UNIVERSIDAD MARIANA Facultad de ingeniería - Microcurrículos – Programa de Ingeniería de Procesos
  MACRO PROBLEMA DEL PROGRAMA
¿De qué manera se puede contribuir al desarrollo sostenible del país y de la región con la formación de un Ingeniero de Proceso -que con sólidas bases científicas y tecnológicas- sea competente para participar activamente en investigación, diagnóstico, diseño, optimización, operación y gestión de procesos productivos, para hacerlos eficientes y rentables?
MACRO COMPETENCIA DEL PROGRAMA
Contribuir desde la formación científica y tecnológica, la investigación y la proyección social al desarrollo sostenible del País y la región, mediante la formación de profesionales de la Ingeniería de Procesos con sólidas bases científicas, tecnológicas, humanas y humanísticas, que sea competente para participar activamente en investigación, diagnóstico, diseño, optimización, operación y gestión de los procesos productivos, para hacerlos eficientes y rentables.
OBJETO DE ESTUDIO DEL PROGRAMA
Formar integralmente, con base en una propuesta pedagógica centrada en el respeto y mejoramiento de la calidad de vida y del ambiente, un profesional en Ingeniería de Procesos capaz de contribuir al desarrollo sostenible del país y la región, idóneo para Investigar, Diagnosticar, Diseñar, Optimizar, Construir, Operar y Gestionar procesos industriales, independientemente de la naturaleza de las materias primas y los productos.
1.
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DATOS GENERALES
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DATOS DEL MODULO
Nombre del Módulo
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1.1. PROCESOS INDUSTRIALES
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1.2. GESTIÓN
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1.3. DISEÑO DE PROCESOS
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1.4. DISEÑO DE PRODUCTOS
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1.5. FORMACIÓN INSTITUCIONAL
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Problema
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¿De qué manera se manufacturan, producen o fabrican los productos que requiere la sociedad para mejorar su calidad de vida, con ayuda del conocimiento científico y tecnológico y de las herramientas de la Ingeniería de Procesos?
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¿De que manera se puede contribuir a lograr procesos más eficientes y rentables en la empresas industriales, teniendo como premisas fundamentales el desarrollo sostenible y las características socioculturales de la población?
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¿De qué manera es posible contribuir para que las empresas productivas tengan procesos eficientes y rentables, para hacerlas competitivas en los ámbitos nacional e internacional, dentro de los principios del desarrollo sostenible?
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¿Cuáles son las metodologías más apropiadas para desarrollar nuevos productos con valor agregado, que contribuyan a mejorar la calidad de vida de la población y la competitividad de las empresas en el ámbito de la globalización?
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¿En que forma pueden contribuir los Ingenieros de Procesos a la solución de problemas tan graves que enfrenta la humanidad, tales como la ignorancia de la doctrina cristiana, la pérdida de valores, la pobreza, la inequidad en la distribución de las oportunidades para la realización personal y tantos otros de índole social y humana, que cada día empeoran?
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Competencia(s)
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1. Básica
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1.1.1.1. Identifica los principios y conceptos básicos de la química, la biología, la física y matemáticas necesarios para el desarrollo de los procesos industriales.
1.1.1.2. Diferencia los distintos compuestos químicos y biológicos que intervienen en los procesos industriales.
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1.2.1.1. Explica los diferentes conceptos de la gestión de producción, de la calidad, ambiental, la logística, la gestión de costos y presupuestos y la evaluación económica de los procesos y proyectos.
1.2.1.2. Aplica los conceptos de la gestión de procesos para el análisis e identificación de puntos críticos en los procesos industriales.
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1.3.1.1. Identifica cada una de las etapas y procedimientos necesarios para el diseño de los procesos industriales.
1.3.1.2. Explica los procedimientos y cálculos que deben llevarse a cabo en cada una de las etapas del diseño de los procesos industriales.
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1.4.1.1. Establece las necesidades del mercado, los índices de desempeño y demás características del producto.
1.4.1.2. Explica los procedimientos que deben llevarse a cabo en cada una de las etapas del diseño de nuevos productos.
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1.5.1.1. Identifica la Visión, Misión, principios y estrategias de la Universidad Mariana que orientan e iluminan el quehacer del Ingeniero de Procesos.
1.5.1.2. Reconoce las virtudes y enseñanzas de Jesucristo, San Francisco de Asís, María y la Madre Caridad que son ejemplo y guía para la formación de los ingenieros.
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2.Genéricas
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1.1.2.1. Explica algunos procesos industriales con ayuda de los principios y conceptos de las ciencias naturales, operaciones y procesos unitarios.
1.1.2.2. Analiza nuevos procesos industriales a la luz de los conceptos de las ciencias naturales, y de las operaciones y procesos unitarios.
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1.2.2.1. Selecciona y define los indicadores necesarios para orientar la gestión estratégica y operativa de los procesos hacia resultados más eficientes.
1.2.2.2. Utiliza herramientas estadísticas para el análisis de datos, el mejoramiento continuo y el seguimiento a la estrategia de la organización.
