MATERIA 1

1. DISEÑO DE
PLANTAS
Introducción y metodologías del
diseño de plantas

2. PROCEDIMIENTO
PARA EL DISEÑO
DE PLANTAS

3. DISEÑAR
En ingeniería es obtener la mejor
combinación de los factores de producción:
hombre, maquinaria y materiales, con el
objeto de conseguir la máxima economía
en el trabajo, así como la seguridad y
satisfacción de los trabajadores.
El diseño en ingeniería supone la búsqueda
de soluciones innovadoras para satisfacer
necesidades humanas por medio de la
aplicación de conocimientos científicos y
tecnológicos y con la máxima racionalidad
en el consumo de recursos
Es ver, imaginar, lo que todavía no existe.

4. CICLO DEL DISEÑO
GENERACIÓN
DE SOLUCIONES
ALTERNATIVAS
CRITICA DE
SOLUCIONES
ALTERNATIVAS
SELECCIÓN DE
SOLUCIONES

5. La generación de soluciones alternativas implica el conocimiento
de las condiciones que definen la realidad del medio a transformar, la
tecnología existente y los recursos disponibles. En todo caso, es
necesario que cada solución alternativa se ajuste a la realidad y sea
técnica, económica, social y medioambientalmente factible.
El análisis de soluciones alternativas conlleva la
identificación, cuantificación y valoración de las ventajas e
inconvenientes de cada una de ellas.
La selección de la alternativa más adecuada implica la toma de
decisión sobre alguna de ellas.

7. En el diseño a nivel de boceto, a partir de los objetivos fijados
en la fase anterior, se perfilan las soluciones, pero poniendo un
mayor énfasis en la distribución en planta y en los volúmenes
correspondientes, es decir, en la distribución espacial. Se
estudian, se definen y se critican las correspondientes
soluciones desde diferentes ópticas: de recorridos y
trayectorias, funcionalidad, flexibilidad, balance energético,
seguridad en el trabajo, protección contra incendios, economía,
estética, etc.

8. En el diseño a nivel detallado se profundiza en la
solución elegida en la fase anterior, definiendo y
diseñando sus características con un mayor grado de
libertad, pero con mayor grado de detalle. Las soluciones
alternativas en esta fase tienen lugar en un marco
espacial más restringido que en la fase anterior a nivel de
boceto.
A partir del último diseño a nivel de detalle surge el
proyecto de ingeniería, en el que se genera un conjunto
de documentación técnico-económica que defina y
garantice un nivel de calidad en su ejecución.

9. 1. Principio de Satisfacción y de la Seguridad
“Aigualdad decondiciones,serásiempremasefectiva la distribución que hagael
trabajo massatisfactorio y seguropara lostrabajadores”
2. Principio de Integración de Conjunto
“La mejor distribuciónes la que integra a los hombres, materiales,
maquinarias,actividadesauxiliares y cualquierotro factor
de modo resulte armonía entre todas las partes”
3. Principio de la mínima distancia recorrida
“Aigualdadde condiciones,es siempre mejorla distribuciónque permite la
distanciaa recorrerpor el material sea la menor posible”

10. 4. Principio de circulacióno flujo de materiales
“En igualdadde condiciones,es mejoraquella distribuciónque ordene las áreas
de trabajo de modo que cada operacióno procesoesteen el mismoorden o
secuenciaen que se procesen los materiales”
5. Principio de EspacioCubico
“La economía se obtiene utilizando de modo efectivo todo el espacio disponible,
tanto horizontal como vertical”
6. Principio de Flexibilidad
“Aigualdadde condicionesserá siempre mas efectiva la distribuciónque
pueda ser ajustadao reordenadacon menos costos e inconvenientes”

11. LAS INDUSTRIAS
AGROALIMENTARIAS
La industria agroalimentaria se caracteriza sobre todo por las
especiales restricciones que impone la naturaleza biológica
de sus materias primas y el destino biológico de sus
productos, además de la heterogeneidad de los distintos sub-
sectores que comprende.
Dado el destino biológico de sus productos, es necesario que
la industria agroalimentaria utilice métodos más seguros para
sus procesos de transformación y conservación.

