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8/11/2019 Guia de Operacin de Procesos Industriales - ITSA
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uadeO
peracin
deProce
sosIndu
striales
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2. BALANCE DE MATERIALES ................................................... 12
3. INDUSTRIA DE PAPEL............................................................ 20
1.1SISTEMA DE UNIDADES Y MEDIDASFUNDAMENRALES
1.2 TEMPERATURA
1.3 MOLES Y PESO MOLECULAR ......................................... 7
1.3.1 CALCULO DEL PESO ATMICO ........................... 8
3.2.1 TIPOS DE PASTA
3.2.1.1 PASTA MECNICA
3.2.1.2 PASTA QUMICA
3.2.2 BLANQUEO ............................................................. 22
1.4 RATA DE FLUJO
1.5 DENSIDAD, VOLUMEN, MASA ........................................ 91.6 PRESIN
1.7 CONCENTRACIN............................................................ 10
1.8 GAS IDEAL
3.1 INTRODUCCIN
3.2 PROCESAMIENTO DEL PAPEL ........................................ 21
2.2 BALANCE DE MASA EN PROCESO CUANDO NO OCURREN REACCIONES ................................................. 15
2.1 BALANCE DE MASA CUANDO NO OCURREN REACCIONES
1. UNIDADES Y CONVERSIN ................................................... 6
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4.3DOSIFICACIN Y MEZCLA .............................................. 26
6. SECTOR ELCTRICO ............................................................. 33
7. INDUSTRIA DEL ALIMENTO .................................................... 36
4.4 CONFORMADO ................................................................ 27
5. INDUSTRIA DEL PLSTICO ................................................... 28
5.1 INTRODUCCIN
5.2 PROCESOS PRIMARIOS
7.1 INTRODUCCIN
7.2 MANIPULACIN Y ALMACENAMIENTO
7.3 EXTRACCIN .................................................................. 37
5.2.1 EXTRUSIN ........................................................... 29
6.1 INTRODUCCIN
6.2 PLANTA TERMOELCTRICA
5.2.2 INYECCIN ............................................................ 30
5.2.3 SOPLADO .............................................................. 31
6.2.1 TIPOS DE PLANTA TERMOELCTRICA
6.2.2 FUENTES DE ENERGIA UTILIZADA
6.2.3 IMPACTO AMBIENTAL ........................................... 35
4. INDUSTRIA DEL VIDRIO .......................................................... 23
4.1 INTRODUCCIN
4.2 PROCESAMIENTO DEL VIDRIO
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BALANCE DE MATERIALES
1. UNIDADES Y CONVERSIN
1.2 TEMPERATURA
1.1 SISTEMA DE UNIDADES Y MEDIDAS FUNDAMENTALES
A continuacion se presentan las herramientas ms importantes en un proceso industrial, ba-
lance de materiales. Primero repasaremos las unidades bsicas de las variables fsicas aso-
ciadas en un proceso.
La temperatura es conocida comnmente como la medida de grados de calentamiento de
una sustancia. Hay diferentes escalas para referirse a la temperatura y tambin un sistema de
conversin asociado a cada una de estas, que son:
Las medidas fundamentales ms importantes son
SISTEMA
MKS CGS
SIEnglish Enginering Ibm ft/s2 Ib
f
kg m/s2 Newton (N)
gm cm/s2 Dyne kg m/s2 Newton (N)
MASA ACELERACIN FUERZA
Tabla 1. Sistema de unidades.
En la tabla 1, se encuentran los diferentes sistemas de medida y sus unidades asociadas
Masa
Longitud
Tiempo
Temperatura
Grados celcius (C)
Grados Fahrenheit (F)
Grados Rankine (R)
Kelvin absoluto (K)
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1.3 MOLES Y PESO MOLECULAR
En donde:
n= mol
m= masa
p.m= peso molecular
Se puede decir que moles es otra forma de referirnos a la cantidad de una sustancia.
