Reporte de importancia en Ingeniería. Da una visión general de lo que es un proceso industrial y de sus operaciones componentes. Trae varios ejemplos

1. Escuela Profesional de Ingeniería Industrial

3.  Ingeniería química = Estudio y diseño de procesos
industriales que producen cambios físicos, químicos o
bioquímicos en los materiales
 Ingeniería Industrial = Estudio y diseño de sistemas
integrados por recursos humanos, tecnología, energía y
materiales en la producción de bienes y servicios
 En el campo industrial nuestro, generalmente los
ingenieros industriales saben de sistemas informáticos o
trabajan junto con ingenieros de sistemas, ingenieros
químicos, e ingenieros mecánicos - eléctricos de
mantenimiento principalmente. Puede que haya otras
disciplinas de la ingeniería con las cuales interactuar

4.  Conjunto de las fases sucesivas de un
fenómeno natural o de una operación
artificial. Es una secuencia de actividades
que tienen un inicio y un final, donde hay
entradas y salidas, Acciones o eventos
organizados interrelacionados, orientados a
obtener un resultado específico
predeterminado, como consecuencia del
valor agregado que aporta cada una de las
fases que se llevan a cabo en sus diferentes
etapas

6.  Conjunto de etapas, denominadas
operaciones unitarias o básicas que
siguen una secuencia lógica ordenada
con el fin de transformar los insumos y
materia prima en producto acabado.

8.  Más específicamente: Un proceso industrial , también
denominado proceso de fabricación, de manufactura o
de producción:
 Es el conjunto de operaciones necesarias para
modificar las características de las materias primas que
pueden ser de naturaleza muy variada tales como su
tamaño, geometría o forma, fisicoquímicas como la
densidad, peso específico, viscosidad, y estructurales
como su composición química, en un producto con
mayor valor agregado y con un valor de uso para el
consumidor, producto que cumple con tener
propiedades y especificaciones de calidad referidas en
una Norma Técnica Nacional o en todo caso de
empresa o internacional.

9.  Un proceso industrial consta de los siguientes items que
presentados ordenadamente guardan la siguiente
secuencia:
1.- Materias Primas
2.- Operaciones físicas de acondicionamiento
3.- Reacciones químicas
4.- Operaciones físicas de acabado
5.- Productos Industriales
 Cada una de estos items requiere de un control específico:
de su ejecución en planta; y del control de calidad desde
recepción de materia prima – producto en proceso –
producto acabado - almacenamiento

10.  Equipos de proceso, instrumentos de control,
máquinas y herramientas; software y hardware.
 Logística de abastecimiento, selección de proveedores,
qué se recibe; de dónde y de quién.
 Instrucciones de Trabajo.
 Métodos ó procedimientos de mantenimiento,
calibración y control.
 Recursos humanos: destrezas; experiencia.
 Fuerza Ventas; cómo, cuándo; a quién se entrega.
 Medición de objetivos y metas de calidad, seguridad,
resultados y rendimientos.

11.  No sería una decisión intelectual correcta el tratar
de estudiar el número casi infinito de procesos
industriales que se llevan a cabo en la industria
química, metalúrgica y farmacéutica diariamente, lo
cual sería impracticable, si no hubiera operaciones
de proceso comunes a todos ellos. Lo cual es una
ventaja.
 El diseño de un proceso industrial consta de
operaciones físicas y químicas que se llevan a
cabo en forma secuencial ordenada dentro de una
empresa industrial, en algunos casos son
específicas del proceso considerado, pero en otros,
son operaciones comunes a varios procesos, pero
que requieren de diferentes insumos para su
ejecución

12.  FÁBRICA : Es el lugar físico donde se integran los
recursos energéticos, tecnológicos, humanos y financieros
para convertir la materia prima en producto. La disposición
de este lugar obedece a una lógica que sigue el curso de
la producción establecido en un diagrama de flujo que
determinan la disposición de las maquinas y equipos
industriales, y la distribución óptima de materias primas y
productos
 OPERACIÓN UNITARIA: Es una etapa del proceso
habilitada con el equipo adecuado, donde se incorporan
materiales, insumos o materias primas y ocurre un cambio
físico o reacción química, operaciones que son acciones
básicas en la transformación de la materia prima en
producto acabado que forman parte del proceso