12. La función desde el punto de vista técnico de una industria alimentaria es convertir la materia
prima perecedera en un producto alimenticio más o menos estable.
Pero se trata a su vez de una empresa industrial, con su correspondiente papel económico,
consistente en agregar valor a la materia prima y en generar y mantener puestos de trabajo,
es decir, obtener beneficios.
Las industrias agroalimentarias deben enfrentarse a:
• Las fluctuaciones de las materias primas.
• Las restricciones del carácter «vivo» de las materias primas y de los productos.
• Las condiciones específicas de comercialización de los productos.
• La complejidad creciente de los procesos tecnológicos.
• Las condiciones higiénicas y sanitarias.
El problema del diseño de industrias agroalimentarias es por tanto mucho más complejo que
el de otras industrias, debido a los componentes diferenciales que presentan los alimentos
frente a otro tipo de productos.

13. • Una de las actividades más antiguas del ingeniero es la distribución en planta de
una industria y el manejo de los materiales que se mueven en dicha planta, pero
en las industrias alimentarias la panorámica se amplía teniendo que prestar una
atención especial a la naturaleza del producto.
• El producto se convierte en la base del diseño de la planta y por lo tanto es
importante también el proceso, el ingeniero debe ayudar al industrial a optimizar
sus instalaciones. Debe estar al corriente de las normas y reglamentaciones.
• El ingeniero, en el diseño de una industria agroalimentaria debe aportar un valor
añadido, que evidentemente no se centra en el diseño constructivo, sino en la
optimización de la planta de proceso lo cual se traducirá en una reducción de los
costes de producción y en consecuencia tendrá una influencia directa sobre el
éxito de la empresa.

14. Plantas de procesado de alimentos

15. Una planta
de
procesado
de alimentos
es el
conjunto
formado por:
Sistema de proceso. Se define como un conjunto secuencial
de operaciones unitarias aplicadas a la transformación de
materias primas en productos aptos para el consumo, es decir,
es el conjunto de equipos que realizan todas las operaciones
unitarias necesarias para conseguir dicha transformación.
Sistemas auxiliares. Son aquellos que sirven al Sistema de
Proceso y hacen posible que éste funcione adecuadamente
Edificaciones. Son los alojamientos de los Sistemas de
Proceso y de los Sistemas Auxiliares, proporcionando unas
adecuadas condiciones de trabajo, de confort, de seguridad y
de higiene principalmente.

16. DISEÑO DE LA PLANTA DE
PROCESO DE ALIMENTOS
Los alimentos tienen «componentes
diferenciales» respecto a otros productos,
como son:
• El carácter variable de las materias
primas y la dependencia de éstas de las
condiciones climáticas.
• Se pueden producir alteraciones
durante el periodo de post-recolección o
post-mortem.
• Se pueden producir alteraciones
durante el proceso de fabricación.
• Seguridad alimentaria del producto final.

17. El diseño del Sistema de Proceso
implica no solo la definición del
proceso a utilizar, de su tecnología y
de su ingeniería, sino que debe
incluir el diseño de las instalaciones,
entendiendo como tal el diseño de la
distribución de los elementos físicos
de la actividad industrial, cuya
representación gráfica es la
distribución en planta.

18. Los principales objetivos del diseño del sistema de
proceso, entendido como se acaba de describir, son:
• Facilitar el proceso de fabricación.
• Minimizar el manejo de materiales.
• Optimizar el flujo de personal.
• Mantener la flexibilidad de la distribución y
operación.
• Mantener un alto volumen de trabajo en proceso.
• Controlar la inversión en equipamiento.
• Hacer un uso económico del edificio.
• Promover una utilización eficiente de la energía.
• Proporcionar a los empleados confort y seguridad
para hacer su trabajo.

19. Planificación de
una actividad
industrial
El problema de la distribución en planta queda inmerso dentro del proceso de
planificación global de la actividad industrial que consta de varias fases:
• Definición del producto y del proceso productivo.
• Localización o ubicación.
• Proyecto de la planta industrial.
• Construcción e instalaciones.

20. DEFINICIÓN DEL
PRODUCTO Y DEL
PROCESO
PRODUCTIVO
La primera fase en la planificación de una actividad
industrial comienza por la definición del producto a
fabricar, sistema de producción (elección del proceso
de producción), tecnología y dimensionado del proceso,
todo ello en base a los oportunos estudios de
mercado.

21. ASIGNATURA: DISEÑO DE PLANTAS
AGROINDUSTRIALES AGROINDUSTRIALES
UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA
CARRERA INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
2021-2022

22. Tema: Presentación y encuadre de la Asignatura

23. Aprender sobre el diseño de plantas agroindustriales
utilizando criterios técnicos, económicos y ambientales.
Demostrar dominio en el manejo del pensamiento
complejo-analítico, sintético, crítico, creativo sobre los
conocimientos básicos del Diseño de Plantas
agroindustriales aquí deben constar los temas generales
que corresponden a las ciencias básicas y de las de
especialización de la carrera del campo de su profesión y
pone en práctica los mismos..