Una mol es una cantidad de sustancia que contiene una masa numricamente igual a su peso
molecular. Puede describirse mediante la siguiente ecuacin:
A continuacion se muestran las formulas para la conversin de unidades de temperatura:
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1.3.1CALCULO DEL PESO ATMICO
1.4 RATA DE FLUJO
Considere por ejemplo en peso atomico del agua: Formula= H2O
Peso atomico del Hidrogeno= 1
Peso atomico del oxgeno= 16
Ejercicios propuestos:
1. Cuantas libras mol hay en 5000gm de C4H10?
2. Cuantas libras mol hay en 6000gm de NaOH?
Es la expresin de la cantidad por unidad de tiempo. Hay tres tipos que son:
I. Flujo volumtrico: volumen por unidad de tiempo. Las unidades tpicas son:
Ft3/h
m3/s
gal/min gpm
II. Flujo masico: masa por unidad de tiempo. Las unidades tpocas son:
lbm/h kgm/min
gm/sec
III. Flujo molar: moles por unidad de tiempo. Las unidades tpicas son:
lbmol/h
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1.5 DENSIDAD, VOLUMEN, MASA.
1.6 PRESIN.
Sus unidades ms importantes y su conversin asociada es:
Otro concepto importante es la densidad molar
La presin se dene como fuerza por unida de rea y est denida por la frmula:
Las unidades ms importantes y sus conversiones asociadas son:
kgmol/h
mol/sec
1 atmosfera (atm)
=14,7 lbf/in2 (psi)
=1,013 bar
=101,32 kPa
=760 mmHg
=33,91 ftH2OA
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Note que las tres ltimas unidades son de longitud y no de fuerza por unidad de rea como las
otras unidades, estas unidades indican la altura de una columna de lquido.
Por otro lado los instrumentos que miden presin son calibrados para que la medida sea igual
a la presin atmosfrica, esto se resume en la siguiente formula:
La ley de un gas ideal est denida por la frmula:
PV=nRTEn donde:
P: Presin
V: Volumen
n: Nmero de moles R: Constante
T: Temperatura
PV=nRT
R es llamada la constante universal de los gases y esta expresada en diferentes unidades
como se muestra a continuacion:
La mayora de las corrientes o ujos en un proceso son mezclas, soluciones, o varios compo-
nentes, es por eso importante denir la composicin de la mezcla. La concentracin es expre-
sada en trminos de la cantidad de cada componente en la mezcla.
Las unidades de concentracin ms utilizadas son masa y fraccin molar.
Componente de i en fraccin msica= (masa de i)/(total de la masa de la mezcla) Componente
de i en fraccin molar= (moles de i)/(total de moles de la mezcla)
P absoluta = P atmosfrica + P manomtrica
1.7 CONCENTRACIN
1.8 GAS IDEAL
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Ejemplo:
Cul es el volumen de 100 lbm de CO2 a una presin de 25psia y 400F?
Primero se convierte la presin en unidades de atmosfera, ya que existe un criterio que dice
que un gas se considera ideal a presiones menores a 3 atm.
25psia*1atm/14.7psia=1.7 atm
Se considera gas ideal.
PV=nRT
El peso molecular del CO2es 44lbm/lbmole.
n= 100lbm/(44lbm/lbmol)=2.27lbmoles
V=nRT/P=[(2.27lbmoles)*(10.73ft3
*psia/lbmoles*R)*(860R)]/(25psia)V=837.88 ft3
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2. BALANCE DE MATERIALES
2.1 BALANCE DE MASA CUANDO NO OCURREN REACCIONES
El anlisis de masa es una herramienta muy importante utilizada en los procesos industriales
para el anlisis, diseo, operacin y resolucin de problemas. El balance de masa est basado
en la ley de conservacin de la masa.
FLUJO DE MASA QUE ENTRA AL SISTEMA FLUJO DE MASA QUE SALE DEL SISTEMA=
FLUJO DE MASA ACUMULADA EN EL SISTEMA
Considere el secador mostrado en la gura 1. El secador ha sido diseado para secar solidos
hmedos desde 50% de contenido de agua a solo 5% de contenido de agua. Calcule el ujo
de las corrientes 2 y 3, m2 y m3 respectivamente.
