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Operaciones de separación
Curso 2017/18
1. Datos Descriptivos de la Asignatura
ASIGNATURA: Operaciones de separación CÓDIGO: 339413201
- Centro: Escuela Superior de Ingeniería y Tecnología
- Titulación: Grado en Ingeniería Química Industrial
- Plan de Estudios: 2010 (publicado en 12-12-2011)
- Rama de conocimiento: Arquitectura e Ingeniería
- Itinerario/Intensificación:
- Departamento/s: - Área/s de conocimiento:
  • Ingeniería Química
- Curso: 3
- Carácter: Obligatoria
- Duración: Cuatrimestral
- Créditos ECTS: 6.0
- Horario: http://www.facultades.ull.es/view/centros/singind/Horarios_13/es
- Dirección web de la asignatura: http://www.campusvirtual.ull.es
- Idioma: Castellano e Inglés (0,3 ECTS en Inglés)


2. Requisitos para cursar la asignatura
No existen requisitos para cursar la asignatura.


3. Profesorado que imparte la asignatura
Profesor/a Coordinador/a: JUAN MANUEL RODRIGUEZ SEVILLA
- Grupo: 1, PA101
- Departamento: Ingeniería Química y Tecnología Farmacéutica
- Área de conocimiento: Ingeniería Química
- Lugar Tutoría: Despacho 11, Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Química
- Horario Tutoría: PRIMER CUATRIMESTRE: Martes y jueves: de 9:30 a 10:30 y de 11:00 a 13:00 SEGUNDO CUATRIMESTRE: martes (12:15 a 13:15); miércoles (9:30 a 10:30, 11:00 a 13:15); jueves (11:30 a 13:15);. El lugar y horario de tutorías pueden sufrir modificaciones puntuales que serán debidamente comunicadas en tiempo y forma.
- Teléfono (despacho/tutoría): 922318058
- Correo electrónico: jrguezs@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es


4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
- Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Tecnología Específica: Química Industrial
- Perfil profesional: Ingeniería Química Industrial.


5. Competencias
Básicas
[CB1] Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
[CB2] Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
[CB3] Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
[CB4] Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
[CB5] Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
Específicas
[19] Conocimientos sobre balances de materia y energía, biotecnología, transferencia de materia, operaciones de separación, ingeniería de la reacción química, diseño de reactores, y valorización y transformaciones de materia primas y recursos energéticos.
[20] Capacidad para el análisis, diseño, simulación y optimización de procesos y productos
Generales
[T3] Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
[T4] Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Química Industrial.
[T9] Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.
Transversales
[O1] Capacidad de análisis y síntesis.
[O3] Capacidad de expresión oral.
[O4] Capacidad de expresión escrita.
[O5] Capacidad para aprender y trabajar de forma autónoma.
[O6] Capacidad de resolución de problemas.
[O7] Capacidad de razonamiento crítico/análisis lógico.
[O8] Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica.
[O9] Capacidad para trabajar en equipo de forma eficaz.
[O11] Capacidad para la creatividad y la innovación.


6. Contenidos de la asignatura
Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
- Profesor: Juan Rodríguez Sevilla:

CONTENIDOS TEÓRICOS

1. Introducción a la ingeniería de los procesos de separación.

2. Separación mediante etapas simples de equilibrio: Destilación instantánea.

3. Separación mediante cascada de etapas: Rectificación de mezclas binarias.

4. Introducción a la destilación multicomponente.

5. Diseño de columnas de platos y de relleno.

6. Absorción y desorción.

7. Extracción de sistemas inmiscibles y parcialmente miscibles.

8. Análisis basados en la transferencia de materia y la difusión.

9. Introducción a las separaciones con membranas.

10. Bioseparaciones.


CONTENIDOS PRÁCTICOS. A lo largo del curso se desarrollarán prácticas en aula de informática sobre simulación de operaciones de separación, usando el software UniSim Design R430. El contenido de estas prácticas es el siguientes:

