizado: Esta es la operación central en la mayoría de los procesos, en cuanto a la conservación de los productos. Corresponde al tratamiento térmico el disminuir el número de microorganismos hasta niveles de seguridad. En un proceso de pequeña escala, normalmente la temperatura es cercana a la ebullición del agua, es decir a los 100 °C a nivel del mar. El período de tratamiento dependerá de la naturaleza del producto, pero, en general, para productos ácidos o acidificados se usan tiempos cercanos a 20 minutos a 100 °C. Para productos de acidez más baja, en el orden próximo a un pH 4,5, el tiempo de tratamiento a 100 °C deberá ser de 30-40 minutos.
Etiquetado, Encartonado y Almacenado: Constituye la etapa final del proceso de elaboración de mermeladas, incluyéndose en esta etiqueta toda la información del producto. Es almacenado en una cámara de refrigeración, lugar fresco, limpio, seco, con una adecuada ventilación.
LÍNEA DE PROCESO INDUSTRIAL PARA LA ELABORACIÓN DE HELADO CON SABOR A FRESA, PRESENTACIÓN DE TARRINAS DE PLÁSTICO DE 0,5 LT.
Se presenta el diseño de la línea de producción de helado con sabor a fresa.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso
Recepción de la materia prima: Se recibe y se verifica toda la materia prima que se va a utilizar en la elaboración del helado.
Estandarización: Se realiza los respectivos cálculos de todos los insumos a utilizar para la elaboración del helado, una vez realizado este trabajo se pasa al área de mezclado. En este procedimiento se estandarizan las cantidades necesarias de los ingredientes y aditivos para la elaboración del helado. En donde usaremos 10 lt de leche entera (esta con 5% M.G. 9% S. no G), mantequilla (80% M.G. 7% S. no G) y Leche descremada en polvo (1% M.G. 93% S. no G).
Además, debe existir un 7% de materia grasa y 10% de solidos no grasos como producto final. También en la estandarización se especificó que el helado debe tener:
• 0,1 ml/L de sabor artificial
• 0,2% estabilizantes + 15% azúcar (esto debe estar 35 ºC).
• 0,3% emulsificante (Se debe mezclar junto al a mantequilla y estos deben estar a 60ºC).
• 3% de fruta natural
• 0.1% colorante
• 100 ppm de sales conservantes (Sorbato y Benzoato).
Mezcla y calentamiento de ingredientes: Se procede a mezclar los ingredientes de la siguiente forma, pero no antes atemperarlos a la cantidad antes mencionada (para este proceso, se usa una máquina mezcladora de calefacción de alta velocidad SRH-100A):
• Azúcar más estabilizante (Goma Guar o también llamado guaran).
• Mantequilla más emulsionante (Yema de Huevo).
Esta adición se hace muy lentamente a la marmita hasta lograr obtener la homogenización de la mezcla. Luego, se adiciona la leche entera a la marmita, y se calienta hasta alcanzar una temperatura de 35°C, a esta temperatura se adiciona la mezcla de azúcar y estabilizante, se sigue calentando hasta una temperatura de 50°C y a esta temperatura se agrega suavemente la leche descremada en polvo para evitar la formación de grumos, sigue el calentamiento hasta 60°C y a esta temperatura se adiciona la mantequilla más emulsificante.
Pasteurización y homogenización: Esto se realiza desde la pasteurizadora de alta eficiencia PP 110 a una temperatura de 80°C durante 30 minutos. La finalidad de esta etapa es la de eliminar bacterias y para tales fines se utilizan una placa para calentar la mezcla del helado a una temperatura de 80 OC durante 30 minutos. Pasando a la par y dentro del mismo equipo al proceso de homogenización para luego ser enfriado a 12 OC, por un choque térmico. Se procede a pesar en baldes la cantidad de mezcla que se elaboró en planta. Luego, se aplica un tratamiento para impedir que las grasas se separen del resto del producto y se realiza en dos etapas a una temperatura de unos 80 OC, la primera de ellas a una presión de 300 psi y la segunda a 250 psi.
Enfriamiento:
Se realiza desde una Blast Freezer UK05 EASY. La mezcla pasteurizada es enfriada hasta una temperatura de 12°C, sin dejar de batir en ningún momento para incorporar aire y formar la base para nuestro helado. En esta etapa la mezcla es retenida aplicando agitación, entre una 4 - 72 horas con un enfriamiento de 12 OC, el objetivo de esta etapa es la de rehidratar todos los ingredientes sólidos del helado. Luego, se procede a pesar nuevamente a cada balde
Maduración: Se realiza en un tanque de maduración de mezclas para helados (Serial TM 300/600). La base de helado se deja reposar durante 24 horas en el cuarto frio que se encuentra a -6ºC.
