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Academic Year/course: 2022/23

540 - Master's in Industrial Chemistry

60644 - Equipment for Chemical Processes

Syllabus Information

Academic Year:

2022/23

Subject:

60644 - Equipment for Chemical Processes

Faculty / School:

100 - Facultad de Ciencias

Degree:

540 - Master's in Industrial Chemistry

ECTS:

6.0

Year:

Semester:

First semester

Subject Type:

Compulsory

Module:

---

1. General information

1.1. Aims of the course

The course and its expected results respond to the following approaches and objectives:

The objective of the course is to improve the student's training to work in the Chemical Industry.

For this, additional knowledge is provided to that received in the degree, so that they are able to select,
and in some cases carry out a basic dimensioning, of equipment used in chemical process plants. 
This is intended to be able to propose processes and operate them more efficiently:

These approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the 
United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the 
acquisition of the results of subject learning provides training and competence to contribute to 
some extent to those achievement:

- Goal 1: End of poverty.

- Goal 2: Zero hunger.

- Goal 3: Health and well-being.

- Goal 4: Quality education.

- Goal 6: Clean water and sanitation.

- Goal 7: Affordable and clean energy.

- Goal 8: Decent work and economic growth.

- Goal 9: Industry, innovation and infrastructures.

- Goal 12: Responsible production and consumption

- Goal 13: Climate Action

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject Equipment for Chemical Processes is compulsory and is taught in the first semester. 
The knowledge acquired will allow the student to have the scientific knowledge base necessary to address 
the optional subjects of Paper Technology, Risk Analysis in the Chemical Industry, Industrial Catalytic 
Processes and Food Industry Processes.

1.3. Recommendations to take this course

To take the subject of Equipment for Chemical Processes, it is recommended to have basic knowledge of 
chemical engineering. Class attendance, continued study and daily work are essential for the student to 
satisfactorily achieve the proposed learning. Students must take into account that for their advice they
have teachers in personalized and group tutorials.

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student must demonstrate that he/she has achieved the expected learning results through the following evaluation activities

Written test in the call for exams corresponding to the global evaluation periods that will consist of questions and theoretical-practical questions in which the application of the theory to specific cases and examples (note 1) and delivery of the problems and practical cases that will berequested proposed and participation in class (note 2).

The final grade for the course will be the best of those obtained by the student between two alternative formulas:

Formula 1: Final grade = 0.8 * grade 1 + 0.2 * grade 2

Formula 2: Final grade = grade 1

The number of official exam sessions to which enrollment entitles (2 per enrollment) as well as the consumption of these calls will be adjusted to the Regulation of permanence in official degrees adapted to the European Higher Education Area at the University of Zaragoza and to the Regulation of Norms of Evaluation of the Learning of the University of Zaragoza. The general criteria for the design of the tests and the grading system will also be adjusted to this last regulation and, according to the same, the time, place and date on which the review will be held will be made public when the qualifications are published.

According to the Rules of Learning Assessment Regulations of the University of Zaragoza, the student will have the right to a global test in which the skills developed in the subject will be assessed. This global test will be held on the date set by the exam calendar of the Faculty of Sciences.

Teaching and evaluation activities will be carried out in person unless, due to the health situation, the provisions issued by the competent authorities and by the University of Zaragoza require them to be carried out totally or partially on-line.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

This course includes 6 ECTS, 4 ECTS devoted to lectures on theory and examples, and 2 ECTS to the solution of problems given as homework.

The expected 150 hours of work by the students are distributed as follows:

40 hours of lectures on theory and problems.
20 hours for the explanation and class discussion of the examples previously proposed for homework.
85 hours of autonomous work.
5 hours of assessment, corresponding to a written final exam.

Lectures will be in the classroom, except if the sanitary situation or the rules given by the academic authorities make necessary to make them on-line.

4.2. Learning tasks

Lectures on theory and problems will be scheduled according to the timetable given by the Faculty of Sciences. Additionally, each professor will inform of their office hours.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

Mass and energy balances: General conservation principles. Macroscopic balances in continuous contact processes with equilibrium stages. Microscopic balances in continuous differential contact. Transport coefficients
Chemical Reactors: Homogeneous reactors. Complex Reactions: series, parallel and series-parallel. Reactor optimization. Heterogeneous gas-solid catalytic and non-catalytic. Effectiveness factor and Thiele modulus. Fixed and fluidized bed reactors. Biochemical Reactors.
Separation unit operations: Material Separation Agent and Energy Separation Agent. Advantages and disadvantages. Examples. Rectification of binary mixtures. Design of rectification towers by the McCabe-Thiele method. Effectiveness factor. Liquid-Liquid extraction. Fundamentals and calculations methods.
Heat transfer equipment: Heat transfer in fluids with and without phase change. Empirical correlations. Shell-tubes heat exchangers. Multiple passes. Single effect and multiple effect evaporators.
Flow of fluids: Bernouilli equation. Fluid of non-compressible fluids in tubes. Friction factor and pressure drop. Transport of fluids: tubes, valves, pumps and compressors.
Auxiliary services: heating and refrigeration, water, compressed air and electricity.