1. Introducción al simulador de procesos UniSim Design R430
2. Destilación instantánea
3. Columnas de destilación de mezclas binarias.
4. Columnas de destilación de mezclas multicomponentes.
5. Columnas de absorción y desorción.
6. Extracción líquido-líquido.
Actividades a desarrollar en otro idioma
- Profesor: Juan Rodríguez Sevilla

Lecturas, vídeos y resolución de ejercicios en lengua inglesa. Uso del simulador de procesos UniSim Design R430


7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante
Descripción
La asignatura constará de 54 horas presenciales en el aula, 28 de clases teóricas y 26 de clases prácticas para resolución de ejercicios y simulación de procesos.
En las horas de clases teóricas semanales se expondrán los contenidos de la asignatura.
En las clases prácticas de aula se explicarán ejercicios-tipo asociados a cada uno de los distintos temas del programa y se propondrán ejercicios que los alumnos deberán resolver y entregar. Algunos de estos ejercicios que desarrollaran en grupos de trabajo y otros se presentarán en inglés.
Las clases prácticas de simulación se realizarán en aula de informática. Se explicarán y resolverán algunos ejercicios de simulación aplicados a operaciones de separación. Se formarán grupos de trabajo y se propondrán a los estudiantes algunos casos prácticos que deberán resolver, entregar y/o exponer.
Las clases teóricas se simultanearán con las clases prácticas.

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante
Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias
Clases teóricas  28.00      28  [CB1], [CB2], [CB3], [T3], [19], [O1], [O7]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)  26.00      26  [CB1], [CB2], [CB3], [T4], [20], [O1], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11]
Realización de trabajos (individual/grupal)     25.00   25  [CB3], [CB4], [CB5], [T4], [T9], [20], [O1], [O3], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11]
Estudio/preparación clases teóricas     30.00   30  [CB1], [CB2], [CB3], [T3], [T9], [19], [O1], [O5], [O7]
Estudio/preparación clases prácticas     15.00   15  [CB1], [CB2], [CB3], [T4], [20], [O1], [O5], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11]
Preparación de exámenes     15.00   15  [CB1], [CB2], [T3], [T4], [19], [20], [O1], [O5], [O6], [O7]
Realización de exámenes  4.00      4  [CB1], [CB2], [T3], [T4], [19], [20], [O1], [O4], [O5], [O6], [O7]
Asistencia a tutorías  2.00   5.00   7  [CB3], [CB4], [T3], [T4], [19], [20], [O1], [O3], [O5], [O7]
Total horas  60   90   150 
Total ECTS  6 


8. Bibliografía / Recursos
Bibliografía básica

Wankat, P.C.: “Ingeniería de los Procesos de Separación”. 2ª Ed., Pearson (2008).

McCabe, W.L.; Smith, J.C. y Harriott, P.: "Operaciones Unitarias en Ingeniería Química". 7ª Ed.,McGraw-Hill (2007).

Bibliografía complementaria

Wankat, P.C.: “Separation Process Engineering”. 3th Ed., Pearson (2012).

Seader, J.D., Henley, E.J. y Roper, D.K.: “Separation Process Principles”.  3th  Ed.,  J.Wiley (2011).

Perry, R.H. y Green, D. W. (Editors): “Perry´s Chemical Engineers' Handbook ”. 8th Ed. McGraw-Hill  (2008).

Basmadjian, D.: “Mass Transfer and Separation Processes”. CRC Press (2007).

Harrison, R.G., Todd, P., Rudge, S.R., Petrides, D.P.: " Bioseparations Science and Engineering", Oxford University Press (2003).

Otros recursos
- Aula virtual de la ULL
- Aula de informática.
- Software: Simulador de procesos UniSim Design R430


9. Sistema de evaluación y calificación
Descripción
La evaluación de la asignatura se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC de 19 de enero de 2016), o bien por el Reglamento de Evaluación que la Universidad de La Laguna tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Verificación inicial o posteriores modificaciones..

