Reconocimiento de Laboratorio n 1

SISTEMA DE GESTIÓN DE LABORATORIOS FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICA DE LABORATORIO N° 01 LABORATORIO: PROCESOS INDUSTRIALES

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SISTEMA DE GESTIÓN DE LABORATORIOS FACULTAD DE CIENCIAS

TÉCNICA DE LABORATORIO N° 01 LABORATORIO: PROCESOS INDUSTRIALES MATERIA: CÁLCULOS DE LA INGENIERÍA FECHA: ABRIL 2018 REVISADO: ING. TEOBALDO PATIÑO. APROBADO: ING. MARIO VILLACRES. FECHA: AGOSTO 2018

TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

LABORATORIO

CÁLCULOS DE LA INGENIERÍA

EDICIÓN : PRIMERA Página de Página 1 de 15

INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL

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TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

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INFORME N°1 RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

1 1.1

Objetivos: General:

Realizar el reconocimiento de los equipos de los laboratorios de Procesos Industriales mediante la explicación del técnico docente para el correcto uso de cada uno de estos.

1.2

Específicos: ✓ Categorizar cada equipo según la operación unitaria asignada. ✓ Determinar las características de los equipos en el laboratorio ya mencionados. ✓ Comprender el uso, manejo y funcionamiento de los distintos equipos.

2

2.1

Marco Teórico Referencial:

Marco Teórico:

Un laboratorio puede ser caracterizado como aquel espacio físico que se halla equipado con los recursos que son imprescindibles para realizar experimentos, investigaciones o trabajos, ya sean de tipo científico o técnico (Universidad Veracruzana s.f.). Dentro de estos espacios, las condiciones ambientales deben ser controladas y normalizadas, con el fin de evitar amenazas que afecten las mediciones o pruebas que se realicen empleando las herramientas o equipos propias de un laboratorio. Según PUCP, el laboratorio de Procesos Industriales complementa la teoría realizada en el aula con las prácticas que se realiza. En este laboratorio se desarrollan prácticas experimentales donde se emplean equipos de operaciones unitarias como son: la destilación, el secado, la mezcla, la evaporación, la extracción, la molienda, el pulpeado

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TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

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y el tamizado para el procesamiento de alimentos, dentro del cual es un requerimiento importante conocer el funcionamiento de los aparatos. Entre los tipos de equipos industriales se encuentran los eléctricos, hidráulicos y de brazo robótico (PROYMEC 2014): •

Equipo industrial eléctrico: Este equipo emplea la energía cinética para obtener otra energía mediante un proceso de transformación.



Equipo industrial hidráulico: Este equipo funciona por el aprovechamiento de los fluidos.



Equipo de brazo robótico: Los equipos de este tipo se usan en procesos donde se requiere el transporte de elementos de un lugar a otro.

Los equipos que frecuentemente se encuentran en un laboratorio de procesos industriales son: •

Marmita: Equipo cilíndrico que sirve para transferir calor a los alimentos.



Pulpeadora: Equipo que opera separando la pulpa de una fruta o verdura de la cascara y pepas. Está compuesto de un tornillo sin fin, de paletas, o de un brazo que tritura las futas y luego las cierne en un colador.



Extractor de aceites esenciales: Prototipo para extraer aceites esenciales de corteza de frutas, hojas y flores a través del vapor. Es fabricado en acero inoxidable con condensador y cuello de cisne de cobre.



Tamizador: Equipo utilizado para separar mezclas solidas con partículas de diferentes tamaños.



Secador: Equipo que elimina o reduce la humedad de un producto mediante la aplicación de energía calorífica.



Caldera: Equipo metálico y cerrado utilizado para producir vapor o calentar agua, mediante la acción del calor a una temperatura y presión alta.

2.2

Marco Referencial:

LABORATORIO

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TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

La práctica de “RECONOCIMIENTO DEL LABORATORIO DE PROCESOS INDUSTRIALES” se llevó acabo el día 24 de abril del 2018 en el Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Facultad de Ciencias de la Escuela de Ingeniería Química ubicada en la ESPOCH en la cuidad de Riobamba, ubicada en la panamericana Sur km 1

1 2 cuyas coordenadas son 78°40ꞌ20″ y una altura de 2815 msnm.