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1.3.2.1. Relaciona los conceptos de la termodinámica, de las operaciones y de los procesos unitarios con el diseño de los procesos industriales.
1.3.2.2. Analiza los diversos elementos de los procesos para poder identificar aquellos puntos que son susceptibles de mejoramiento para lograr una mayor eficiencia.
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1.4.2.1. Planea la realización de cada una de las etapas de la metodología para el desarrollo de nuevos productos.
1.4.2.2. Evalúa el mercado para estimar las posibilidades de éxito de los productos, de acuerdo con la aceptación por los consumidores.
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1.5.2.1. Analiza sus propias acciones y las compara con las enseñanzas de la Fe Cristina para evaluar su responsabilidad frente a la solución de los problemas que debe afrontar.
1.5.2.2. Evalúa las herramientas y habilidades que le ofrece la Universidad para acometer eficaz y eficientemente sus actividades profesionales en el mundo empresarial y tecnológico de acuerdo con la ética del profesional Mariano.
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3.Específicas
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1.1.3.1. Establece interrelaciones e interacciones entre las operaciones y procesos unitarios para poner en funcionamiento los procesos industriales.
1.1.3.2. Aplica los principios y conceptos básicos de la ingeniería y la gestión en la administración de los procesos industriales.
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1.2.3.1. Diseña y gestiona programas por medio de procesos participativos y de fortalecimiento organizacional con el fin de lograr mejores procesos y productos.
1.2.3.2. Identifica, entiende y gestiona los procesos interrelacionados como un sistema, para contribuir a la eficiencia y eficacia de la organización.
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1.3.3.1. Desarrolla el Diseño Conceptual y en detalle de procesos industriales, de acuerdo con la normatividad aceptada en Ingeniería de Procesos y genera los documentos de ingeniería exigidos.
1.3.3.2. Modela y simula los procesos industriales con ayuda de programas de computador, con el fin de optimizar su eficiencia y rentabilidad.
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1.4.3.1. Selecciona la ruta química o biológica más indicada para obtener el producto deseado que cumpla con los requerimientos del mercado.
1.4.3.2. Asegura el cumplimiento de los requisitos legales, de protección ambiental así como los de seguridad, higiene y salud ocupacional en el proceso y en el producto.
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1.5.3.1. Aplica los principios de la Fe Cristina, de la Ética y la Responsabilidad Social en el diseño y gestión de procesos así como en las relaciones de negocios con otras personas u organizaciones.
1.5.3.2. Construye su propia personalidad profesional alrededor de las virtudes y enseñanzas de Jesucristo bajo la filosofía institucional de San Francisco, al estilo de la Beata Caridad Brader.
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DATOS DEL MÓDULO
Nombre del curso
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BALANCES DE MATERÍA Y ENERGÍA
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Área del conocimiento
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CIENCIAS BÁSICAS DE INGENIERÍA
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Semestre
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QUINTO
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Número de créditos
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TRES (3)
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No. H. T. presencial
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48
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No. H. T. acompañado
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32
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No. H. T. independiente
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64
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Naturaleza del curso
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TEORICO
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Prerrequisito(s)
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TERMODINÁMICA. CÁLCULO DE VARIAS VARIABLES
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Perfil Docente
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Ingeniero de Procesos o Ingeniero Químico.
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2.
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JUSTIFICACIÒN DEL CURSO (Por qué y para qué ofrecer este curso)
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Los balances de materia y energía son un área del conocimiento fundamental para el Ingeniero de Procesos, ya que a partir de ellos, se realizan evaluaciones técnicas y económicas de procesos químicos, bioquímicos, petroquímicos y ambientales. Cuantificando flujos de materia y energía, corrientes de desecho, de recirculación, entre otros, permitiendo al Ingeniero de Procesos, realizar análisis de los procesos, y formular propuestas de mejoras, optimización, aprovechamiento de corrientes, etc.
El curso está orientado al desarrollo de Balances de Materia y Energía en procesos químicos, bioquímicos y petroquímicos, utilizando una metodología secuencial y dinámica, la cual permitirá al estudiante adquirir habilidades en el desarrollo de Balances de Materia y Energía en Operaciones Unitarias y en Procesos Químicos.
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3.
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OBJETIVO CENTRAL DEL CURSO (Qué se espera)
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Al final del curso, el estudiante estará en capacidad de: Generar el diagrama de flujo de procesos productivos, desarrollar los Balances de Materia y Energía, solucionarlos -mediante paquetes computacionales, calculadoras científica u otros-, e inferir sobre el desempeño de las unidades de proceso, con el fin de proponer mejoras, alternativas y adecuaciones sobre el proceso analizado si así lo amerita.
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4.
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COMPETENCIAS DEL CURSO (Para qué formar)
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No.
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Descripción
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4.1
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Interpretar los problemas de balances de materia y energía, generando el correspondiente diagrama de flujo a partir de la información contenida en el problema.