13.  Todo proceso industrial consta de una serie secuencial
de etapas que reciben el nombre de OPERACIONES
UNITARIAS, como humidificación, evaporación,
extracción por solventes, absorción, transporte de
fluidos, refrigeración, pasteurización, secado,
sedimentación, cristalización, filtración, destilación.
O. U O. U O. U O. U
Materia
prima producto
Proceso unitario

15.  Generalmente dentro de la ejecución de un proceso
industrial , se lleva implicada una operación de
reacción química o proceso unitario. Y operaciones
físicas de cambios de estado de agregación, es decir
operaciones que implican cambios en las propiedades
físicas de estado: reducción de tamaño, cristalización,
destilación, etc.
 Ejemplo: La saponificación para producir jabones, el
blanqueo en la industria del papel, o la destilación
fraccionada en la industria del petróleo para producir
combustibles.

19. I) PROCESOS MECÁNICOS
 • Proceso de fundición y
moldeo
 • Proceso de soldadura
 • Proceso de mecanizado
 • Mecanizados especiales
 • Conformados de superficies
 • Tratamientos térmicos
 • Tratamientos de superficies
 II) PROCESOS QUÍMICOS
 • Industrias extractivas
 • Industria química y
petroquímica
 • Industria textil
 • Industria alimentaria
 • Industria manufacturera con
armado en línea
 • Industria de la madera
 • Industria del plástico y
resinas

20.  DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL
TIPO DE REACTOR:
Los procesos pueden clasificarse
como
1.- Intermitentes o por lotes (Bach )
2.- Continuos
3.- Semi-continuos

24.  Procesos en la industria del refinación del petróleo
 Procesos en la industria del hierro y el acero
 Procesos en la industria de minerales no metálicos
 Procesos en la industria química inorgánica
 Procesos en la industria química orgánica
 Procesos en los sectores agroindustriales: papel,
madera, alimentos de mayor valor agregado
 Procesos en la industria de plásticos
 Procesos en la industria del cuero
 Procesos en la industria textil

25.  Representación gráfica del curso de la
producción o fabricación de un producto
indicando la secuencia de etapas que lo
componen, identificándolas de acuerdo a su
función e indicando las líneas de interacción
entre ellas.

26. Diagrama de Flujo de la Elaboración de Conservas
y Congelados Vegetales

28. CONTROL Y SELECCION DE MATERIA PRIMA
PESADO
CLASE DE
GALLETA
GALLETA DULCEGALLETA WAFER
AMASADO
FERMENTADO
LAMINADO
CORTADO
HORNEADO
ENFRIADO
PREPARACION PASTAPREPARACION CREMA
HORNEADO
OBLEAENCREMADO
ENFRIADO
CORTADO
APILADO
DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE FABRICACION DE GALLETAS
GRANEL ACOMODADO EMPAQUETADO
GALLETA SALADA

36.  El controlar un proceso, se refiere a como se controlan las
variables inherentes al mismo para:
 Reducir la variabilidad de propiedades del producto final
 Incrementar la eficiencia
 Reducir el impacto ambiental
 Mantener el proceso dentro de los límites de calidad y
seguridad que corresponda
 Para ello, se requiere de instrumentos de control, que van de
los más simples y manuales, otros son semi automáticos,
hasta un control automatizado de proceso completo.