3

Parte Experimental:

3.1

Sustancias y Reactivos: •

Materiales y Equipos: Tabla 3.2-1 Equipos del laboratorio de Procesos Industriales EQUIPO

OPERACIÓN CARACTERISTICAS

FUNCIÓN

O PROCESO CALDERO

Suministrar vapor

Posee

un

como tuberías,

quemador, Soporta compuertas, aproximadamente 3

una fuente de ventilador, bombas de atm, producción más energía

combustible, boquillas rápida y eficiente de

calorífica

y su material e de acero vapor inoxidable.

saturado,

gracias a su gran superficie

de

calefacción reducido

y volumen

de agua. CALDERA

Transferencia

Hecho a base de acero Se

de calor.

inoxidable funciona a generar vapor. base

de

gas,

utiliza

para

es

semiautomático y posee un medidor de presión. LABORATORIO

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TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

TORRE DE

Destilación,

DESTILACIÓN

separación

Posee

dos El líquido desciende

de condensadores, medidor por la torre bajo la

los

de densidades, tanque acción

componentes

de destilado y tanque de gravedad, mientras

por

la almacenamiento,

de

que

la

el

vapor

volatilidad y de tubería.

asciende debido a la

la temperatura.

fuerza de una ligera diferencia

de

presiones de plato en plato. SECADOR TIPO

Eliminar

la Posee una cámara de Su

ARMARIO

cantidad

de secado,

fabricado

los

de nutrientes presentes

materia temperatura, tubos, este en

prima.

es

ventilador, conservar

agua que tiene controlador una

función

de

los

alimentos,

acero evitando que estos se

inoxidable.

degraden

y

se

proliferen

por

la

presencia

de

microorganismos. EXTRACTOR DE ACEITES ESENCIALES

Separar

Posee un condensador, Separa componente

componente

quemador

solido liquido bomba,

industrial, solido líquido, por embudo

de arrastre de vapor con

por arrastre de separación, cámara de el fin de aprovechar vapor.

extractor,

Tapa

extractor,

LABORATORIO

de al

máximo

tubería, propiedades

manómetro, motor.

presentan

Temperatura de 92 °C.

plantas.

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las que dichas

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FERMENTADOR

Cocción

o Presenta un manómetro Pasteuriza

pasteurización.

y

de presión, no indica la desinfecta temperatura, de acero alimentos. inoxidable, control

panel

en

la

de

parte

interna con agitador. DESHIDRATADOR Deshidratar se Posee un nanómetro de Se ANHIDRO

da 70 °C, el temperatura, tiempo

ESCALDADOR

de cámara

de

utiliza

cilindro, deshidratar pulpa de secado, frutas

que

secado es de 4 bandejas.

utilizadas

horas.

industria.

Cocción

Posee

para

tuberías,

serán en

la

está Escalda o precuece

fabricado a base acero de manera continua inoxidable.

frutas

y

verduras

sumergiéndolas

en

agua caliente dentro de

un

cilindro

perforado. EVAPORADOR

Agitación

CON SERPENTÍN

mezclado.

y Posee tuberías de PVC, Sirve trampa

de

para

vapor, concentrar alimentos

serpentín,

y por consecuencia

electroválvula de vapor para elaboración de y agua

manjar, mermelada, etc.

DESPULPADOR

Extracción

Hecho a base de acero Su función es retirar inoxidable, cuchillas,

presenta la tanque

lavado,

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pulpa

de alimento

de

un que

banda conserven

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sus

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transportadora, tuberías, propiedades válvulas, codos.

naturales.

FUENTE:DIAZ,K,FC-L.PI-30.-ESPOCH,2018

3.2

Procedimiento:

Ingresar

al

aula

del

laboratorio.

Recibir normas de seguridad por parte del técnico docente.

Reconocer los equipos que sean presentados

por

el

técnico

docente.

Anotar características, función y operación de los equipos.

4

Conclusiones y Recomendaciones:

4.1

Conclusiones: •

Se reconoció el laboratorio de operaciones unitarias y procesos industriales identificando cada equipo presente en sus instalaciones, una vez dada las especificaciones y detalles se logró obtener más información acerca del uso de cada uno. LABORATORIO

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Se categorizó cada equipo del laboratorio según la operación unitaria de acuerdo a la información obtenida durante la realización del informe para de esta manera lograr una idea más clara acerca de los procedimientos que se llevan a cabo.