En virtud del Reglamento actual, la evaluación de la asignatura es preferentemente continua y consiste en las siguientes actividades, cuya ponderación en la calificación final se indica también a continuación:
1. Trabajos y prácticas (50%): Desglosados en:
1.1. Resolución individual/grupal de ejercicios asignados (30%)
1.2. Prácticas de simulación de operaciones (20%), que comprende: (a) Tareas entregadas (10%) y (b) examen práctico (10%)
2. Prueba final obligatoria (50%): Comprenderá dos aspectos: (a) Cuestiones conceptuales y teóricas (15%) y (b) resolución de ejercicios (35%). El apartado (a) podrá realizarse, alternativamente, resolviendo los cuestionarios individuales por temas que se vayan pasando en clase a lo largo del cuatrimestre, siempre que estos cuestionarios cubran la totalidad de los temas desarrollados.

El estudiante deberá obtener en el apartado 2 (prueba final obligatoria) al menos una calificación de 4 sobre 10 para poder sumar la puntuación del apartado 1.En caso contrario, la nota final máxima que se puede obtener será de 4.5 puntos.

Alternativamente, el alumnado podrá evaluarse de forma no continua mediante una prueba final, en las fechas establecidas en el calendario académico. Los contenidos de dicha prueba y su ponderación, son los siguientes.
1. Ejercicio teórico-práctico (80%): desglosado en: (a) Cuestiones conceptuales y teóricas (15%) y (b) resolución de problemas numéricos (65%)
2. Ejercicio de prácticas de simulación de operaciones (20%)
.
En cualquier de los casos, la no asistencia a la prueba final supondrá la calificación de "No presentado".

Estrategia Evaluativa
TIPO DE PRUEBA COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN
Pruebas objetivas  [CB1], [CB2], [T3], [T4], [19], [O1], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8]   Cuestionarios, examen de convocatoria y examen práctico. Algunas de las cuestiones se plantearán y contestarán en inglés   60% 
Pruebas de desarrollo  [CB3], [CB5], [T4], [T9], [19], [20], [O1], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11]   Resolución individual/grupal y entrega de ejercicios propuestos. Algunos de estos ejercicios se presentarán en inglés. Exposición de casos prácticos.   20% 
Trabajos y proyectos  [CB3], [CB4], [CB5], [T3], [T4], [T9], [19], [20], [O1], [O3], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8], [O9], [O11]   Resolución individual/grupal y/o exposición de casos prácticos usando las herramientas de cálculo y simulación desarrolladas en la asignatura   20% 


10. Resultados de Aprendizaje
 Los estudiantes deberán ser capaces de hacer lo siguiente:
1. Explicar cómo se usan las separaciones en una planta química típica. Definir los conceptos de etapa de equilibrio y cascada de etapas.
2. Explicar y calcular el proceso básico de destilación instantánea, tanto de mezclas binarias como multicomponentes.
3. Explicar cómo funciona una columna de destilación con reflujo a contracorriente (rectificación). Calcular una columna para la rectificación de una mezcla binaria.
4. Explicar las características básicas de la destilación multicomponente. Aplicar métodos aproximados y de simulación para el cálculo de una columna de rectificación multicomponente.
5. Describir el equipo que se usa en columnas de platos y relleno. Calcular su diámetro y pérdida de carga. Definir y aplicar los diferentes conceptos de eficiencia de platos. Usar el método HETP para calcular una columna de relleno. Determinar intervalos de operación y seleccionar el diseño adecuado.
6. Explicar y calcular procesos de absorción y desorción (arrastre o stripping). Calcular columnas de platos y de relleno en operaciones de absorción/desorción.
7. Explicar los diferentes tipos de extracción y equipos asociados. Interpretar y calcular equilibrios de extracción en sistemas ternarios. Calcular algunas operaciones de extracción en etapa simple y en cascada de etapas.
8. Explicar el concepto de coeficiente de transferencia de materia y su relación con las ecuaciones de difusión en casos sencillos. Usar el análisis HTU-NTU para calcular absorbedores.
9. Explicar las características generales de las separaciones con membranas, los materiales y los módulos empleados. Conocer y aplicar algunos mecanismos básicos de transporte a través de membranas. Realizar cálculos sencillos en algunas operaciones con membranas: permeación de gases, micro y ultrafiltración, ósmosis inversa, pervaporación y/o diálisis.
10. Describir aplicaciones de operaciones de separación en biotecnología.
 


