aplicación de los proceso industriales lab

Administracin Industrial Aplicacin De Los Procesos Industriales / Laboratorio

Administracin Industrial Aplicacin De Los Procesos Industriales / Laboratorio

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVASACADEMIA DE LOS LABORATORIOS DE QUMICA

MANUAL DE APLICACIN DE LOS PROCESOS

INDUSTRIALES / LABORATORIO2014NDICE

PGINA

REGLAMENTO DE LOS LABORATORIOS DE QUMICA

3PRESENTACIN

6 PRCTICA 1: PROCESO DE ELABORACIN DEL ALCOHOL EN GEL

7BALANCE DE MATERA PRCTICA 2: PROCESOS AGROINDUSTRIALES: PRODUCCIN

15DE QUESOPRCTICA 3: PROCESOS EN LA INDUSTRIA FARMACUTICA:

22SNTESIS DE A ASPIRINA PRCTICA 4: PROCESOS DE LA INDUSTRIA FORESTAL:

28RECICLADO DEL PAPELPRCTICA 5: PROCESOS DE OBTENCIN DE PRODUCTOS

35MINERO-METALRGICOS: PRODUCCIN DE COBREPRCTICA 6: TRATAMIENTO Y ANLISIS DE AGUA

40

PRCTICA 7:ANLISIS DE AGUAS

48IPN

UPIICSA

APLICACIN DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES / LABORATORIO

REGLAMENTO DE LOS LABORATORIOS DE QUMICA2014I. INTEGRACIN DE LOS GRUPOS.

1. Solo tendrn derecho a calificacin definitiva a los alumnos inscritos oficialmente y que cursen el laboratorio en la secuencia desde el inicio del semestre.

2. Los grupos de laboratorio sern de un mximo de 25 alumnos; para el trabajo en el laboratorio se integraran equipos con 5 alumnos.

3. Si algn alumno no aparece en actas cuando estas se entreguen, debern pasar a la Subdireccin Escolar para aclarar su situacin.

II. HIGIENE Y SEGURIDAD

1. Es requisito que los alumnos cuenten con el manual desde el inicio de prcticas.

2. Los alumnos debern obedecer las disposiciones de higiene y seguridad que indique el profesor.

3. El profesor tendr la obligacin de dar orientacin a los alumnos para el manejo de sustancias y de equipo para evitar accidentes que puedan afectar a los usuarios.

4. Con el propsito de mantener limpio el laboratorio, cada equipo del grupo; debern traer franela as como una racin de detergente y estropajo, para entregar el material limpio y seco al almacn.

5. Es obligatorio el uso de bata (blanca, manga larga, talle largo, algodn) dentro del laboratorio, cuando se realice la sesin experimental. El alumno que no cumpla esta disposicin no se le permitir el acceso al laboratorio.6. Cuando se realice sesin experimental es obligatorio usar los gogles dentro del laboratorio. 7. Cuando el comportamiento del alumno dentro del laboratorio ponga en riesgo la seguridad del grupo, el profesor podr expulsarlo de la sesin.

8. Del mantenimiento de las instalaciones de laboratorio: los alumnos no debern vaciar los desperdicios lquidos en la tarja de las mesas, se debern eliminar en las tarjas laterales y as dejar los laboratorios limpios. 9. No se permite ingerir bebidas ni comer dentro de los laboratorios.

10. No se permite fumar en ninguna de las reas de los laboratorios.

III. CLASES

1. Las clases de laboratorio se iniciaran con los horarios programados.

2. La tolerancia de entrar a la clase ser de 15 minutos.

3. El profesor deber utilizar las 2 horas disponibles para cada sesin y no suprimir sesiones tericas cuando se tengan programadas.

4. No se le permite al alumno realizar prcticas con otro grupo, aunque sea el mismo profesor, quien atienda el grupo propuesto.

5. El profesor no deber realizar dos prcticas en una sesin experimental. IV. LOGSTICA Y OPERACIN DE LOS LABORATORIOS

1. Los profesores encargados de atender al grupo, debern ser los primeros en entrar al laboratorio, lo que implica que los alumnos no podrn tener acceso a las instalaciones en tanto su profesor no llegue, esperar afuera del laboratorio hasta su llegada, por lo tanto tendrn acceso nicamente con la autorizacin y presencia del profesor titular del grupo.

