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Academic Year/course: 2023/24

452 - Degree in Chemistry

27216 - Fundamentals of Chemical Engineering


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
27216 - Fundamentals of Chemical Engineering
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
452 - Degree in Chemistry
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
First semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

The objective of this subject is to acquire a practical vision of Chemical Engineering and its relationship with Chemistry and the current Chemical Industry . The subject aims to introduce students to the tools and basic knowledge of  chemical engineering, to be able to face with a broad criterion the various problems that arise in the professional field.

It should lay the foundations for the calculations associated with chemical processes, fundamentally the resolution of matter and energy balances, transport phenomena, basic separation operations and the design of chemical reactors.

These approaches are aligned with Sustainable Development Goals 6, 9, 12 and 13 of the 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/).

2. Learning results

  1. Handle basic terminology and nomenclature in Chemical Engineering.
  2. Propose, develop and solve macroscopic balances of matter and energy in steady-state processes of the Chemical Industry.
  3. Know the mechanisms of matter and heat transport and the mathematical equations that describe them.
  4. Know and know how to apply the equations of property transport between phases for the design of matter transfer equipment.
  5. Apply calculation methods in the analysis and sizing of heat and material transfer equipment and chemical reactors.
  6. Gather and interpret relevant data to make judgments that include a reflection on social, scientific or ethical issues.
  7. Understand and convey information, ideas, problems and solutions to both specialized and non-specialized audiences. Be able to express oneself clearly orally and in writing, mastering the specialized language.
  8. Teamwork, organization, planning and decision making.

3. Syllabus

Block 1. Master classes and problems

  • Introduction to Chemical Engineering.
  • Basic nomenclature and calculation methods. Unit systems. Dimensional analysis. Conversion of units.
  • Macroscopic balances of matter and energy in steady state with and without chemical reaction.

Block 2: Master classes and problems

  • Introduction to transport phenomena.
  • Transport mechanisms. Transport equations within a fluid in molecular regime.
  • Interphase transport. Individual and global transport coefficients. Heat exchanger design.
  • Fundamentals of separation operations. Equipment for contact between phases. Design of columns of absorption.
  • Introduction to reactor design. Batch and continuous reactors. Perfect mix and plug flow reactors .

Practical classes

  • Practice 1: Absorption-Desorption G-L. Determination of individual matter transfer coefficients of O2 in water.
  • Practice 2. CO2 absorption with chemical reaction.
  • Practice 3. Solid-Liquid Extraction.
  • Practice 4. Discontinuous distillation.
  • Practice 5: Ideal Plug Flow and Perfect Mixing Reactor. Series Association of Ideal Reactors.

4. Academic activities

Block I. Introduction. Steady State Energy and Matter Balances

  • Theoretical master classes with the entire group: 3 h
  • Problem-solving master classes with the entire group: 6 h
  • Classroom problem solving classes: 10 h
  • Personal Study: 26 h
  • Evaluation Tests 2 h

Block II. Transport Phenomena, Application to Equipment Design and Introduction to Separation Operations and Reactor Design

  • Theoretical master classes with the entire group:14 h
  • Problem-solving master classes with the entire group: 7 h
  • Master classes to solve practical cases with the whole group: 3 h
  • Classroom problem solving classes: 8 h
  • Laboratory Practices: 9 h
  • Personal Study: 58 h
  • Evaluation Tests 4 h

5. Assessment system

Continuous evaluation

The subject is evaluated continuously through the following activities:

  1. Written tests. There will be two tests, one at the end of Block I and the other at the end of Block II. It is necessary to pass both independently with a minimum grade of 5 points (out of 10). Passing a block exempts the student from taking the topics of that block in the written test of the global evaluation.
  2. Laboratory practices. It is necessary to have completed the practices and obtain a minimum grade of 5 points (out of 10) in the laboratory practice questionnaires.
  3. Individual problems and class participation, which may improve the final grade of each of the Blocks up to 1 point.

Overall evaluation

Students who do not opt for or do not pass the continuous evaluation will take the global test (first and second calls), which will consist of a written test of each of the two blocks of the program, which will have to be passed independently . There will also be a laboratory practice session for those students who have not passed or have not completed the corresponding laboratory practice during the academic year.

The final grade, both for continuous and global evaluation, will be calculated according to the following formula: Final grade = (0.32 × Grade Block I) + (0.68 × Grade Block II)

  • Block I grade = test grade
  • Grade for Block II = (0.8 × test grade) + (0.2 × practical questionnaire grade)


Curso Académico: 2023/24

452 - Graduado en Química

27216 - Fundamentos de ingeniería química


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
27216 - Fundamentos de ingeniería química
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
452 - Graduado en Química
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

El objetivo de esta asignatura es adquirir una visión práctica de la Ingeniería Química y su relación con la Química y la Industria Química actual. La asignatura pretende introducir a los alumnos las herramientas y los conocimientos básicos de ingeniería química, para poder enfrentarse con un criterio amplio a los diversos problemas que se les planteen en el ámbito profesional. Con ella se deben asentar las bases de los cálculos asociados a los procesos químicos, fundamentalmente resolución de balances de materia y energía, fenómenos de transporte, operaciones básicas de separación y diseño de reactores químicos. Estos planteamientos están alineados con Objetivos de Desarrollo Sostenible 6, 9, 12 y 13 de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/).