Solucin:
Balance de Masa-Total:
m1m
2m
3=0 1000=m
2+m
3(Ecu 1)
Balance de masa-agua:
m1wm
2wm
3= 0
x1wm
1x
2wm
2m
3=0
(0.5)(1000) (0.05) m2 m
3= 0 (Ecu 2)
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Balance de masa total:
m1m
2m
3=0
1000m2m3=0(ecu1)Balance C3H8
x1C
3H
8m
1 x
2C
3H
8m
2 y
3C
3H
8m
3= 0
(0.25)(1000) 0m2 0.55m
3= 0
m3= 454.54 lbm/hr
Resolviendo las ecuaciones 1 y 2 obtenemos como resultado:
m2=473 lbm/hr
m3=527 lbm/hr
Ejemplo 2:
Considere la columna de destilacin de la gura 2, utilizada para la separacin de componen-
tes en un proceso. Calcular m2y m
3.
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Reemplazamos m3en la ecuacin 1: 1000m
2454.54=0
m2= 545.46 lbm/hr
Balance de masa-iC4H
10
x1iC
4H
10m
1 y
3iC
4H
10m
3 x
2iC
4H
10m
2= 0
(0.35)(1000) (0.4)(454.54) x2iC
4H
10(545.46) = 0
x2iC
4H
10m
2= 0.31
Balance de masa iC5H
12
x1iC
5H
12m
1 y
3iC
5H
12m
3 x
2iC
5H
12m
2= 0
(0.20)(1000) (0.05)(454.54) x2iC5H12(545.46) = 0
x2iC
5H
12= 0.325
Fraccion masica- Corriente 2:
x2C
3H
8+ x
2iC
4H
10+ x
2iC
5H
10m
2+ x
2C
6H
14= 1.0
0.0 + 0.31 + 0.325 + x2C
6H
14= 1.0
x2C
6H
14= 0.365
Ejercicio 1:Considere la separacin. Calcule el ujo msico y complete el anlisis de las corrientes.
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2.2 BALANCE DE MASA EN PROCESOS DONDE OCURRE REACCION.
Los ejemplos estudiados con anterioridad, se reeren solo a procesos de separacin, en don-
de la masa y moles de cada componente son conservados. En procesos donde hay lugar a
reacciones, el total de la masa es conservado pero las moles del componente involucrado en
la reaccin no.
Antes de entrar en detalle repasemos brevemente las reacciones qumicas, considere la si-
guiente reaccin genrica:
Las letras que indican reactantes son (A y B) y los productos (P y S) involucrados en la ecua-
cin; las letras minsculas se reeren a los coecientes de estequiometria, indicando las mo-
les de los reactantes (a y b) y los productos (p y s). Podemos aclarar este tema mediante la
siguiente reaccin:
Ejemplo:
Considere el reactor de mostrado a continuacion, donde la reaccin que ocurre es:
4HCl + O22Cl
2+ 2H
2O
100 kgm/h de HCl entra en reaccin a 100C y 1.5 atmosferas. El O2es obtenido del aire. La
composicin del aire, es 79% de volumen de N2y 21% de volumen de O
2. EL 50% de exceso
de aire y la conversin de la reaccin es de 80%. El aire entra a 30C y 1.5 atmosferas. El
producto deja el reactor a 300C y 1.2 atmosferas. Calcular:
Esta reaccin dice que 1 mol de CO reacciona con 0,5 moles de O2para producir 1 mol de CO
2.
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a. La composicin molar de la corriente de producto.
b. El ujo volumtrico del producto.
c. El ujo volumtrico del aire en condiciones estndar.
El O2requerido para la reaccin es calculado usando la ecuacin de estequiometria:
Consecuentemente,
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En este proceso el HCl es el reactante limitante (el aire est en exceso), y haciendo uso de las
especicaciones del proceso que el 80% del reactante limitante reacciona
Entonces la composicin del producto es:
Entonces el ujo molar de 3 es:
a. Usando las moles de cada componente y el total de moles en 3, la composicin delproducto en % molar es:
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b. Como la presin del producto esta por debajo de 3 atm, el ujo volumtrico es obtenido
usando la ley del gas ideal.
c. Seleccionando P=1 atm y T=32F como condiciones
estndar
Nosotros hemos usado la reaccin estequiometrica para calcular el ujo 3. Antes de dejar el
ejercicio vamos a realizar un balance de masa para calcular el ujo 3.
En este proceso hay 4 elementos (Hidrogeno, Cloro, Nitrgeno y Oxigeno), entonces podemosescribir 5 balances pero solo 4 son independientes.