2. El profesor titular del grupo, deber supervisar el trabajo de sus alumnos para evitar el uso inadecuado tanto de instalaciones como de equipo, material de trabajo y manejo adecuado de sustancias y residuos qumicos.

3. Los bancos grises nuevos son exclusivos de los laboratorios de Qumica ya que estn asignados y rotulados 20 para cada laboratorio y no debemos permitir que otros alumnos se los lleven a otro laboratorio an del rea de Qumica ni mucho menos al rea de Fsica. El da del trabajo experimental los bancos tendrn que ser colocados al fondo del laboratorio, para evitar accidentes.

4. El material de trabajo proporcionado en el almacn para realizar su prctica experimental, tendr que ser revisado por el alumno, este material debe estar completo y en perfecto estado. En las tarjas laterales debern lavar el material antes y despus de su uso en las experimentaciones. Los desechos lquidos de las experimentaciones debern ser tratados antes de eliminarlos en el drenaje.

5. En las tarjas de las mesas de trabajo no deber lavarse ningn material, no debern utilizarse para desechar ninguna sustancia (leche, suero, jabn, resina, jugo, de naranja, etc.) solo se utilizarn para el desalojo del AGUA de enfriamiento en los refrigerantes utilizada en las diferentes prcticas que as lo requiera, toda otra sustancia de desecho (lquido) deber derramarse en las tarjas laterales contiguas a las mesas de trabajo, nica y exclusivamente LQUIDOS.6. Todo desecho que no sea lquido, deber ser depositado en una bolsa exclusiva para basura que los alumnos deben tener disponible para tal fin, debiendo al finalizar la sesin, cerrarla y llevrsela para tirarla en algn depsito exterior del laboratorio. No debiendo dejar ningn tipo de basura proveniente de su trabajo en el laboratorio ni en el piso, ni en las mesas, ni en las tarjas. Los botes que se encuentran en los laboratorios sern nicamente para papel o basura que no sean desechos de las prcticas. Se solicita que para proteccin de las mesas que han sido pulidas y abrillantadas, sean cubiertas con papel peridico cuando se maneje resina.

7. No debern dejarse en almacenamiento ni en gavetas y mucho menos en alguna rea del laboratorio ningn tipo de productos, sustancias o trabajos obtenidos como resultado de diversas experimentaciones, cada alumno deber retirarse llevando consigo sus productos y/o trabajos realizados en el laboratorio, as mismo deber llevarse cualquier materia prima que haya sobrado en su experimentacin, no debiendo dejar en lo absoluto material de ninguna especie. El profesor verificar que esto no ocurra y har conciencia en sus alumnos de esta disposicin.

8. Una vez terminada la clase el profesor deber asegurarse junto con sus alumnos, que el laboratorio ha quedado en condiciones de uso adecuado para el siguiente grupo, checando que las mesas estn limpias y secas, libres de desechos y que todas las llaves de los servicios correspondientes hayan quedado debidamente cerradas, as como verificar que las estufas, campanas de extraccin, ventiladores de aire y bomba de vaco en caso de ser utilizados sean desconectadas y apagadas respectivamente, de esta manera, el profesor ser el ltimo en salir, procediendo a dejar cerrado el laboratorio. El profesor o en su defecto los alumnos no podrn retirarse sin antes haber verificado estos aspectos.

9. En lo posible y si se da el caso, el profesor que termina su clase podr entregar la instalacin personalmente al siguiente profesor, si este ya se encuentra presente, eso ayudar a una mejor coordinacin en el uso de las instalaciones.

10. Al entrar al laboratorio el profesor deber hacer un chequeo rpido del buen estado del laboratorio, para proceder a su uso, en caso de que exista alguna anomala deber elaborar un breve reporte que indique cual es la o las anomalas observadas, para que se hagan las recomendaciones pertinentes a quien corresponda, a fin de mejorar el cuidado y buen estado de las instalaciones, as como cooperar a la buena organizacin y funcionamiento de los laboratorios.V. MATERIAL

1. Al principio de cada prctica los alumnos solicitarn su equipo al almacn mediante un vale, previa entrega de su credencial de UPIICSA, actualizada.