2. Resultados de aprendizaje

  1. Manejar la terminología y nomenclatura básica en Ingeniería Química.
  2. Plantear, desarrollar y resolver balances macroscópicos de materia y energía en estado estacionario procesos de la Industria Química.
  3. Conocer los mecanismos de transporte de materia y calor y las ecuaciones matemáticas que los describen.
  4. Conocer y saber aplicar las ecuaciones de transporte de propiedad entre fases para el diseño de equipos de transferencia de materia.
  5. Aplicar métodos de cálculo en el análisis y dimensionado tanto en equipos para transferencia de materia y calor como en reactores químicos.
  6. Reunir e interpretar datos relevantes para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas de índole social, científica o ética.
  7. Comprender y transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado. Ser capaz de expresarse claramente de forma oral y por escrito, dominando el lenguaje especializado.
  8. Trabajar en equipo, organizar, planificar y tomar decisiones.

3. Programa de la asignatura

Bloque 1: Clases magistrales y problemas

  • Introducción a la Ingeniería Química.
  • Nomenclatura básica y métodos de cálculo. Sistemas de unidades. Análisis dimensional. Conversión de unidades.
  • Balances macroscópicos de materia y energía en estado estacionario con y sin reacción química.

Bloque 2: Clases magistrales y problemas

  • Introducción a los fenómenos de transporte.
  • Mecanismos de transporte. Ecuaciones de transporte en el seno de un fluido en régimen molecular.
  • Transporte entre Fases. Coeficientes de transporte individuales y globales. Diseño de intercambiadores de calor.
  • Fundamentos de las operaciones de separación. Equipos para contacto entre fases. Diseño de columnas de absorción.
  • Introducción al diseño de reactores. Reactores discontinuos y continuos. Reactores de mezcla perfecta y de flujo pistón.

Clases prácticas

  • Práctica 1: Absorción-Desorción G-L. Determinación de coeficientes individuales de transferencia de materia de O2 en agua.
  • Práctica 2. Absorción de CO2 con reacción química.
  • Práctica 3. Extracción Sólido-Líquido.
  • Práctica 4. Destilación discontinua.
  • Práctica 5: Reactor ideal de Flujo Pistón y Mezcla Perfecta. Asociación en Serie de Reactores Ideales.

4. Actividades académicas

Bloque I. Introducción. Balances de Materia y Energía en Estado Estacionario

  • Clases magistrales teóricas con el grupo completo:3 h
  • Clases magistrales de resolución de problemas con el grupo completo: 6 h
  • Clases de resolución de problemas en el aula: 10 h
  • Estudio Personal: 26 h
  • Pruebas de Evaluación 2 h

Bloque II. Fenómenos de Transporte, Aplicación al Diseño de Equipos e Introducción a las Operaciones de Separación y Diseño de Reactores

  • Clases magistrales teóricas con el grupo completo:14 h
  • Clases magistrales de resolución de problemas con el grupo completo: 7 h
  • Clases magistrales de resolución de casos prácticos con el grupo completo: 3 h
  • Clases de resolución de problemas en el aula: 8 h
  • Prácticas de Laboratorio: 9 h
  • Estudio Personal: 58 h
  • Pruebas de Evaluación 4 h

5. Sistema de evaluación

Evaluación continua

La asignatura se evalúa de forma continua mediante las siguientes actividades:

  1. Pruebas escritas. Se realizarán dos controles, uno al terminar el Bloque I y otro al terminar el Bloque II. Es necesario superar ambos de forma independiente con una calificación mínima de 5 puntos (sobre 10). La superación de un bloque exime al alumno de examinarse de dicho bloque en la prueba escrita de la evaluación global.
  2. Prácticas de laboratorio. Será necesario haber realizado las prácticas y obtener una calificación mínima de 5 puntos (sobre 10) en los cuestionarios de las prácticas de laboratorio.
  3. Problemas individuales y participación en clase, que podrán subir la nota final de cada uno de los Bloques hasta en 1 punto.

Evaluación global

Los estudiantes que no opten o no superen la evaluación continua realizarán la prueba global (1ª y 2ª convocatorias), que consistirá en una prueba escrita de cada uno de los dos bloques de materia del programa, que habrá que aprobar de forma independiente. También habrá una sesión de prácticas de laboratorio para aquellos alumnos que no hayan superado o no hayan realizado las correspondientes prácticas de laboratorio durante el curso académico.

 

La calificación final, tanto por evaluación continua como global, se calculará de acuerdo con la siguiente fórmula:

Calificación final = (0,32 × Calificación Bloque I) + (0,68 × Calificación Bloque II)

  • Calificación Bloque I = nota control
  • Calificación Bloque II = (0,8 × nota control) + (0,2 × nota cuestionario prácticas)