Balance molar-Cl2
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3. INDUSTRIA DEL PAPEL
3.1 INTRODUCCION
En el proceso ahora descrito se debe recurrir a algn mtodo matemtico, como por ejemplo
Matlab, y de esta manera obtendra los valores de los ujos molares en cada punto.
RESUMEN DE BALANCE DE MATERIALES
1. Denir el sistema alrededor del cual se va a escribir el balance.
2. Decidir el tipo de balance: masa y moles.
3. Contar el nmero de componentes o elementos. El nmero de balances que se
pueden escribir son nmero de componentes+1.
4. En algunos casos se debe recurrir a la expresin de la composicin de los
componentes
5. Usar las especicaciones del proceso.
El papel es en esencia un tejido o entramado de bras vegetales con alto contenido de ce-
lulosa, que han sido renadas y tratadas en agua antes de ser depositadas sobre un tamiz y
realizar la operacin de secado. El papel y los productos relacionados con l se elaboran a
partir de bras de celulosa presentes en las plantas. Estas bras pueden provenir de diferentes
vegetales: algodn, madera, paja de cereales, caa de azcar, etc., pero actualmente la mayor
parte de la produccin mundial del papel proviene de la madera. A la vez, un tercio del total de
madera procesada en el mundo se emplea para la fabricacin de pasta. La mayor proporcin
de pulpa se fabrica a partir de pulpa de madera, aproximadamente un 90% de la produccin
total, por lo que slo un 10% se fabrica a partir de otras bras.
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3.2 PROCESAMIENTO DEL PAPEL
3.2.1 TIPOS DE PASTA
3.2.1.1 PASTA MECANICA
3.2.1.2 PASTA QUIMICA
La industria del papel se complementa con la industria pastera, esta integracin tiene como
ventaja principal el ahorro de energa, aunque son pocas las empresas que tiene integrados
ambos procesos.
Este tipo de pasta se produce triturando la madera entre placas metlicas, para que se separen
las bras, rompiendo estas bras de celulosa, por lo que la pasta resultante es dbil. La lignina
que une la celulosa a la hemicelulosa no se disuelve, simplemente se ablanda, permitiendo
que las bras se asienten fuera de la estructura de la madera. El rendimiento (proporcin de
la madera inicial en la
pasta) suele ser superior al 85%. Algunos mtodos mecnicos de formacin de pasta utilizan
tambin productos qumicos (por ejemplo, las pastas qumico- mecnicas); sus rendimientos
son ms bajos porque eliminan ms cantidad de materiales no celulsicos.
Las pastas mecnicas se producen triturando la madera contra una piedra o entre placas
metlicas, para que se separen las bras. La accin de las mquinas rompe estas bras de
celulosa, por lo que la pasta resultante es ms dbil que la separada qumicamente. La lignina
que une la celulosa a la hemicelulosa no se disuelve, simplemente se ablanda, permitiendo
que las bras se asienten fuera de la estructura de la madera. El rendimiento (proporcin de la
madera inicial en la pasta) suele ser superior al 85%. Algunos
mtodos mecnicos de formacin de pasta utilizan tambin productos qumicos (por ejemplo,
las pastas qumico-mecnicas); sus rendimientos son ms bajos porque eliminan ms canti-
dad de materiales no celulsicos.
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3.2.2 BLANQUEO
El blanqueo es un proceso dirigido en varias etapas mediante el cual se rena y aclara la pasta
en bruto. El objetivo es disolver (pasta qumica) o modicar (pasta mecnica) la lignina parda
que no se elimin durante los procesos de elaboracin de la pasta, manteniendo la integridad
de las bras. Una fbrica produce pasta por encargo variando el orden, la concentracin y el
tiempo de reaccin de los agentes blanqueantes. Cada etapa del blanqueo se dene por su
agente blanqueante, el pH (acidez), la temperatura y la duracin. Despus de cada una de
ellas, la pasta se debe lavar con agentes custicos para eliminar los agentes blanqueadores y
disolver la lignina antes de pasar a la siguiente. Finalizada la ltima etapa, la pasta se bombea
a travs de series de tamices y limpiadores para eliminar cualquier contaminante, como basura
o plsticos.