2. Las personas que usen el material, se hacen responsable del cuidado y buen uso del mismo.

3. El personal del almacn deber entregar el equipo limpio y en buenas condiciones.

4. Todos los alumnos debern presentarse con su instructivo de prcticas desde la primera prctica de laboratorio.

5. Al terminar la sesin experimental los alumnos debern entregar el equipo limpio y seco.

6. Antes de retirarse del laboratorio verificarn las condiciones de limpieza del rea del trabajo.

7. El profesor deber supervisar y vigilar la entrega de reactivos peligrosos.

8. Podrn retirarse los alumnos cuando el almacenista haya recibido de conformidad el equipo.

9. El material y el equipo deteriorado o perdido por descuido o mal uso, deber ser repuesto en un trmino no mayor a dos semanas por los alumnos que integran el equipo de trabajo.

10. Si un equipo adeuda material, los integrantes quedarn sin derecho al examen departamental prximo al adeudo.

11. En caso de persistir la anomala, se solicitara a la subdireccin escolar que no se autorice su inscripcin a otras asignaturas.

VI. REPORTES

1. El reporte de cada prctica ser entregado al profesor una semana despus de realizado el experimento, no se recibirn reportes despus de la fecha indicada.

2. El profesor entregar el reporte calificado una o dos semanas (mximo) despus de la fecha de recepcin.

3. El alumno que no entregue su reporte como se indica en el punto (1) tendr calificacin (cero), as como los alumnos que no asistan a la experimentacin, tendrn calificacin (cero) en el reporte correspondiente.

4. Para aceptar un reporte, es requisito que el alumno asista a la sesin terica y experimental.

5. El profesor debe pasar lista de asistencia al inicio de cada sesin de laboratorio.

6. Los alumnos debern entregar a sus profesores, los datos del experimento al finalizar la sesin.

7. Cada profesor deber de definir su horario de atencin a sus alumnos de laboratorio.

8. No se permitir como reporte la trascripcin literal del instructivo.

VII. EVALUACIN1. Para tener derecho a examen los alumnos debern tener el 80% de asistencias.

2. El resultado de la evaluacin se tendr por promedio de:

A) La calificacin de los reportes de las prcticas realizadas, debiendo aprobar como mnimo el 80% de las mismas en el curso normal.

B) La calificacin promedio de los tres departamentales, debiendo tener dos exmenes aprobados como mnimo.

3. No se permitir a los profesores conceder calificaciones por trabajos ajenos al laboratorio.

4. No habr alumnos exentos de ningn examen departamental en el laboratorio.ATENTAMENTE

JEFATURA DE LOS LABORATORIOS DE QUMICA

IPN

UPIICSA


PRESENTACIN

Las empresas industriales en las que se desarrollan procesos de transformacin para obtener bienes de consumo, requieren de Administradores que reconozcan trminos tcnicos y actividades que se efectan para lograr los productos con la calidad deseada, en relacin con ingenieros o cientficos responsables de mantener operando o innovando esos procesos.

Requieren tambin que los administradores identifiquen las diferencias en los distintos elementos que componen el proceso industrial como son: fuentes, caractersticas de las materias primas, formas de operacin y manejo de materiales, particularidades, tcnicas de los equipos y fenmenos que se experimentan primeramente a nivel de laboratorio y que luego se escalan al nivel de la planta industrial, integrado coordinadamente lineamientos tecnolgicos, econmicos y administrativos que resultan de gran utilidad para la funcin productiva.

Aplicacin de procesos industriales II, es una asignatura que permite la realizacin de experimentos que contemplan procesos completos a nivel de laboratorio o de planta piloto, que involucra fenmenos fsicos y qumicos caractersticos, integra la observacin de actividades propias del trabajo en equipo, efectuando clculos para determinar cantidades de materias antes y despus de los procesos y toma en cuenta as mismo, las limitaciones que se dan dentro de ellos.

El trabajo experimental permite al estudiante detectar problemas relacionados con el manejo de las materias primas y del equipo, as como de los usos y caractersticas de comercializacin de los productos obtenidos en reas tales como las de las industrias alimenticia, farmacutica, petroqumica y minera, entre otras, bajo la gua metodolgica indicada por el profesor, con el uso de pizarrn y de recursos audiovisuales adems de los materiales y sustancias propios del laboratorio.