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4.2
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Analizar mediante la construcción de tabla de grados de libertad la especificación correcta de los problemas de balances de materia y/o energía.
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4.3
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Plantear y desarrollar correctamente los balances independientes de materia en unidades simples y múltiples.
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4.4
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Plantear y desarrollar correctamente los balances independientes de materia y energía en unidades simples y múltiples.
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4.5
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Solucionar balances de materia y/o energía mediante métodos manuales y/o computacionales.
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4.6
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Interpretar y analizar los resultados obtenidos de los balances de materia y/o energía.
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4.7
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Diseñar conceptualmente procesos de destilación, utilizando los balances de materia y energía.
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5.
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CONTENIDOS CURRICULARES Y ORGANIZACIÒN DE ACTIVIDADES (Qué se va a enseñar)
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No.
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Contenidos o temáticas
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No.H.T. Pres.
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No.H.T. Acom.
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No.H.T. Indep.
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Estrategia de enseñanza
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Competencia(s) a satisfacer
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Competencia del Módulo a la que se Aporta
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Balances de Materia
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RSP
CM
TD
PA
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5.1
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Fundamentos Básicos
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2
|
0
|
2
| |
4.1
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1.1.1.1, 1.3.1.2, 1.5.1.2
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5.2
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Balances de materia en sistemas no reaccionantes
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6
|
4
|
8
|
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4.1, 4.2, 4.3, 4.5, 4.6
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.1.1.1, 1.3.1.2, 1.5.1.2
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5.3
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Balances de materia en sistemas reaccionantes
Balances por componente
Balances Elementales
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12
|
8
|
12
|
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4.1,4.2, 4.3, 4.6, 4.7
|
1.1.1.1, 1.3.1.2, 1.5.1.2
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|
Balances de Energía
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|
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5.5
|
Balances de Energía en sistemas no reaccionantes
|
8
|
6
|
14
|
|
4.1, 4,2, 4,4, 4.6, 4.7
|
1.1.2.1, 1.3.1.1, 1.5.2.2
|
5.6
|
Balances de Energía en sistemas reaccionantes
|
10
|
8
|
14
|
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4.1, 4.2, 4.4, 4.6, 4.7
|
1.1.2.1, 1.3.1.1, 1.5.2.2
|
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Operaciones Unitarias. Destilación de mezclas binarias
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5.7
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McCabe Thiele
Número mínimo de etapas
Relación mínima de reflujo
Relación de reflujo óptimo
Número de Etapas
Eficiencia de Murphree
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10
|
6
|
14
|
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4.1, 4.2, 4.3, 4.3, 4.5, 4.6, 4.7
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1.1.2.1, 1.3.1.1, 1.5.2.2
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Subtotal
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48
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32
|
64
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Total
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144
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* RSP: Reconocimiento de saberes previos. CM: Clase Magistral. TD: Taller Dirigido. PA: Proyecto de Aula
6.
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ACTIVIDADES DE EVALUACIÒN (Qué y cómo evaluar)
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Valoraciones
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Estrategias de evaluación
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Temáticas
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Primer corte (30%)
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Asignaciones semanales de ejercicios aplicados
Desarrollo de ejercicios en el aula
Prueba final de cada corte, desarrollada en el aula de clases, o para realizarlo como trabajo independiente
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5.1 – 5.3
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Segundo corte (30%)
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Asignaciones semanales de ejercicios aplicados
Desarrollo de ejercicios en el aula
Prueba final de cada corte, desarrollada en el aula de clases, o para realizarlo como trabajo independiente
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5.5 – 5.6
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Tercer Corte (40%)
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Desarrollar y solucionar los balances de materia y energía de un proceso productivo.
Diseño de una columna de destilación utilizando las herramientas presentadas en el curso.
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Evaluación de todo el curso
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7.
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BIBLIOGRAFÍA
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Felder, Richar., Principios elementales de los procesos químicos. Limusa., 2003.
Henley, Ernest. J., Rosen, Edward M., Cálculo de balances de material y energía: métodos manuales y empleo
de calculadoras. Revetere. 2002
Himmelblau, D. M. Principios básico y cálculos en Ingeniería Química. Prentice Hall. 1997
McCabe, W., Smith, J., Harriot, P., Operaciones unitarias en Ingeniería Química. McGraw Hill., 2001
Perry, Robert H., Manual del Ingeniero Químico. McGraw Hill. 2001.
Peters, M. S., Timmerhaus, K. D., Plant design and economics for chemical engineers. McGraw Hill. 1991.
Reklaitis, G., Balances de Materia y Energía. McGraw Hill. 1995
Robert, Treybal., Operaciones de transferencia de masa. McGraw Hill., 2000.
Seader, J. D., Henley, Ernest J., Separation process principles. John Wiley & Sons. 2006
Seider, W. D., Seader, J. D., Lewin, D. R., Product and process design principles. John Wiley & Sons. 2003.
Walas, Stanley M., Chemical process equipment. Butterworth-Heinemman. 1990.
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