El blanqueo es un proceso dirigido en varias etapas mediante el cual se rena y aclara la pasta
En resumen aunque existen numerosos procesos de manufactura, en general la mayor parte
de los productos de papel involucran el siguiente orden de operaciones, consistiendo cada uno
en varios pasos: La preparacin de la madera consiste en remover la corteza del rbol y (para la mayor
parte de las pulpas) partir la lea en pequeos trozos.
El pulpeado elimina las bras en la madera (u otro material) y las limpia de residuos
no deseados. Los mtodos principales usan tcnicas qumicas, mecnicas o una com-
binacin de ambas. Aunque el rendimiento de los procesos qumicos de obtencin de
pulpa(40- 50%) son mucho ms bajos que los mecnicos (90-95%), la mayor fuerza y
resistencia al envejecimiento as como descoloramiento de las pulpas qumicas favore-
ce su uso en la mayor parte de los productos que no sean papel peridico.
Blanqueado, como lo indica su nombre, blanquea las pulpas y las habilita para su uso
en papeles de escritura, imprenta y decorativos. Diversos grados de papel requieren
niveles diferentes de tratamiento.
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4. INDUSTRIA DEL VIDRIO
4.2 PROCESAMIENTO DEL VIDRIO
4.1 INTRODUCCION
El vidrio es un producto articial que se obtiene a partir de unas materias primas que aportan
ciertos xidos, como pueden ser SiO2, CaO, Na2O, etc., en una produccin determinada. El
paso de las materias primas al vidrio se hace fundamentalmente a travs de reacciones qumi-
cas, obtenindose la masa vtrea a alta temperatura.
El sector del vidrio es sumamente diverso, tanto por los productos que fabrica como por las
tcnicas de produccin que emplea. Los productos pueden ser desde copas de cristal de plo-
mo artsticamente hechas a mano hasta vidrio otado en grandes cantidades para los sectores
de construccin y automocin.
Existe una gran variedad de procesos de fabricacin de vidrio, aunque algunas operacionesbsicas son comunes a todos ellos. Puede establecerse la siguiente clasicacin:
La hechura del papel consiste en la preparacin del material (batidos) formacin de
lmina, presin (para reducir el contenido de agua) y secado.
Conversin: corte, doblado y acabado de los productos nales.
Fabricacin de vidrio hueco (envases).
Fabricacin de vidrio prensado (vidrio de mesa, aisladores, etc.).
Fabricacin de vidrio plano:
Sistema Estirado Vertical (Pittsburgh y Fourcault).
Sistema Estirado Horizontal (Libbey-Owens).
Sistema de Flotacin.
Sistema de Laminacin.
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Otros procesos: bra de vidrio, vidrio ptico, tubo de vidrio, vidrio artstico, etc. Los procesos y
tcnicas de fabricacin que suelen emplearse en el sector del vidrio la mayora pueden dividir-
se en cinco fases bsicas: manipulacin de los materiales, fundicin, conformacin, procesos
nales y embalaje.
Dada su diversidad, la industria del vidrio utiliza una amplia gama de materias primas. Las tc-
nicas de manipulacin de materiales son comunes a muchas industrias. El mayor problema es
el control del polvo generado por la manipulacin de materiales nos. Las principales materias
primas utilizadas para la fundicin son materiales para el soplado de vidrio (por ejemplo, arena
de slice o
desperdicios de vidrio), materiales intermedios o modicadores (por ejemplo, ceniza de sosa,
caliza o feldespato) y agentes colorantes o decolorantes (por ejemplo, cromita frrica u xido
de hierro).
Atendiendo a su volumen de fabricacin los vidrios pueden ser clasicados en:
Comerciales.
Especiales.
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Los vidrios comerciales son producidos en gran escala, y se usan en la mayora de las aplica-
ciones, mientras que los especiales son menos comunes ver tabla.
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4.3 DOSIFICACION Y MEZCLA
Las materias primas, con unas caractersticas de granulometra, humedad y propiedades qu-
micas determinadas, se dosican y mezclan con objeto de conseguir el tipo de vidrio deseado.
La fundicin (la mezcla de materias primas a alta temperatura para obtener vidrio fundido)
es la parte ms importante del proceso productivo. Se trata de una compleja combinacin de
reacciones qumicas y procesos fsicos, y puede dividirse en varias fases: fusin; ano y ho-
mogenizacin; y acondicionamiento.