El conjunto de prcticas que integran este manual ha sido resultado de la experimentacin llevada a cabo en agosto en 1999, por parte de los profesores de la academia, Daniel Pineda, Felipe Absolon, Mara Elena Garca, Lilia Hernndez, Sara Rodrguez, Rosario Tapia, Graciela Muoz, Roberto Jimnez, Jorge Lpez, Vctor Hugo Ortiz Roberto Martnez, Marco Antonio Martnez, Sergio Gonzlez, German B. Quiroz, Lydia Prez, Margarita Arteaga, Margarita Cruz, Mara Esther Gonzlez, Jos Manuel Jurez y Guadalupe Tapia, quien efecto el trabajo de identificacin de los compuestos orgnicos en la madera y en el petrleo, por cromatografa.

No menos importante, fue el trabajo de colaboracin en la escritura de este manual y en la preparacin de los experimentos de cada prctica para las pruebas piloto, por parte del C. Fernando Gonzlez Molina, pasante de la licenciatura administracin industrial, en cumplimiento de su servicio social.

Los autores expresan su agradecimiento por las conservaciones y sugerencias recibidas por aportacin a la mejora de este material que esperamos sea til a los futuros administradores industriales.

IPN

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PRCTICA N 1PROCESO DE ELABORACIN DEL ALCOHOL EN GEL

BALANCE DE MATERA

OBJETIVOS

JUSTIFICACINCon este proyecto se pretende incentivar a los estudiantes por medio de la autogestin y autoabastecimiento a travs de la elaboracin de productos propios (de consumo) a partir de materia prima de fcil acceso y que pueden ser obtenidas fcilmente en farmacias o establecimientos. METAS DEL PROYECTO1) Lograr cambiar el paradigma del consumidor demostrndole lo fcil de la elaboracin.

2) Contribuir a la economa al elaborar productos.

3) Demostrar la interrelacin entre la ciencia, la tecnologa, la sociedad y el ambiente.

4) Contribuir con el desarrollo del pas demostrando que con la autogestin y el autoabastecimiento se puede lograr un mejor futuro.

INTRODUCCIN La ingeniera qumica se define como la aplicacin conjunta de las ciencias fsicas, qumica y biolgica con principios de las ciencias sociales, para el estudio de los procesos en los cuales la materia prima es transformada para obtener productos tiles al hombre

Todo proceso industrial est caracterizado por el uso de materias primas que al ser sometidos a una transformacin fsica, qumica o biolgica dan lugar a productos, subproductos y desechos, todo esto debe ser cuantificado para poder determinar el consumo de materias primas, la cantidad de producto terminado, los subproductos y desechos generados durante la produccin, es decir, realiza un balance de materia, basado en la ley de la conservacin de la materia enunciada por Antoinne Lavoissier. La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. Por lo tanto en cada etapa de transformacin el flujo de los materiales debe ser observado medido y registrado para llevar una cuidadosa contabilidad que nos permita determinar el tamao de los equipos, costo de produccin.

Usos del Alcohol en gel

Bactericida instantneo de alto aspecto, sin accin teraputica que elimina de las manos y antebrazos los grmenes ms comunes causantes de enfermedades. Ayuda a reducir el riesgo de infecciones. Complementa el lavado de manos rutinario. Sumamente prctico para la asepsia de las manos por su fcil acceso y tcnica simple. No requiere enjuague ni secado. Contiene emolientes y suavizantes para una mayor proteccin de la piel, an con el uso masivo. Ideal en locales de atencin de la salud, servicios alimenticios, educacionales, y de oficina, al igual que en reas pbicas con gran concentracin de individuos. Finalmente hay que destacar la importancia del uso de aplicar medidas preventivas como el uso de este gel. Constituye una tarea educativa, una prctica y un cambio en la conducta.

El proyecto:

Incorporar a los alumnos de aplicacin de los procesos industriales, a la necesidad de incentivar el autoabastecimiento y la autogestin.

Importancia:

Es una forma que los estudiantes se integren para solucionar un problema de inters cotidiano.

Es un camino para decidir sobre lo que nos sucede a nuestro alrededor y nos afecta e incide sobre nuestro modo de vida, y principalmente como solucionarlo.

Es un motivo importante para organizarse y aplicar los conocimientos adquiridos durante su formacin acadmica.

