Guia de procesos industriales.

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La planta industrial es aquella donde se tiene plena seguridad de obtener un producto determinado con las operaciones y procesos unitarios definidos, bajo estas condiciones se puede planificar una calidad y una cantidad determinada. En la planta de producción no se pueden hacer ensayos o modificaciones que fácilmente alteran la producción y el producto final y en determinado momento poner en riesgo la seguridad técnica de la planta y de los mismos operarios. De ahí la importancia de la planta piloto cuyo fin es mejorar o alterar las condiciones en que podría operar la planta en un momento determinado y que por su tamaño, versatilidad y propósito permiten estos ensayos, que una vez comprobado el posible beneficio bajo las convenientes condiciones de seguridad se pueden trasladar las modificaciones a la planta de producción.

- DIAGRAMACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES

Los diagramas de flujo son una representación esquemática que muestra en forma simplificada las partes o etapas que constituyen un proceso químico. Con los diagramas de flujo se busca dar información suficiente pero en forma clara e integral. Hay diferentes tipos de diagramas de flujo, dependiendo del área de conocimiento de la que se esté tratando, y cada uno debe cumplir con unas normas que identifiquen la terminología, convenciones o símbolos que se estén utilizando para una correcta interpretación.

Para la presentación e identificación de procesos industriales se tiene dos tipos generales de diagramas de flujo: Los esquemáticos y los constructivos.

Diagrama de flujo esquemático o por bloques.

Es una representación simplificada y abstracta que representa la secuencia de operaciones presentes en un proceso, para su elaboración se tienen en cuenta los siguientes criterios:

- Cada actividad está representada por un bloque en forma de cuadrado o rectángulo.

- Los bloques están unidos por líneas continuas con flechas que representan los materiales que entran y salen de la operación unitaria. Las corrientes ligeras (gases) se colocan hacia arriba y las corrientes pesadas hacia abajo

- En la parte superior de cada flecha se coloca el nombre de las materias primas y los datos que se conozcan de las mismas

- En los bloques se escriben los nombres de las actividades y el nombre del equipo entre paréntesis.

- En la parte inferior a modo de nota de pie de página se deben incluir las ecuaciones de reacción que estén involucradas en el proceso.

El siguiente es un diagrama de bloques para la producción de cobre

DIAGRAMA DE BLOQUES PRODUCCIÓN DE COBRE[pic 2]

Diagrama de flujo constructivo o de equipos.

Es más complejo pero más instructivo, porque representa aparatos y máquinas (operaciones) mediante símbolos gráficos, por lo tanto se requiere un cierto grado de conocimiento para interpretar dichos símbolos, normalmente contiene toda la información posible (variables de operación, secuencias, recirculaciones) dentro del mismo diagrama. Permiten una lectura directa.

Hay una amplia variedad de diagramas principalmente de carácter pictórico cuyo objetivo es dar una presentación llamativa y general (sin involucrar información técnica especializada) para un público sin conocimiento especializado.

DIAGRAMA CONSTRUCTIVO

[pic 3]

Tomado de: http://kellyyohanaperez.blogspot.com/

EJEMPLOS

Los estudiantes (a manera de ejemplo – taller dirigido por el docente) organizados en grupos, seleccionarán, discutirán y construirán procesos sencillos que involucren operaciones comúnmente conocidos por ellos utilizando los dos tipos de diagramas indicados. Con exposición (presentada a todo el curso) y discusión general.

A partir de la siguiente información elaborar diagrama de bloques y constructivo:

EXTRACCIÓN INDUSTRIAL DEL FÓSFORO (Rayner, 2000, Química Inorgánica Descriptiva)

Se utiliza la roca fosfórica (mena) como materia prima, cuyo componente principal es el fosfato de calcio. La conversión a fósforo se lleva a cabo en un horno eléctrico que contiene electrodos de Carbono de 60 toneladas. El horno se llena con una mezcla de mena, arena y carbón tipo coque y se aplica una corriente de 180000 A entre los electrodos.. El horno opera a 1500°C, el fosfato de calcio reacciona con el monóxido de carbono produciendo óxido de calcio, dióxido de carbono y tetrafósforo gaseoso. El coque reduce entonces el dióxido de carbono a monóxido.

Parte del gas se utiliza de nuevo, pero el resto escapa del horno. El óxido de calcio reacciona con la arena, cuyo componentes principal es el dióxido de silicio produciendo silicato de calcio (escoria), que se emplea como relleno de caminos. El monóxido de carbono que escapa se quema (adición de Oxígeno) produciendo dióxido de carbono gaseoso y el calor se utiliza para secar las tres materias primas.

Con el fin de condensar el tetrafósforo gaseoso obtenido, éste se bombea a una torre y se rocía con agua. El fósforo licuado se recoge en el fondo de la torre y se drena hacia tanques de retención. Se generan 5 toneladas de tetrafósforo por hora.

La mena fosfórica contiene dos impurezas comunes: la primera consiste en cantidades muy pequeñas de fluorapatita: Ca5(PO4)3F que reacciona a alta temperatura y produce tetrafluoruro de silicio, que es un producto tóxico y corrosivo; este contaminantes se elimina de los gases de salida tratándolos con solución de carbonato de sodio, el proceso produce hexafluorosilicato de sodio Na2SiF6, que es de utilidad comercial. La segunda impureza es óxido férrico que reacciona con el tetrafósforo para formar ferrofósforo: Fe2P, un líquido denso que se puede extraer del fondo del horno por debajo de la capa de escoria líquida. Este producto se emplea en la fabricación de productos de acero especializados, como las zapatas de frenos de ferrocarril.

BIBLIOGRAFIA

- Austin George, Manual de Procesos Químicos en la Industria. Ed. McGraw Hill, México.

- Holum John, Química Orgánica, Ed. Limusa, México.

- McCabe W. Smith