A medida que la arena y la ceniza de soda son recibidas, se muelen y almacenan en depsitos
en altura, en espera del momento en que sern transferidas a travs de un sistema de alimen-
tacin por gravedad a los pesadores y mezcladores. En los mezcladores las materias primas
son dosicadas y combinadas con vidrio reciclado para formar una mezcla homognea, la cual
es trasladada por medio de cintas transportadoras a un sistema de almacenamiento de cargas
(batch) donde es contenida antes de ser depositada en el alimentador del horno de fundicin.
Al entrar la carga al horno a travs de los alimentadores, sta ota en la supercie de la masa
de vidrio fundida. Una vez que se funde, pasa al frente del bao y eventualmente uye a travsde la garganta de carga al renador, donde es acondicionada trmicamente para descargar al
proceso de formado.
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4.4 CONFORMADO
El comportamiento viscoso-plstico de los vidrios a alta temperatura facilita su moldeado en
un amplio intervalo trmico, utilizando para ello diversos procedimientos en funcin del tipo de
vidrio fabricado: colado, soplado, prensado, estirado, otado, laminado, centrifugado y brado.
En cada caso, el vidrio se acondiciona trmicamente en la zona de trabajo para estabilizar su
viscosidad. De este parmetro depende la utilizacin de uno u otro procedimiento de confor-
mado as como la cadencia y el rendimiento de fabricacin en los sistemas automticos.
Despus del conformado, se somete al vidrio a un proceso de enfriamiento y recocido, etapa
crtica ya que se requiere que el vidrio pase de un estado plstico a un estado rgido con la
suciente lentitud para que su estructura se relaje de forma uniforme y adquiera en todos sus
puntos el mismo volumen especco. Esta operacin es caracterstica de cada proceso. A con-
tinuacin se describe someramente para los sistemas de fabricacin ms empleados.
Fabricacin de vidrio hueco y vidrio prensado industrial. Las gotas de vidrio caen en
las mquinas de conformado, donde se consigue la forma nal en una o dos etapas:
Prensado en el caso de vidrio prensado; un primer prensado o soplado y un sopladonal para vidrio hueco. En esta operacin se consume energa elctrica, aire comprimi-
do y aire o agua para refrigeracin. En ciertos casos, se utiliza adems un combustible
limpio.
Fabricacin de vidrio plano segn el sistema estirado. Existen dos sistemas: estira-
do vertical, y estirado horizontal. En ambos, el vidrio fundido se hace pasar por unos
rodillos con objeto de formar la lmina con un espesor determinado. En esta fase del
proceso se consume fundamentalmente energa elctrica.
Fabricacin de vidrio plano segn el sistema de otacin. El cae sobre un bao de es-
tao fundido, donde se producen los fenmenos de otacin y formacin de la lmina
en una atmsfera cuidadosamente controlada. Para la conduccin del proceso, desde
el punto de vista trmico, dispone el bao de una instalacin de resistencias elctricas
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Fabricacin de vidrio plano segn el sistema de laminacin. El vidrio se extrae del hor-
no de fusin por el procedimiento de colada continua, siendo sometido a un proceso
de laminacin, cuya misin consiste en formar la lmina, darle el espesor deseado y
grabar en la hoja un determinado dibujo o insertar una malla.
La industria del plstico es una subdivisin de la industria petroqumica, la produccin nal de
plsticos se dirige a una amplia gama de actividades industriales y de consumo nal como las
manufacturas de autopartes, envases, empaques, juguetera, calzado, produccin de acceso-
rios sanitarios y artculos de uso domstico. As mismo esta oferta se orienta hacia sectores
estratgicos como la construccin y la agricultura. En los ltimos aos, productos como el
cloruro de polivinilo (PVC), el polipropileno, el poliestireno, las resinas PET y las bras polies-
tricas, se constituyen en los principales productos de utilizacin.
El plstico es moldeado a travs de un proceso trmico donde el material pasa por el estadolquido y nalmente se solidica. En este grupo se encuentran los siguientes procesos de
transformacin:
5. INDUSTRIA DEL PLASTICO
5.1 INTRODUCCION
5.2 PROCESOS PRIMARIOS
Extrusin.
Inyeccin.
hSoplado.
Calandreo.
Inmersin.
Rotomoldeo.
Compresin.