Se determinó las características de cada uno de los equipos del laboratorio ya mencionados, resaltando que están diseñados y fabricados de materiales adecuados de acuerdo a la función asignada según su facilitador, por ejemplo, los equipos que van a tratar con materia orgánica, generalmente están fabricados a base de acero inoxidable.



Se comprendió el uso y funcionamiento al cual se rigen los equipos tratados los cuales se pueden clasificar en tres grupos: manuales, automáticos y semiautomáticos.

4.2

Recomendaciones: ✓ Acatar las normas de seguridad que fueron impartidas por el técnico docente. ✓ Analizar la técnica de práctica antes de realizarla en el laboratorio, identificando los posibles riesgos que se puedan presentar y la manera evitarlos. ✓ Revisar los equipos a ser utilizados para comprobar su buen estado y funcionamiento caso contrario informar al encargado del laboratorio.

5

Aplicaciones:

Calderas industriales: sistema de control automático integral Se desarrolla un sistema de control automático integral para calderas industriales, el cual se basa en autómatas programables, y está constituido por subsistemas de preparación del combustible, tratamiento del agua de alimentación, generación de vapor y supervisión, y permite mejorar significativamente la eficiencia de dichas calderas. (PEREZ, 2016)

Control fraccional. Calderas industriales pirotubulares

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TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

Las calderas son equipos de gran aplicabilidad en la industria a escala mundial. Su objetivo fundamental es transformar en energía térmica la energía contenida en los combustibles fósiles mediante su combustión y transferirla al agua para generar vapor, el cual se utilizará posteriormente como tal o como sustancia de trabajo en otros equipos o procesos industriales. En correspondencia con el contenido de los tubos, las calderas se sub dividen en dos grandes grupos: acuotubulares o de tubos de agua y pirotubulares o de tubos de fuego. Las calderas acuotubulares se caracterizan por la circulación del agua por el interior de los tubos y la aplicación de fuego en la superficie exterior de los mismos. Los tubos se encuentran unidos a uno o más domos, los cuales se encuentran colocados generalmente en posición horizontal. Estas calderas presentan un gran espectro de producción de vapor, que puede variar desde una pequeña producción, en calderas compactas, hasta las grandes producciones de 1.000 t/h y presiones hasta 150 kg/cm 2, como es el caso de las calderas de las centrales termoeléctricas. Las calderas pirotubulares se caracterizan por la circulación de los gases de la combustión por el interior de los tubos, mientras que el agua a evaporar rodea la superficie exterior de dichos tubos. (PEREZ, CONTROL FRACCIONAL, 2015)

Separación de ácido láctico por destilación reactiva La producción de ácido láctico a partir de materias renovables se ha incrementado debido a las nuevas aplicaciones que éste tiene al ser usado como materia prima para la fabricación

de

polímeros

biodegradables,

aplicaciones alimentarías,

médicas,

farmacéuticas y cosméticas. Entre el 50 y el 60% del ácido láctico producido anualmente es obtenido por fermentación. Los procesos de membrana, como la ultrafiltración, nanofiltración y microfiltración, han sido usados en los pasos de separación del ácido. Estos procesos no producen ácido láctico de alta pureza, produciendo en lugar de esto ácido láctico crudo al 50% grado comestible y ácido láctico al 44% grado técnico. Entre los solventes que presentan buena capacidad para el proceso de extracción del ácido láctico se encuentra el alcohol amílico o una amina ternaria, pero puede también extraer algo de agua, sales y otros ácidos orgánicos. Finalmente, en este caso, no se obtiene un LABORATORIO

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producto de alta pureza. Otra técnica que cobra cada vez más interés es la fermentación extractiva, la cual tiene un bajo costo comparada con otras técnicas de separación. En ésta, la productividad y el rendimiento de la fermentación son aumentados, debido a la remoción continua del producto ácido láctico, reduciendo así la inhibición y favoreciendo la formación del mismo. (CARDONA, 2004) El proceso de destilación directa desde el caldo de fermentación, a temperatura y presión normal, no ha sido aceptado debido a que el ácido forma ésteres internos de alto punto de ebullición. Las columnas de destilación que operan a condiciones de vacíohan sido usadas para producir ácido láctico monómero con un alto rendimiento desde mezclas monómeras, dímeras y trímeras. Sin embargo, este método requiere de una purificación inicial parcial del ácido láctico, lo que implica costos elevados en equipos; además, este procedimiento no es efectivo en la remoción de impurezas. Cabe resaltar que la destilación fraccional en condiciones de operación en altos vacíos y bajas temperaturas es demasiado costosa para el desarrollo en operaciones comerciales. (CARDONA, 2004)