4.4. Course planning and calendar

This course is given in the first semester (September-February).

The place and timetable for lectures will be established at the beginning of the course and published on the website of the Faculty of Science

http://ciencias.unizar.es/ .

4.5. Bibliography and recommended resources

Curso Académico: 2022/23

540 - Máster Universitario en Química Industrial

60644 - Equipos para procesos químicos

Información del Plan Docente

Año académico:

2022/23

Asignatura:

60644 - Equipos para procesos químicos

Centro académico:

100 - Facultad de Ciencias

Titulación:

540 - Máster Universitario en Química Industrial

Créditos:

6.0

Curso:

Periodo de impartición:

Primer semestre

Clase de asignatura:

Obligatoria

Materia:

---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo de la asignatura es mejorar la capacitación del alumno para trabajar en la Industria Química.

Para ello se le proporcionan conocimientos adicionales a los recibidos en el grado, de forma que sea capaz de seleccionar, y en algunos casos realizar un dimensionado básico, de equipos utilizados en plantas de proceso químico. Con ello se busca que sea capaz de plantear procesos y operarlos de forma más eficiente:

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a
su logro:

● Objetivo 1: Fin de la pobreza.
● Objetivo 2: Hambre cero.
● Objetivo 3: Salud y bienestar.
● Objetivo 4: Educación de calidad.
● Objetivo 6: Agua limpia y saneamiento.
● Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante.
● Objetivo 8: Trabajo decente y crecimiento económico.
● Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras.
● Objetivo 12: Producción y consumo responsables
● Objetivo 13: Acción por el clima

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura Equipos para Procesos Químicos tiene carácter obligatorio y se imparte en el primer semestre. Los conocimientos adquiridos le permitirán tener la base de conocimiento científico necesaria para abordar las asignaturas optativas de Tecnología de Papel, Análisis de Riesgos en la Industria Química, Procesos Catalíticos Industriales y Procesos de la Industria Alimentaria.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Para cursar la asignatura de Equipos para Procesos Químicos se recomienda poseer conocimientos básicos de ingeniería química. La asistencia a clase, el estudio continuado y el trabajo día a día son fundamentales para que el alumno alcance de manera satisfactoria el aprendizaje propuesto. Los estudiantes deben tener en cuenta que para su asesoramiento disponen de los profesores en tutorías personalizadas y grupales.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Aplicar el método científico y los principios de la ingeniería para detectar y resolver problemas técnicos sencillos en procesos, equipos, instalaciones y servicios.

Proponer procesos, sistemas y servicios de la industria química, en términos de uso racional y eficiente de materias primas y fuentes de energía y conservación del medioambiente, tomando como base las diversas áreas de la ingeniería química.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Conocer los principales equipos e instalaciones que se utilizan en la industria química, su finalidad y fundamentos de operación.

Seleccionar los equipos que se deben implementar en un proceso químico industrial atendiendo a criterios de productividad y reducción de costes.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los resultados de aprendizaje anteriores capacitan al estudiante para tomar decisiones en la planificación y operación de procesos de la Industria Química al tener un mejor conocimiento de los equipos que componen el proceso.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

Prueba escrita en la convocatoria de exámenes correspondiente a los periodos de evaluación global que constará de preguntas y cuestiones teórico-prácticas en las que se pedirá la aplicación de la teoría a casos y ejemplos concretos (nota 1) y entrega de los problemas y casos prácticos propuestos durante el desarrollo de la asignatura y participación en clase durante el desarrollo de la asignatura (nota 2).

La calificación final de la asignatura será la mejor de entre las obtenidas por el alumno entre dos fórmulas alternativas:

Fórmula 1: Calificación final= 0,8*nota 1 + 0,2*nota 2

Fórmula 2: Calificación final= nota 1

El número de convocatorias oficiales de examen a las que la matrícula da derecho (2 por matrícula) así como el consumo de dichas convocatorias se ajustará al Reglamento de permanencia en títulos oficiales adaptados al Espacio Europeo de Educación Superior en la Universidad de Zaragoza y al Reglamento de Normas de Evaluación del Aprendizaje de la Universidad de Zaragoza. A este último reglamento también se ajustarán los criterios generales de diseño de las pruebas y sistema de calificación y, de acuerdo a la misma, se hará público el horario, lugar y fecha en que se celebrará la revisión al publicar las calificaciones.