Permite incentivar a dicho grupo la idea de comunidad ideal que queremos llegar.

Permite la participacin de cierta comunidad en un laboratorio (brindar conocimiento)

rea

Desarrollar la propuesta en el rea de la: Salud, Educacin y Cultura

Que recursos tenemos para desarrollar el proyecto:Recursos Humanos

- Alumnos

- Profesores

- Personal del almacnRecursos de infraestructura

- Laboratorio y almacn de qumica (estos cuentan con los equipos, material y reactivos necesarios para realizar el proyecto)

Costos

- Los alumnos determinan los costos de produccinMateriales y Reactivos

- Materia prima para la preparacin del producto (alcohol etlico, glicerina, carbopol, trietanolamina, colorantes, esencias)

- Envases de plstico (frascos)

Dnde se desarrollar?

Este proyecto ser desarrollado en el Laboratorio de qumica por contar con las instalaciones necesarias para desarrollar el proyecto.

Cmo se realizar?

Se propondr la informacin a travs de una dinmica en grupo.

En vista de que el trabajo es con veinticinco personas, separamos el grupo en equipos de cinco personas cada uno. Cada equipo contar con un jefe que asignar y coordinar las tareas del grupo y a cada equipo se le dar una tarea a desarrollar (pasos de la elaboracin del gel). Finalmente Cada grupo pasar a demostrar y explicar cada tarea, con los materiales y herramientas necesarias asignadas. Cerraremos con un comentario sobre el propsito que perseguiremos al elaborar el alcohol en gel. (Justificacin y objetivos).

Coordinacin del proyecto

Cinco equipos comprometidos a realizar y coordinar ste proyecto:

Equipo 1

Introduccin, definicin e historia del alcohol en gel.

Equipo 2

Se encargarn de comentar sobre las materias primas que se usaran as como sus costos.

Equipo 3

Se encargar del paso nmero dos, explicndonos sobre el material y equipo que se usar, as como de las precauciones que hay que tomar con los materiales a usar y con los reactivos.

Equipo 4

Se encargarn de ilustrar sobre los diferentes procesos de produccin del alcohol en gel

Equipo 5

Explicarn el proceso en especfico que se usar en el laboratorio para elaborar el alcohol en gel, as como de los beneficios del Cierre del Proyecto. (Justificacin y objetivos) MATERIAL Y EQUIPO SUSTANCIAS

2 Vasos de precipitados de 250 mL

1 Probeta de 100 mL

1 Probeta de 10 mL

1 Vidrio de reloj

1 Tamiz de malla fina

2 Agitadores

Papel indicador pH

1 Esptula

1 Balanza con graduacin en centsimas de gramo

5 Frascos de 60-100 mL para contener el gelAlcohol etlico (68.5-75%)

Carbopol

Esencia de naranja

Glicerina pura

Trietanolamina

PROCEDIMIENTO

Para elaborar alcohol en gel se tiene la siguiente formulacin:

ComponenteCantidad

Alcohol etlico (68.5-75%)500 mL

Carbopol1.8 g

Esencia de naranja8 gotas

Glicerina Pura10 ml

Trietanolamina24 gotas

Calcule la masa de cada componente y la composicin % peso:

Masa= V x = 500 mL x 0.8 g/mL = 400g

Composicin % peso:

% Alcohol = (400 g / 416.85 g) x 100 = 95.96 %

Componente

CantidadDensidad

(g/mL)Masa (g)%

Alcohol etlico (68.5-75%)500 mL0.8400.0095.96

Carbopol1.8 g1.800.43

Esencia de naranja8 gotas (0.4 mL)0.8790.350.08

Glicerina Pura10 ml1.26212.623.03

Trietanolamina24 gotas (1.67mL)1.2462.080.50

Total416.85100

Para el volumen que el profesor le asignar a cada grupo se puede calcular de la siguiente manera:

Si se parte de un volumen de 50 mL se puede calcular la cantidad de cada uno de los componentes.