Hornos deshidratadores Hornos deshidratadores de frutas, granos, hortalizas y hierbas aromáticas para uso industrial, fabricados en acero inoxidable; con calentamiento a gas o eléctrico; por aire forzado mediante ventilación centrifuga. De esta forma se garantiza un deshidratado homogéneo y parejo de todo tipo productos. El horno cuenta con un sistema de transmisión del calor mediante convección forzada; el aire caliente recircula permanentemente; contribuyendo con una alta eficiencia energética. Las flechas azules indican el flujo de aire caliente; las verdes la salida de humedad a través del desfogue. Todo deshidratador producido en nuestra planta; independientemente del tamaño, consta de un gabinete con doble pared en acero inoxidable; con aislamiento en poliuretano o lana mineral. Sistema que retiene el máximo la temperatura permitiendo la salida de humedad sin demasiadas pérdidas de calor; lo que redunda en un significativo ahorro en costos de energía. LABORATORIO

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La aplicación de la fermentación en la industria La fermentación microbiana es un medio de producción de vitaminas en ellas están: ácido ascórbico, riboflavinas, beta-caroteno, vitamina B12, ácido fólico y la pro vitamina A ácido ascórbico, riboflavinas, beta-caroteno, vitamina B12, ácido fólico y la pro vitamina A. La bebida alcohólica en la elaboración de vinos también hace uso de esta técnica. Su elaboración puede tener como materia prima cualquier fruta o vegetal con alto contenido de azúcares, pero a este se le asocia con la calidad de las uvas. Luego de su preparación total es llevado a la fermentación. Compuesto químico obtenido a partir de la fermentación de los azúcares que puede utilizarse como combustible, bien solo, o bien mezclado en cantidades variadas con gasolina. Y así evitando el consumo del petróleo, además este se utiliza más seguido para oxigenar la gasolina estándar. (ROMERO, 2013)

6

Referencias Bibliográficas:

6.1

Citas:

6.2

Bibliografía:

Arias Flórez, J. M. (2014). Elaboración de una guía de trabajo para el desarrollo del laboratorio de la asignatura Química I de la escuela de Química de la Universidad Tecnológica de Pereira, 1–404. Retrieved from http://hdl.handle.net/11059/4811 CARDONA, C. G. (2004). APLICACIÓN DESTILACIÓN. REVISTA VIRTUAL-PRO, 40-53

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TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

6.3

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Internet:

PROYMEC (2014). Maquinaria industrial ,que es y ejemplos de aplicacion. Obtenido de http://proymec.es/blog/maquinaria-industrial/. PUCP. s.f. Laboratorio de Procesos Industriales. Último acceso: 29 de abril de 2018. http://facultad.pucp.edu.pe/ingenieria/sumillas-carrera/laboratorio-de-procesosindustriales/?carrera=ingenieria-industrial. Universidad Veracruzana. s.f. Laboratorio. Último acceso: 29 de abril de 2018. https://www.uv.mx/veracruz/cess/servicios/laboratorio/. Sa, P. (2005). Seguridad en laboratorios químicos. Línea En. Retrieved from http://scholar.google.com/scholar?hl=en&btnG=Search&q=intitle:Seguridad+en+L aboratorios+Qu?micos#0 PEREZ, R. R. (14 de 04 de 2015). CONTROL FRACCIONAL. Obtenido de https://www.researchgate.net/publication/274961353_Control_fraccional_ Calderas_industriales_pirotubulares PEREZ, R. R. (19 de 08 de 2016). CALDERAS INDUSTRIALES. Obtenido de https://www.researchgate.net/publication/285379450_Calderas_industria les_sistema_de_control_automatico_integral ROMERO, J. P. (2013). APLICACIÓN INDUSTRIAL. Obtenido de https://infogram.com/la-fermentacion-y-su-aplicacion-en-la-industria1g6v4m7vx4xom18

7

Cuestionario: •

¿Cuáles son las normas de seguridad que se debe seguir para ingresar al laboratorio de Procesos Industriales?