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La extrusin es un proceso continuo para la produccin de productos semi- elaborados tales
como tuberas, perles, vainas de cable, pelculas, lminas y placas. Aunque el diseo de mo -
hos y algunos componentes de extrusin son diferentes, cada producto tiene el mismo mtodo
de produccin.
El material plasticado en estado ahulado es forzado a pasar a travs de una matriz para for-
mar a la pieza deseada. Despus de pasar a travs del dado o matriz, la pieza extrudida que
est parcialmente solidicada es pasada a travs de un calibrador para dar la conguracin
nal al elemento, y para mantener las tolerancias requeridas. Luego la pieza es en enfriada
por medio de agua o aire, cuando el material se ha consolidado lo suciente como para resis-
tir los daos durante la manipulacin, un sistema de estirado es utilizado para mantener una
tensin constante en la pieza. Posterior al sistema de estirado o puller, un mecanismo de corte
se utiliza para cortar el producto en las longitudes deseadas para el traslado o transformacin
posterior. Para plasticar y calentar el polmero proviene desde el calor generado por la friccin
del polmero debido al movimiento transmitido por el husillo de la extrusora a lo largo del barrilo cmara calefactora. Las temperaturas generadas por la friccin son muy elevadas en algu-
nos casos, lo que no hace necesario la adicin de calor externo al barril.
5.2.1 EXTRUSION
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5.2.2 INYECCIN
El proceso de inyeccin de termoplsticos se basa en fundir un material plstico y hacerlo uir
hacia un molde, a travs de una boquilla. El moldeo por inyeccin es la tcnica de procesa-
miento de mayor utilizacin para la transformacin de plsticos. Su popularidad radica en la
versatilidad para obtener productos de variadas geometras y para diversos usos.
En la actualidad, la mayora de las mquinas inyectoras utilizan el principio del tornillo de
Arqumedes para plasticar y bombear el material. En un tornillo de inyeccin se produce el
fenmeno de plasticacin debido al calor generado por la friccin del material con las paredes
del barril y por el aporte de calor de las resistencias elctricas alrededor del barril.
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6. SECTOR ELECTRICO
6.1 INTRODUCCION
6.2 PLANTA TERMOELECTRICA
6.2.1 TIPOS DE PLANTA TERMOELECRICA
6.2.2 FUENTES DE ENERGIA UTILIZADA
La industria del sector elctrico es la columna vertebral de la economa de un pas, ya que esta
suministra la energa necesaria para lograr la transformacin de materia prima en un producto
nal, a continuacion se har una breve introduccin de las diferentes formas que hay para
producir energa elctrica.
Independientemente de cul sea el combustible fsil que utilicen (fuel-oil, carbn o gas), el
esquema de funcionamiento de todas las plantas termoelctricas clsicas es prcticamente el
mismo. Las nicas diferencias consisten en el distinto tratamiento previo que sufre el combus-
tible antes de ser inyectado en la caldera y en el diseo de los quemadores de la misma, quevaran segn sea el tipo de combustible empleado.
La ventaja que tiene el gas como sustituto del carbn es que elimina los parques de almace-
namiento, las instalaciones de secado y molienda, la evacuacin de escorias; aumenta la vida
de las calderas por la ausencia de incrustaciones y corrosiones y facilita considerablemente
el control de la combustin. Cuando sustituye al fuel oil permite suprimir los depsitos de al-
macenamiento, las instalaciones de bombeo, el consumo de vapor para el calentamiento de
depsitos, tuberas e inyeccin en los mecheros de combustin. A continuacion se observa el
esquema de funcionamiento de una planta termoelctrica.
Se denominan plantas termoelctricas clsicas o convencionales aquellas plantas queprodu-
cen energa elctrica a partir de la combustin de carbn, fuel-oil o gas en una caldera dise-
ada para tal n.
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El funcionamiento de una planta termoelctrica de carbn, como la representada en la gura
anterior, es la siguiente: el combustible est almacenado en los parques adyacentes de la
planta, desde donde, mediante cintas transportadoras (1),es conducido al molino (3) para
ser triturado. Una vez pulverizado, se inyecta, mezclado con aire caliente a presin, en la cal-
dera (4) para su combustin.