Carbopol = 1.8g (50mL / 500 mL) = 0.18 g

Glicerina = 10 (50mL / 500 mL) = 1 mL

Esencia = 8 gotas (50mL / 500 mL) = 0.8 gotas = 1 gota

Trietanolamina = 24 gotas (50mL / 500 mL) = 2.4 gotas = 3 gotas

Por lo que se tiene la siguiente tabla:

ComponenteCantidadCantidad1Cantidad2Cantidad3Cantidad4Cantidad5Cantidad6

Alcohol etlico (68.5-75%)500 mL5075100125150175

Carbopol

1.8 g0.180.270.360.450.540.63

Esencia de naranja8 gotas (0.4 mL)112223

Glicerina Pura

10 ml11.522.533.5

Trietanolamina24 gotas (1.67mL)345679

Una vez realizados los clculos, realizar el siguiente procedimiento:

1) Pesar en el vidrio de reloj ______g de carbopol (fig. 1)

2) Pesar el vaso de precipitados de 250 ml

3) En una probeta graduada medir ___ml de alcohol y verterlo en el vaso de precipitados de 250 mL. Medir el pH inicial del alcohol. (fig. 2)

4) Colocar el tamiz en el vaso que contiene el alcohol, vierta el carbopol sobre el tamiz y empiece a adicionarlo poco a poco, agitando fuertemente al mismo tiempo (fig.3)

5) Continuar agitando durante 10 minutos, hasta que se haya disuelto por completo el carbopol y no se aprecien grumos. Medir el pH de la mezcla.

6) Medir en la probeta pequea _____ mL de glicerina y virtala a la mezcla agitando suavemente (fig.4)

7) Agregar ____ gotas de trietanolamina, gota a gota mientras agita suavemente. Observe la formacin del gel. Una vez que empiece a formarse suspender la agitacin. Medir el pH de su producto final obtenido. (Fig. 5 si el pH del gel es menor de 6 no forma el gel, adicionar una gota y verificar el pH)

8) Adicionar___ gotas de esencia de naranja o esencial de rbol del t (fig. 6)

9) Registrar el volumen total aproximado del gel.

10) Pesar un vaso de precipitados de 250 mL con el gel. Y por diferencia obtener el peso del gel.

11) Verter el alcohol en gel en la botella de plstico con ayuda de un embudo y tape firmemente para evitar la evaporacin del alcohol. (fig. 7)

12) Elaborar una etiqueta para su producto terminado considerando los aspectos que marca la mercadotecnia para productos de este tipo.

13) El producto terminado quedo listo para poder ser utilizado. (fig. 8)

ESPECIFICACIONES DEL USOPara usar el gel antibacterial se deben lavar las manos utilizando agua y jabn, secarlas perfectamente y aplicar su alcohol en gel. Utilizando de esta manera dar la mejor proteccin frente a bacterias, mohos y virus. Si no es posible lavarse las manos, aplicar sobre una palma y luego frotar las manos. Dejas que se seque sin agitar las manos.

CONSERVACIN DEL GEL ANTIBACTERIALSe recomienda mantenerlo en un lugar fresco y seco, y muy bien cerrado, el envase para evitar la evaporacin del alcohol, que es el ingrediente germicida.

CUESTIONARIO1) Define que es un gel, y qu caractersticas tiene.

2) Complete la siguiente tabla con respecto al procedimiento realizado en el punto nmero 9, para determinar la densidad del producto elaborado.

VolumenMasaFrmula de la DensidadDensidad

mLgg/mL

3) Qu propiedades le confieren al gel cada una de las materias primas que usted utilizo? (glicerina, alcohol etlico, aceite esencial, trietanolamina y carbopol)

4) En base a las cantidades en masa usadas de materias primas, para efectuar su experimento, determine la composicin porcentual del gel y llenar la siguiente tabla.

Componente

CantidadDensidad

(g/mL)Masa (g)%

Alcohol etlico (68.5-75%)0.8

Carbopol

Esencia de naranja0.879

Glicerina Pura1.262

Trietanolamina1.246

Total

5) Investigue tres diferentes marcas de gel existentes en el mercado, indicando que otros ingredientes se pueden adicionar al gel y compare precios. Presntelo en forma de tabla.