Dentro de las normas generales para el ingreso al laboratorio de Procesos Industriales y la prevención de riesgos laborales podemos destacar las siguientes: LABORATORIO

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TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

-

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El diseño del laboratorio en cuanto a organización, ubicación de aparatos, distribución de superficies, instalación de aparatos y otros.

-

Los procedimientos de trabajo.

-

La selección de los elementos de emergencia más adecuados como: duchas, lavaojos, mantas ignífugas, extintores, etc.

-

La manipulación de nuevo instrumental o instalaciones, es decir estudiar antes su modo de funcionamiento y características técnicas.

-

Los experimentos nuevos, advertir a los responsables y recolectar la información pertinente sobre los posibles riesgos.

-

El orden y la limpieza siempre son imprescindibles.

En el laboratorio el personal debe: -

Estar informado sobre el plan de Emergencia.

-

Estar informado sobre: o las peligrosidades de los productos. o el funcionamiento de las instalaciones y los aparatos.

-

Lavarse las manos al entrar y salir del laboratorio y cuando se haya entrado en contacto con algún producto químico.

-

Llevar siempre las batas y ropa de trabajo debidamente cerradas y protegiendo las partes vulnerables del cuerpo.

-

Llevar los cabellos recogidos.

-

Comprobar el correcto etiquetado de los productos químicos que se reciben en el laboratorio.

-

Etiquetar apropiadamente todos los recipientes que contengan productos químicos, sustancias y preparados.

-

Comprobar el buen estado de los productos a utilizarse.

-

Desconectar los equipos y cortar el suministro de agua y corriente al finalizar la actividad.

En el laboratorio el personal no debe: LABORATORIO

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TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

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-

Trabajar separado de los mesones.

-

Llevar pulseras, collares o mangas anchas ya que pueden engancharse en aparatos o material.

-

Llevar el cabello suelto o flequillos sin recoger.

-

Trabajar en solitario, especialmente en operaciones con riesgo.

-

Fumar comer o beber.

-

Usar recipientes del laboratorio para contener bebidas o alimentos.

-

Colocar alimentos en frigoríficos destinados a productos químicos.

-

Colocar productos químicos en recipientes de productos alimenticios.

-

Llevar lentes de contacto.

-

Reutilizar envases para otros productos sin retirar la etiqueta original.

-

Llevar en los bolsillos productos químicos.

-

Pipetear con la boca.

-

Tocar los productos químicos.

-

Arrojar productos químicos por el desagüe.

-

Almacenar productos en las vitrinas.

-

Instalaciones y Equipos.

-

Se requiere revisiones periódicas y se debe realizar un mantenimiento preventivo de las instalaciones y equipos.

-

No dejar nunca aparatos en funcionamiento sin vigilancia.

-

En ningún caso dejar en marcha procesos con productos muy inflamables, explosivos o muy tóxicos.

RESUMEN Se realizó el reconocimiento de los equipos de los laboratorios de Procesos Industriales mediante la explicación del técnico docente, se pudo obtener conocimientos de las características, función, operación y procedimiento de: la caldera, el caldero, despulpadora, escaldador, fermentador, torre de destilación, deshidratador anhidro, evaporador con serpentín, secador de bandejas tipo armario y el extractor de aceites esencial. Cabe recalcar que los equipos mencionados comparten la característica de estar LABORATORIO

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TEMA: RECONOCIMIENTO DE LABORATORIO

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fabricados de acero inoxidable debido a que los procesos que se realizan dentro del laboratorio emplean materia orgánica. Adquirir información sobre los equipos con los cuales se trabajará a lo largo del semestre es esencial para poder utilizarlos de manera adecuada evitando daños tanto al operador como a la maquinaria. Antes de proceder al reconocimiento de los equipos, se recibió una charla por parte del técnico docente sobre las normas de seguridad que se deben seguir en el laboratorio mencionando principalmente todo lo referente al equipo de protección, es fundamental saber que normas no son las mismas para todos los laboratorios.

DESCRIPTORES

LABORATORIO//RECONOCIMIENTO//EQUIPOS//DOCENTE //NORMAS

LABORATORIO

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