24. 2
3
1
Describir las
metodologías de diseño
de Plantas
Aplicar metodologías
para el diseño de plantas
Aplicar procedimientos
para el diseño de
procesos

25. Básica
Casp, A. (2005). Diseño de Industrias Agroalimentarias. Mundi-Presa Libros s.a. Madrid,
España.
Vázquez, A. (2018). Manual de Teoría Diseño de Plantas Agroindustriales. Universidad
Nacional de San Agustín de Arequipa. Perú
Complementaria
Peters, M. S., Timmerhaus, K. D., West, R. E., Timmerhaus, K., & West, R. (1991). Plant
design and economics for chemical engineers (Fourth Edition). New York: McGraw-Hill
Díaz, B., Jarufe, B y Noriega, M.T. (2001). Disposición de Planta. Universidad de Lima.
Turton, R., Bailie, R. C., Whiting, W. B., & Shaeiwitz, J. A. (2008). Analysis, synthesis and design
of chemical processes. Pearson Education.
Towler, G., & Sinnott, R. K. (2012). Chemical engineering design: principles, practice and economics of
plant and process design. Elsevier.
Michel, P. (1998). Distribución en Planta. Ediciones Deusto. Barcelona.
Muther, R. (1997). Distribución en Planta. Hispano Europea. Barcelona.
Núñez, C. (2005). Disposición de Plantas. Separata. FIAL-UNALM. Lima.
Tompkins, J. (2006). Planeación de Instalaciones. 3° edición. Thomson. México.

26.  El Docente se compromete a aplicar el Instructivo especial para el desarrollo de las actividades
académicas de las Carreras de Grado en la Modalidad Presencial empleando herramientas
pedagógicas utilizadas en Educación Modalidad en línea y virtual en la Universidad Estatal Amazónica
2021 -2022 y la Guía Metodológica para trabajar en entornos virtuales 2021-2022.
 Recibir, el primer día de clase, explicación sobre los objetivos, logros, planificación, forma de
evaluación y desarrollo del curso.
 El estudiante deberá prepararse de forma permanente para las evaluaciones frecuentes.
 Los trabajos extra-clases orientados por el Docente deberán ser entregados por los estudiantes en la
fecha acordada.
 Clases con énfasis en la conversación como elemento primordial de nuestro enfoque comunicativo.
 Que sus inquietudes y observaciones sobre el desarrollo del curso sean escuchadas y atendidas por su
profesor.
 El horario del Profesor para atender a los estudiantes, será el establecido en el calendario de la
plataforma Microsoft Teams.
 Someterse a los reglamentos internos de la Universidad.

28. Diseño de Plantas
Conceptualización del Diseño de Plantas

29. DISEÑO DE PLANTAS
• https://youtu.be/FDRmyZ9tPyM

30. Introducción
• Se quiere elaborar un nuevo producto. Que se necesita?
• Cual es la estructura mas adecuada?

31. Introducción
• Dibujo Técnico
• Balances de Masa y Energía
• Termodinámica
• Operaciones Unitarias
• Ingeniería de Procesos

32. Objetivo
• Analizar las metodologías para el diseño de plantas

33. Conceptos
• Síntesis de procesos
• Análisis de Procesos
• Integración de Procesos
• Evaluación de Procesos
Otros
Intensificación de Procesos

34. Síntesis de procesos
• Determinar la arquitectura mas adecuada para a partir de una
materias primas obtener los productos deseados

35. Análisis de Procesos
• Análisis = >Conocimiento de los elementos del
sistema (prop físicas, características de las reacciones
y de las operaciones unitarias).
• Simulación de Procesos
• Matemático (Optimización, Estadística)

36. Integración de Procesos
• Integración energética (Diseño de redes de
intercambio de calor)
• Integración másica

37. Evaluación de Procesos
• La evaluación de procesos brinda información para
contribuir a la mejora de la gestión operativa de los
programas. Del total de los tipos de evaluaciones, ésta es
una de las de mayor utilidad para fortalecer y mejorar la
implementación de los programas. Se sugiere que la
evaluación de proceso se realice a partir del tercer año de
operación de los programas.
• Evaluación económica
• Evaluación ambiental
• Evaluación de riesgos

38. Concepto de Diseño Plantas
• Incluye todos los aspectos de ingeniería implicados en el desarrollo de
una nueva, modificación o ampliación de una planta industrial. En este
desarrollo, el ingeniero estará haciendo evaluaciones económicas de los
nuevos procesos, el diseño de las piezas individuales de Equipos para la
nueva empresa propuesta, o el desarrollo de un diseño de planta para la
coordinación de la operación global
• El significado del diseño de la planta está limitada por algunos
ingenieros a elementos relacionados directamente a la planta completa,
como la distribución de la planta, instalaciones de servicios generales, y
la ubicación de la planta.