6) En base a su experimento determine:

a. El costo de produccin del gel fabricado

b. Cul sera el precio de venta de su producto elaborado considerando una ganancia del 87% sobre el costo de produccin.Componente

Unidad de

CompraCosto de la

UnidadCantidad

UtilizadaCosto

$

Alcohol etlico 70

Carbopol

Glicerina

Aceite esencial

Trietanolamina

Envase

Total

Precio de venta: $ ______/100mL7) Si el almacn de materias primas dispone de 800 kg de alcohol etlico y tomando como base la composicin porcentual determinada en el punto 4 determinar:

a) Que cantidad de gel se puede fabricar con el alcohol disponible.

b) Que cantidad de las otras materias requiere.

c) Determinar costo de produccin.

d) Precio de venta por cada kg con un margen de ganancia del 60%

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PRCTICA N 2PROCESOS AGROINDUSTRIALES: PRODUCCIN DE QUESO

OBJETIVOS

CONSIDERACIONES TERICASEl cuerpo humano requiere de combustible para poder funcionar adecuadamente, dicho combustible lo obtiene de los elementos del medio que lo rodean, entre los cuales estn los alimentos.

Los alimentos son mezclas de sustancias conocidas como nutrientes o nutrimentos de origen biolgico necesarios para el funcionamiento de los organismos vivos, compuestos de cantidades variables de agua, protenas, carbohidratos, lpidos, vitaminas, minerales, y otros elementos, incluyendo los que imparten sabor, aroma y color. Los nutrientes que el cuerpo obtiene de los alimentos, ya sean en forma de energa, protenas, minerales y vitaminas, hacen posible el buen desempeo de actividades diarias como:

Pensar, desplazarse, escribir, leer, etc. (Energa)

Restitucin de tejidos, formacin de cabello, piel, msculos, etc. (Protenas)

Control de funciones qumicas orgnicas en el organismo (Vitaminas y Minerales)

Este conocimiento nos permite ser ms exigentes y selectivos con los industriales de la alimentacin y sus respectivos productos, ya que sabemos cules nutrientes son los que necesitamos en mayor o menor cantidad, adems de poder incluir determinadas caractersticas nutricionales con nuevos alimentos industrializados.

Existen tres tipos fundamentales de tecnologa de obtencin de alimentos:

a) Emprica (familiar y artesanal): practicada en pequeos talleres y hogares tradicionales.

b) Semi-industrializada: usada por la pequea y mediana industria, y en la cual se aplican ciertos avances cientficos y tecnolgicos.

c) Industrializada: que explica los ltimos logros cientficos y tecnolgicos.

Aunque en sus inicios, la gran tecnologa industrializada solo produca artculos al alcance de pocos, por sus altos precisos, y ocasionaban la prdida de algunas propiedades y caractersticas de los alimentos durante sus procesos; hoy en da se pueden conseguir dichos productos incluso con mejoras nutricionales (ricos en fibra, bajos en colesterol, en sodio y caloras, o con mayor riqueza vitamnica, etc.) y a muy bajo precio ya que el gran volumen de produccin que generan estas empresas les permiten bajar sus costos y como consecuencia abaratar los artculos.

LA LECHE La leche es la secrecin de glndulas mamarias de los animales mamferos hembras y su color es blanco alguna tonalidad en amarillo segn la riqueza en grasas.

La leche fresca de vaca tiene un pH de 6,5 a 6,6 y su densidad vara segn la poca del ao, oscilando de 1,027 a 1,035 Kg. /L una temperatura de 15 C. Su composicin en porcentaje peso se muestra en la siguiente tabla, en la cual adems se hace una comparacin con otros tipos de leche, incluyendo la humana.

COMPONENTESVACACABRAHUMANAOVEJAYEGUA

Agua87.786.088.281.390.1

Grasa3.64.63.36.91.3

Lactosa4.74.26.85.26.5

Protena3.34.41.55.61.6

Cenizas0.80.80.21.00.5

El empleo ms comn de este alimento es el consumo humano diario, y en la industria se le utiliza para la fabricacin de queso, mantequilla, crema, yogurt y otros tipos de leche (descremada, evaporada, en polvo, etc.).

La leche es susceptible a la descomposicin debido a que no es un producto estril al momento de la ordea. Para mejorar la calidad de la leche se procede primero a un filtrado para separar las impurezas gruesas. Posteriormente se somete a una pasteurizacin.

La pasteurizacin es un proceso que debe su nombre al cientfico. Louis Pasteur, quien descubri que con un calentamiento de 70 C durante 1 minuto y luego con un enfriamiento sbito a 5C o menos, se destruyen los microorganismos patgenos.