Dentro de la caldera se produce el vapor que acciona los labes de los cuerpos de las turbi-
nas de alta presin (12), media presin (13) y baja presin (14), haciendo girarel rotorde la turbina que se mueve solidariamente con el rotor del generador (19), donde se produce
energa elctrica, la cual es transportada mediante lneas de transporta a alta tensin (20)
a los centros de consumo.
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Despus de accionar las turbinas, el vapor pasa a la fase lquida en el condensador (15). El
agua obtenida por la condensacin del vapor se somete a diversas etapas de calentamiento
(16) y se inyecta de nuevo en la caldera en las condiciones de presin y temperatura ms
adecuadas para obtener el mximo rendimiento del ciclo.
El sistema de agua de circulacin que refrigera el condensador puede operarse en circuito
cerrado, trasladando el calor extrado del condensador a la atmsfera mediante torres de re-
frigeracin (17), o descargando dicho calor directamente al mar o al ro.
Para minimizar los efector de la combustin de carbn sobre el medio ambiente, la planta
posee una chimenea (11) de gran altura (las hay de ms de 300 metros), quedispersa los
contaminantes en las capas altas de la atmsfera, y precipitadores (10) queretienen buena
parte de los mismos en el interior de la propia planta.
Las emisiones no se contienen. No deben ignorarse tampoco, por su contribucin al cambio
climtico, las fugas accidentales de metano (CH4, componente casi exclusivo del gas natural)
cuyo potencial de calentamiento a 20 aos es 56 veces mayor que el de una cantidad igualde CO
2. Segn el IPCC (Panel Intergubernamental de expertos en Cambio Climtico) la tasa
de aumento anual de este gas es del 0,6% y es responsable, aproximadamente, del 16% del
calentamiento terrestre actual.
Un problema que deben enfrentar estas plantas son sus necesidades de refrigeracin. Como
qued dicho ms arriba necesitan evacuar aproximadamente el 45% de su potencia trmica
total. Las tcnicas convencionales son dos: circuito abierto y torres hmedas. En la primera se
necesitan emplear ingentes cantidades de agua que es devuelta al medio despus de sufrir un
salto trmico signicativo.
6.2.3 IMPACTO AMBIENTAL
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7. INDUSTRIA DEL ALIMENTO
7.1 INTRODUCCION
7.2 MANIPULACION Y ALMACENAMIENTO
La manipulacin de las materias primas, los ingredientes utilizados en la elaboracin y los
productos terminados es varia y diversa. Actualmente se tiende a reducir al mnimo la manipu-
lacin manual mediante la mecanizacin, el proceso continuo y la automatizacin.
La manipulacin mecnica puede abarcar el transporte interior autopropulsado con o sin em-
bandejacin o la disposicin en grandes sacos a granel (que contienen a menudo varios miles
de kilogramos de material en polvo seco); cintas transportadoras (que portan, por ejemplo,
remolacha, grano o fruta); montacargas de cubetas (p. ej., con grano y pescado); transporta-
dores de tornillo sin n (p. ej., con dulces, harina, etc.); canal de descarga en alto (p. ej., paradescargar grano, azcar, o frutos secos y para el transporte de harinas).
El trmino industrias alimentarias abarca un conjunto de actividades industriales dirigidas al
tratamiento, la transformacin, la preparacin, la conservacin y el envasado de productos
alimenticios. En general, las materias primas utilizadas son de origen vegetal o animal y se
producen en explotaciones agrarias, ganaderas y pesqueras.
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7.3 EXTRACCION
Para extraer un alimento especco de la fruta, los cereales o los lquidos, debe utilizarse uno
de los mtodos siguientes: trituracin, machacado o molienda, extraccin por calor (directa o
indirecta), utilizacin de disolventes, secado y ltrado.
La trituracin, el machacado y la molienda suelen ser operaciones preparatorias; por ejemplo,
la trituracin de los granos del cacao y el cortado en nas lonjas de la remolacha en la industria
azucarera. En otros casos, pueden constituir el verdadero proceso de extraccin, como en la
molienda de harina.
El calor puede utilizarse directamente como medio de preparacin por extraccin, como en el
caso del tostado (p. ej., del cacao, el caf y la achicoria); en la fabricacin suele aplicarse de
modo directo o indirecto en forma de vapor (p. ej., extraccin de aceites comestibles o del jugo
dulce de nas lonjas de remolacha en la industria azucarera).