Según el Reglamento de Normas de Evaluación del Aprendizaje de la Universidad de Zaragoza, el estudiante tendrá derecho a una prueba global en la que se evaluarán las competencias desarrolladas en la asignatura. Esta prueba global se realizará en la fecha prevista por el calendario de exámenes de la Facultad de Ciencias.

Las actividades docentes y de evaluación se llevarán a cabo de modo presencial salvo que, debido a la situación sanitaria, las disposiciones emitidas por las autoridades competentes y por la Universidad de Zaragoza obliguen a realizarlas de forma telemática o semi-telemática con aforos reducidos rotatorios.

El fraude o plagio total o parcial en cualquiera de las pruebas de evaluación dará lugar al suspenso de la asignatura con la mínima nota, además de las sanciones disciplinarias que la comisión de garantía adopte para estos casos.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

La asignatura consta de 6 créditos ECTS, de los cuales 4 ECTS se dedicarán a impartir clases magistrales y 2 ECTS a la resolución de problemas y casos prácticos.

En las clases magistrales se presentan los fundamentos que conforman la asignatura y se resuelven algunos ejemplos-casos tipo. Las clases de problemas y casos son un complemento eficaz de las clases magistrales, ya que permiten verificar la comprensión de la materia y fomentan la participación del alumno.

Las 150 horas de trabajo del alumno se repartirán en actividades del siguiente modo:

40 horas de clases magistrales en las que se expondrán los contenidos teóricos y resolución de problemas modelo.

20 horas de resolución de problemas y casos. El alumno resolverá en clase supervisado por el profesor problemas y casos prácticos que previamente se han propuesto como trabajo personal.

85 horas de estudio personal, repartidas a lo largo de todo el semestre. El alumno realizará trabajos tutelados individuales.

5 horas de examen, correspondientes a la prueba escrita global cuya fecha será fijada por la Facultad de Ciencias.

La docencia será presencial, excepto si la situación sanitaria y las disposiciones de las autoridades académicas obligaran a efectuarla on-line.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Las clases magistrales y de resolución de problemas se impartirán según el horario establecido por el Centro, además cada profesor informará de su horario de atención de tutorías.

4.3. Programa

El temario es el siguiente:

Balances de materia y energía: Principios generales de conservación. Balances macroscópicos en procesos de contacto continuo por etapas de equilibrio. Balances microscópicos en procesos de contacto continuo diferencial. Coeficientes de transporte.

Reactores Químicos: Reactores homogéneos. Casos particulares de reacciones complejas: en serie, en paralelo, en serie-paralelo. Optimización de reactores. Reactores heterogéneos Sólido-Gas Catalíticos y No Catalíticos. Factor de Eficacia y Módulo de Thiele. Reactor de lecho fijo y Reactor de lecho fluidizado. Reactores bioquímicos.

Operaciones de Separación: Agente material de separación y agente energético de separación. Ventajas e Inconvenientes. Ejemplos de relevancia. Rectificación de mezclas binarias. Diseño de torres mediante método McCabe-Thiele. Factor de eficacia. Extracción L-L. Fundamentos y Métodos de Cálculo.

Equipos para transmisión de calor: Transferencia de calor en fluidos sin cambio de fase y en fluidos con cambio de fase. Correlaciones empíricas. Intercambiadores de calor carcasa-tubo. Intercambiadores de paso múltiple. Evaporadores de simple efecto y múltiple efecto.

Mécanica de Fluidos: Ecuación de Bernoulli. Flujo de Fluidos no compresibles en tuberías y canales de conducción. Factor de fricción y pérdida de carga. Transporte de fluidos: tuberías, válvulas, bombas y compresores.

Servicios Auxiliares: Calefacción y refrigeración, agua, aire comprimido, electricidad. Introducción a instrumentación y control de procesos.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

En la página web del centro se puede consultar el calendario académico, los horarios y aulas de las clases presenciales. La relación de fechas y actividades concretas así como todo tipo de información y documentación sobre la asignatura se publicará en la plataforma Moodle (para el acceso a esta red el alumno deberá estar matriculado en la asignatura).

La asignatura se desarrollará durante todo el primer semestre del curso académico y según el horario establecido. Las actividades de clase magistral y de resolución de problemas y casos prácticos se llevarán a cabo en la misma aula.

El cronograma para la impartición de las actividades de aprendizaje se hará público en el tablón de anuncios del departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente y en la plataforma Moodle (para el acceso a esta red el alumno deberá estar matriculado en la asignatura) con la suficiente antelación.

Las fechas para la prueba global de evaluación en primera y segunda convocatoria serán conformes al calendario académico de la Facultad de Ciencias y podrán consultarse en la página web de la misma: http://ciencias.unizar.es/web/horarios.do.