Adicción de Aditivos: Pasado las 24 horas, se retira del tanque de maduración y se procede a adicionar el saborizante natural de fresa (0.1ml/kg de producto), colorante (0.1 %), conservantes (100ppm en mezcla). Este proceso se realiza desde el aereador/ homogenizador / dosificador marca Flex Mixer.
Batido: Se vuelve a batir por última vez para compactar la base del helado con los aditivos añadidos. Durante 10 minutos. Se procede a dejar en su respectivo balde y se refrigera. Se realiza con el aereador / homogenizador / dosificador marca Flex Mixer.
Congelación: Se procede a congelar el producto durante 1 hora a -11 ºC. Para posteriormente envasar. Se realiza en el Blast Freezer.
Envasado: Se realiza desde un equipo automático para envase de helados (Gyrofiller UK05 EASY). Se procede a envasar en las tarrinas de 0,5 lt respectivamente. Para luego de esto ser almacenadas.
Almacenamiento: El helado envasado se almacena a temperatura de congelación -10 OC. en las cámaras de congelación.
LÍNEA INDUSTRIA PARA LA PRODUCCIÓN DE 10 TON/H DEL POLÍMERO USADO PARA LA OBTENER PLÁSTICO DE POLIETILENO
El etileno es un monómero usado en la producción de plástico que en una reacción de polimerización el monómero se une y forma el polietileno. Este se lo lleva a un estado sólido en polvo y se alimenta unas máquinas donde por medio de moldes formaran el tipo de plástico que se requiere.
Diagrama de flujo
Descripción del proceso de producción del polietileno
El etileno que es alimentado como materia prima del proceso, requiere tener alta pureza por lo que pasa por unidades de destilación antes de entrar al reactor de polimerización.
La reacción de polimerización ocurre en un reactor continuamente agitado cerrado. Los productos alimentados son: El etileno en forma gaseosa junto con el solvente ciclo hexano (L) y el catalizador (L).
Estos pasan de a poco a formar una suspensión que se precipita en forma sólida y es insoluble en el medio, Este precipitado es el polietileno. Las temperaturas en las cuales opera el reactor oscilan entre 70 y 100 °C, a una presión de 25 a 35 atm. Este polímero se remueve por filtración o decantación.
El etileno que no reacciona se separa y se comprime. En el reactor de polimerización se agregan co-monómeros separados en procesos subsecuentes y algunos aditivos para mejorar la conversión del mismo.
La descripción detallada del proceso comienza con la primera unidad donde sucede la reacción. Aquí el etileno se convierte de manera parcial en polietileno y un copolímero cuyo peso molecular es la mitad del peso del polietileno. La alimentación al reactor es estequiométrica.
Después del reactor se sigue un proceso de separación del etileno que no reacciono, con el fin de maximizar el rendimiento del polietileno.
En el siguiente proceso flash. Parte del copolímero se recircula. Y a la salida sale el polietileno junto con otros ingredientes, tales como aditivos y parte de copolímero. Para mejorar la pureza del polietileno, se ha dispuesto de un arreglo de equipos, la corriente 8 se divide en 11 y 12, luego de pasar por una centrifuga. La corriente 12 es 95% solvente en p/p. La corriente 21 es la salida de los aditivos.
La corriente 11 es la alimentación del Stripper (Equipo separador por arrastre de vapor) Donde por cada 10000 Kg/h de polietileno producido, se inyectan 1000 Kg/h de vapor y estas arrastran 100 Kg/h de copolímero. La corriente 14 está formada por copolímero y 80% solvente, que es eliminado en la corriente 19.
La corriente 18 es un flujo de 100% copolímero. En la corriente 17 sale todo el polietileno del proceso. En el ciclón la corriente de entrada 15 se separa un 20 % en la corriente 16 y un 80 % en la corriente 17.
La cantidad de solvente C hexano alimentada en el reactor es 1/6 molar de la cantidad de etileno fresco del reactor. Determinar las conversiones del reactor global. Se conoce que la conversión del etileno a polietileno en 1 paso es del 20% y del etileno a un copolímero de baja densidad es de 10%. Se conoce que el copolímero posee la mitad del peso que el polietileno.
TICS-Exposiciones.
TIC 1: Instrumentación y control.
TIC 2: Instrumentos de Medida, Transmisores y Actuadores.
TIC 3: Transformada de Laplace.
TIC 4: Norma ANSI/ISA S5.1
Ejercicios en clase.
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