11. Cronograma / calendario de la asignatura
Descripción
 La planificación temporal de la programación sólo tiene la intención de establecer unos referentes para presentar la materia atendiendo a unos criterios cronológicos, sin embargo son solamente estimativos, de modo que el profesor puede modificar – si así lo demanda el desarrollo de la asignatura – dicha planificación temporal. 


Segundo Cuatrimestre
SEMANA Temas Actividades de
enseñanza aprendizaje
Horas
de trabajo
presencial
Horas
de trabajo
autónomo
Total
Semana 1:  1º y 2º   3 h clases téoricas
1 h clase práctica
Entrega del ejercicio propuesto del Tema 1 
 4.00   4.00   8 
Semana 2:  2º   1 h clase téorica
3 h clases prácticas 
 4.00   6.00   10 
Semana 3:  3º   3 h clases teóricas
1 h clase práctica
Entrega de los ejercicios propuestos del Tema 2
Cuestionario del Tema 2 
 4.00   5.00   9 
Semana 4:  3º y 4º   2 h clases téoricas
2 h clases prácticas 
 4.00   5.00   9 
Semana 5:  4º   1 h clase teórica
3 h clases prácticas
Entrega de los ejercicios propuestos del Tema 3
Cuestionario del Tema 3 
 4.00   6.00   10 
Semana 6:  5º   3 h clases teóricas
1 h clase práctica
Entrega de los ejercicios propuestos del Tema 4 
 4.00   5.00   9 
Semana 7:  5º y 6º   2 h clases téoricas
2 h clases prácticas 
 4.00   5.00   9 
Semana 8:  6º   1 h clase téorica
3 h clases prácticas
Entrega de los ejercicios propuestos del Tema 5
Cuestionario de los Temas 4 y 5 
 4.00   6.00   10 
Semana 9:  7º   3 h clases téoricas
1 h clase práctica
Entrega de los ejercicios propuestos del Tema 6 
 4.00   5.00   9 
Semana 10:  7º y 8º   2 h clases téoricas
2 h clases prácticas 
 4.00   5.00   9 
Semana 11:  8º y 9º   2 h clases téoricas
2 h clases prácticas
Entrega de los ejercicios propuestos del Tema 7
Cuestionario Temas 6 y 7 
 4.00   5.00   9 
Semana 12:  9º   2 h clases téoricas
2 h clases prácticas
Entrega de los ejercicios propuestos del Tema 8 
 4.00   5.00   9 
Semana 13:  9º y 10º   3 h clases téoricas
1 h clase práctica (examen práctico de simulación de operaciones de separación) 
 4.00   5.00   9 
Semana 14:  10º
Tutorías 
 2 h clases prácticas (exposición de casos prácticos)
0,5 h tutorías
 
 2.50   4.00   6.5 
Semana 15:  Tutorías    1,5 h tutorías
Entrega de los ejercicios propuestos de los Tema 9 y 10 
 1.50   4.00   5.5 
Semanas 16 a 18:  Examen   Examen (en evaluación continua,incluye los cuestionarios de los temas 8,.9 y 10)
 
 4.00   15.00   19 
Total horas 60 90 150

Fecha de última modificación: 27-07-2017
Fecha de aprobación: 27-07-2017