37.  Toda industria consiste en un proceso de
transformación de unos materiales en otros de mayor
utilidad, lo cual está representado económicamente con
lo que se conoce como valor agregado.
Materiales que ingresan al proceso
 Materias primas
 Materiales secundarios
 Materiales auxiliares

38.  Productos finales
 Sub productos o productos secundarios
 Productos residuales
 Productos de desecho

39.  La diagramación es la representación gráfica de un
proceso de producción, y consiste en representar
gráficamente la secuencia de ejecución de operaciones
hasta obtener el producto acabado, en lo que se
denomina flow sheet o diagrama de flujo o flujograma;
para lo cual existen normas de simbología y de datos,
que en algunos casos varían de acuerdo a la
normatividad y grado de desarrollo industrial de cada
país. Sin embargo existe un consenso internacional que
no hay que dejar de lado en la diagramación de
procesos industriales de producción de bienes básicos
tradicionales

47. Proceso de
Producción de
Cobre

50. PROCESO
SIDERURGICO

53.  La oxidación es una reacción química que produce
la transformación de un cuerpo en otro conocido
como óxido , esto como consecuencia de la acción
de oxígeno o de un oxidante como el
permanganato de potasio o el bicromato de potasio
 Existen diferentes tipos de oxidación de acuerdo al
medio circundante al material, puede haber
oxidación atmosférica, oxidación marina, etc.

54.  La Combustión es una reacción química de
oxidación rápida que va acompañada de
desprendimiento de energía bajo en forma de
calor y luz. Para que éste proceso se dé, es
necesario la presencia de un combustible, un
comburente y calor. El material que es capaz
de arder y se combina con el oxígeno, se
conoce como combustible. El más utilizado en
la industria es el Diesel - 2

55.  El horneado es el proceso de cocción a base
de calor seco transferido por aire previamente
calentado por sistemas eléctricos o
quemadores de combustible, esta operación se
realiza en un horno, y consiste en someter a un
material a la acción del calor sin mediación de
ningún elemento líquido
 Los hornos industriales difieren de acuerdo al
producto a fabricar. Los hay en la industria de
alimentos como en la industria metalúrgica.

56.  La hidrogenación es un tipo de reacción
química (redox) cuyo resultado final visible es la
adición de hidrógeno (H2) a otro compuesto
 En la industria de los aceites vegetales,
la hidrogenación es un proceso químico
mediante el cual los aceites se transforman
en grasas sólidas mediante la adición
de hidrógeno a altas presiones y temperaturas,
y en presencia de un catalizador.

57.  La saponificación es una reacción
química por la cual un ácido graso:
palmítico, esteárico, margárico u oleico
unido a un álcali y agua, da como
resultado jabón y glicerina.

58.  Proceso mediante el cual las moléculas simples, iguales o
diferentes, reaccionan entre sí por adición o condensación y forman
otras moléculas de peso doble, triple, etc.
 La polimerización es un proceso químico por el que
los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se
agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran
peso, llamada polímero, o bien una cadena lineal que generalmente
es de carbonos. O en una macromolécula
 Los polímeros son de una importancia enorme en nuestra sociedad
actual. Sería un campo de especialización importante para el
ingeniero industrial

59.  La fermentación es un proceso de
tipo catabólico, es decir, de transformación de
moléculas complejas, en moléculas simples, dentro
del metabolismo. Así la fermentación es un proceso
catabólico de oxidación que tiene lugar de forma
incompleta, siendo además un proceso
totalmente anaeróbico (sin presencia de oxígeno),
dando como producto final un compuesto de tipo
orgánico, el cual caracteriza por lo general, a los
distintos tipos de fermentaciones existentes,
pudiendo así realizar una clasificación y una
diferenciación

60. Dado que el campo de acción del ingeniero
industrial se ha incrementado en los últimos
años con el surgimiento de nuevas tecnologías
como la biotecnología y bioingeniería, ciencia e
ingeniería de materiales, ingeniería del medio
ambiente, y otros. Cada una de ellas presenta
aspectos particulares, pero una de las
semejanzas es que todos los sistemas
implicados en ellas se refieren a procesos
diseñados para transformar materia prima en
un producto determinado

61. Muchos de los problemas que surgen en
relación con el diseño de nuevos procesos o
el análisis de procesos existentes son del
siguiente tipo:
“ dadas las cantidades y las propiedades de la
materia prima, calcule las cantidades y las
propiedades de los productos o viceversa “