39. Pasos para el proyecto de Diseño
de Plantas
• Necesidad
• Determinación de la capacidad
• Localización
• Diseño del Procesos
• Evacuación económica
• Puesta en marcha
Trabajo en equipo

40. Fases del Diseño de Plantas

41. Evolución del Diseño de plantas
• Rudd and Watson, 1968 (Síntesis de Procesos)
• Linhoff, 1983 (Integración de Procesos)
• Ulrich, 1984 (Diseño de Plantas)
• Douglas, 1988 (Diseño Conceptual)
• Dimian, 2003 (Diseño integrado de procesos)

43. Peter and Timmerhaus, 1968
1. Origen
2. Evaluación preliminar de la economía y el mercado
3. Desarrollo de los datos necesarios para el diseño final
4. Evaluación económica final
5. Diseño detallado de ingeniería
6. Contratación
7. Montaje
8. Inicio y corridas de prueba
9. Producción

44. Ulrich,1982
• Concepción y definición del diseño
• Diagrama de flujo
• Dimensionamiento de equipos
• Análisis económico
• Optimización
• Reporte

45. Diagrama de Bloque
Producción de Benceno (Tomado de Turton et al. 2012)

46. Descripción del diagrama de
Bloque
• El tolueno y el hidrógeno se convierten en un reactor
para producir benceno y metano. La reacción no llega
a la terminación, y se requiere el exceso de tolueno.
Los gases no condensables se separan y se descargan.
El producto de benceno y el tolueno sin reaccionar
se separan a continuación por destilación. El tolueno
se recicla de nuevo al reactor y el benceno eliminado
en la corriente de producto.

47. Diagrama de Flujo de Procesos

49. Descripción detallada del
equipamiento
• Parámetros de diseño
• Información referente a la escala piloto
• Material de construcción
• Factor de seguridad

50. Consideraciones generales
• Riesgo tecnológico (Explosión y fuego, Seguridad de las
personas, etc)
• Salud y manejo de sustancias peligrosas
• HAZOP, Árbol de fallos, Indicadores de seguridad,
Auditoria de seguridad (ISO 45000, 18000)
• Medioambiente
• Indicadores ambientales, Regulaciones ambientales (ISO
14000)
• Calidad
• Calidad Total (ISO 9000)

51. Facilidades auxiliares
• Agua (Procesos, limpieza y de calderas)
• Vapor (saturado y sobrecalentado)
• Aire
• Sistema de refrigeración
• Tratamiento y disposición de los residuales

52. Distribución en planta
• ¿Qué es la distribución en planta?
• ¿Cuales son los objetivos del diseño y
distribución en planta?
• ¿Cuándo es necesaria una nueva distribución?
• ¿Cuáles son los métodos de distribución en
Plantas?

53. Localización
• Macrolocalización (Materias Primas y Producto)
• Micro localización (Regulaciones legales, fuente de
aguas, facilidades auxiliares, regulaciones ambientales,
fuerzas de trabajo)

54. Resumen de los aspectos más
importantes
• Necesidad (Idea Primitiva)
• Diagrama de flujo
• Dimensionamiento y selección del equipamiento
• Seguridad, salud, calidad y medioambiente
• Facilidades auxiliares
• Distribución en Plantas
• Localización

55. Resumen de los aspectos más
importantes
• Necesidad
• Diseño de procesos
• Diseño de Plantas
• Operación

56. Sostenibilidad

57. Costo global de un proyecto e
impacto económico de las etapas
del diseño.

58. Bibliografía
• Peters, M. S., Timmerhaus, K. D., West, R. E.,
Timmerhaus, K., & West, R. (1991). Plant design and
economics for chemical engineers (Fourth Edition). New York:
McGraw-Hill.
• Turton, R., Bailie, R. C., Whiting, W. B., & Shaeiwitz, J. A.
(2008). Analysis, synthesis and design of chemical processes.
Pearson Education.
• Towler, G., & Sinnott, R. K. (2012). Chemical engineering
design: principles, practice and economics of plant and process
design. Elsevier.