62.  El objetivo es aplicar un método sistemático
para resolver problemas del tipo señalado. La
técnica requiere identificar y expresar
correctamente las variables del sistema y
plantear y resolver las ecuaciones que
relacionan dichas variables. Para ello
requerimos:
 Un buen manejo del Sistema Internacional
 Conocimiento de las propiedades físicas y
químicas: variables de proceso en un sistema
determinado y su uso dimensionalmente
correcto en el planteo de ecuaciones

65.  Análisis Dimensional
Parte de la Física que estudia la forma en que
se relacionan las magnitudes derivadas con
las fundamentales
Fines del análisis dimensional
 Se utiliza para expresar las magnitudes
derivadas en función de las fundamentales
 Sirve para comprobar la veracidad de las
fórmulas físicas
 Sirve para deducir fórmulas a partir de datos
experimentales

66.  Ecuación Dimensional
Es una expresión matemática que relaciona
magnitudes derivadas puestas estas en
función de su equivalente en magnitudes
fundamentales estableciendo una igualdad
dimensional.
 Principio de Homogeneidad
En toda fórmula física se debe cumplir que
cada uno de sus términos separados por
signos de suma y resta deben tener las
mismas dimensiones

67.  NOTA:
Los números, los ángulos, los logaritmos y
las funciones trigonométricas, no tienen
dimensiones ,en el análisis dimensional
tienen el valor de 1

68.  Presión
 La presión se define como la relación de la
fuerza ejercida sobre el área de un sistema
material
 La unidad SI de presión es el
Pascal = Newton / m2
La presión en un fluido se transmite por igual
en todas las direcciones del mismo

69. La presión hidrostática ejercida sobre un punto
en el interior de un fluido equivale a
P = ρ g h
ρ = Densidad g = gravedad h = altura
La presión absoluta de un sistema se expresa
como
P abs = P man + P atm

70. Temperatura
Es una medida que esta relacionada con la
energía cinética de las moléculas de un
sistema.
La gradiente de temperatura puede definirse
como la fuerza motriz que produce
transferencia de calor entre dos sistemas

71. 29/12/2017 71
Comparación de escala ºC y ºK

72. 29/12/2017 72
Escalas de Temperatura
273CK 0

1.8KR 
321.8TF0

Incrementos de Temperatura
CK 0

FR 0

C8.1F 0

460FR 0


73.  Volumen específico
Es el volumen por unidad de masa. Es el
recíproco de la densidad.
v = 1/ρ = V/m (m³/kg, ft³/lbm)
 Densidad
Es la relación entre la masa de un cuerpo y su
volumen. Se simboliza con la letra del alfabeto
griego ro
ρ = m / V = masa / Volumen (kg/m³, lbm/ft³)

74.  Densidad relativa o Gravedad Específica
La densidad relativa o aparente expresa la
relación entre la densidad de una sustancia y
una densidad de referencia, resultando una
magnitud adimensional y, por tanto, sin
unidades

75.  Se utiliza para líquidos más ligeros y más
pesados que el agua.
 Para más ligeros que el agua:
 Para más pesados que el agua:

76.  Es la escala adoptada por el Instituto
Americano del Petróleo para expresar la
densidad de productos derivados del petróleo.
Teniendo en cuenta que la mayoría de éstos
productos son más ligeros que el agua existe
sólo la siguiente expresión:

77.  Peso específico
Es la relación entre el peso de un cuerpo y
su volumen. Se simboliza con la letra del
alfabeto griego gamma "γ".
γ = ρ . g = densidad . gravedad ( N/m³, lbf/ft³ )
 Peso específico relativo
Es la relación entre el peso específico de un
cuerpo y el peso específico del agua para el
caso de líquidos y sólidos.

78.  Viscosidad
Los líquidos se caracterizan por una resistencia al flujo
llamada viscosidad. La viscosidad de un líquido crece al
aumentar el número de moles y disminuye al crecer la
temperatura. La viscosidad también está relacionada
con la complejidad de las moléculas que constituyen el
líquido: es baja en los gases inertes licuados y alta en
los aceites pesados. Es una propiedad característica de
todo fluido (líquidos o gases). La viscosidad es una
medida de la resistencia al desplazamiento de un fluido
cuando existe una diferencia de presión.

79.  La expresión matemática de la viscosidad es
 Donde : µ es la viscosidad
 ‫ז‬ Tensión cortante o esfuerzo cortante
 v Velocidad del fluido
 y longitud en una dirección o eje

80.  Al movimiento de material o masa de un
punto a otro se le denomina flujo
 Se denomina flujo másico ( m ) a la masa
transportada en la unidad de tiempo
Flujo másico = masa / tiempo
 El flujo másico en condiciones estables es el
mismo en todos los puntos de un ducto o
tubería y puede calcularse a partir de la
ecuación: m = v A ρ

81.  Al volumen transportado en la unidad de
tiempo se le denomina flujo volumétrico
 Flujo volumétrico = volumen / tiempo
Flujo másico = Flujo volumétrico x Densidad

82. Variables de Composición
 Porcentaje en peso.
El porcentaje en peso de cada componente
se obtiene dividiendo su peso respectivo por
el peso total del sistema y multiplicando por
100
 Se utiliza generalmente para expresar la
composición de mezclas de sólidos y
líquidos. En general no se emplea para
mezclas de gases.

83.  Porcentaje en Volumen
 El tanto por ciento en volumen de cada
componente se obtiene dividiendo su
volumen individual por el volumen total de
sistema y multiplicando por 100.
 Se utiliza para expresar la composición de
mezclas de gases.

84.  Fracción molar
Si el sistema es una mezcla de varias
sustancias, siendo “i” una de ellas; el
número de moles de "i" dividido por el
número total de moles de la mezcla es la
fracción molar de "i"

85.  Peso Molecular Promedio ó Masa
Molecular Media
Es equivalente a la suma de los productos
de cada una de las fracciones moleculares
de cada sustancia por su peso molecular
correspondiente.

86.  Concentración
 Es una medida de la cantidad de soluto
disuelto en un volumen de solución
 Molaridad (M) = g-mol de soluto/lt de solución
 Molalidad (m) = g-mol de soluto/kg de solvente
 Normalidad (N) = equivalente-g de soluto/lt
soluc

87.  Normalmente, todos los cálculos relacionados
con un problema dado se establecen con
respecto a una cantidad específica de una de
las corrientes de materiales que entran o salen
del proceso. Esta cantidad de materia se
designa como base de cálculo y se deberá
establecer específicamente como primera
etapa en la solución del problema. Con
frecuencia el planteamiento del problema lleva
consigo la base de cálculo.

88.  Cuando se conoce la composición en peso de
una mezcla se recomienda tomar una base
de 100 unidades de masa o peso, ejemplo:
100 g, 100 kg, 100 lb. Si por el contrario se
conoce la composición molar de la mezcla, la
recomendación es tomar 100 unidades
molares de la mezcla, ejemplo: 100 g-mol,
100 kg-mol, 100 lbmol.

89.  Se dice que un material es húmedo cuando
el agua es uno de sus componentes
 BASE HUMEDA
Cuando la composición de un sistema incluye
al agua se dice que está en base húmeda
 BASE SECA
Cuando en la composición se excluye el agua
(aún estando presente), se dice que está en
base seca

90.  En algunas operaciones, especialmente en
el secado de sólidos, se acostumbra a
expresar el contenido de humedad por
unidad de peso de sólido seco o por unidad
de peso de sólido húmedo. A ésta modalidad
multiplicada por 100 se le denomina
porcentaje de humedad en base seca y en
base húmeda respectivamente.

91.  En el caso de algunas mezclas gaseosas, la
composición está dada sin tener en cuenta
uno de los componentes. En éste caso,
dicho componente no aparece en los
porcentajes, aunque sí está presente en la
mezcla y se dice que la composición es libre
de un componente