Hoy en da contamos gracias a los avances tecnolgicos y cientficos, como la pasteurizacin instantnea, la cual consiste en un calentamiento muy regular de 70 a 75 C durante 15 20 segundos al abrigo del aire en aparatos que enfran inmediatamente la leche y sale a temperatura igual o menor a la de entrada.

EL QUESO

Como ya se mencion, la leche da origen a muchos productos industriales, entre ellos, el queso, mismo que se aborda en el desarrollo de esta prctica.

Los quesos son productos que conservan parte de las protenas de la leche, como son las casenas (del latn caseus). Existen diferentes tipos de queso que presentan caractersticas sensoriales distintas y especficas de acuerdo con el proceso de elaboracin al que han sido sometidos y se tienen quesos cuya vida til es corta (das) y otros cuya vida til es larga (meses).

La gran variedad de quesos existentes en el mbito mundial se puede agrupar en dieciocho tipos de acuerdo con el proceso de fabricacin y a su vez, la composicin vara segn el tipo de queso. Aproximadamente, a partir de 10 Kg. de leche, se producen 9 Kg. de suero (parte liquida) y 1 Kg. de queso (parte slida o cuajada).

El queso es un gel parcialmente deshidratado que resulta de la coagulacin de la leche por medio cido lctico de origen bacteriano, o por la adicin de enzimas (cuajo), se debe cuidar que la leche este fresca, limpia, de sabor agradable, con una acidez de 0.16% a 0.18 % con un contenido en grasa de 3.2 a 3.4 % y debe ser pasteurizada.Las seis etapas que constituyen la fabricacin de ste derivado lcteo, son:

1) Coagulacin de las protenas

2) Cortado de coagulo

3) Desuerado

4) Salado

5) Prensado

6) Maduracin MATERIAL Y EQUIPO SUSTANCIAS

1 Balanza granataria o elctrica.

1.Soporte universal con anillo grande y tela de asbesto.

1 Mechero Bunsen.

1 Esptula metlica grande

1 Probeta de 500 ml

1 Densmetro1 Vaso de precipitados de 100 ml

2 Vasos de precipitados de 2000 ml..... Vasos de precipitados de 1000 ml1 Termmetro (-10 a 100C)

1 Vidrio de reloj

1 Varilla de vidrio (agitador)

2 Tiras de papel pH

(*)1 Esptula de madera

(*)1 Molde de plstico

(*)2 Pares de guantes desechables de .. polietileno

(*)1/2Metro de tela manta de cielo(*) 2L de leche entera y pasteurizada ..LALA, Boreal o Alpura

Cloruro de calcio (CaCl2)

.Cuajo CUAMEX

(*) Sal yodatada (de mesa)

(*) 1,5 L de agua potable (embotellada)

(*) 120 g de leche en polvo(*) Material aportado por los alumnos

PROCEDIMIENTO

NOTA: Antes de comenzar, lave muy bien todo su material con agua y detergente.

Luego, enjuague con agua potable.

En cada equipo de trabajo es posible hacer los dos tipos de queso si as se desea.

Experimento 1. Produccin de queso tipo canasto.1. Llene una probeta de 500 ml con leche entera y proceda a determinar su densidad, con un densmetro (figura 1).

2. Vace 1,5 L de leche en un vaso de precipitados en 2 litros y caliente a 37 C (figura2). Tenga cuidado de no romper el termmetro cuando este dentro del vaso.

3. Disuelva en 20 ml de agua potable, 1 g de cloruro de calcio y 15 gotas de cuajo CUAMEX. Agregue esta mezcla a la leche, agitando con la esptula de madera.

4. Deje reposar por espacio de media hora y despus de este tiempo, corte el cuajo en cuadros.

5. Utilizando los guantes, dos personas procedern a separar el queso del suero, por filtracin, empleando la manta de cielo y recibiendo la fraccin liquida en otro vaso de precipitados (figura 3).

6. Lave su producto con agua potable y agregu 5 g de cloruro de sodio (sal yodatada). Pruebe su producto para saber si es necesario o no, agregar ms sal.

7. Mezcle bien y de forma a su queso en un molde (figura 4)

8. Pese el producto obtenido.

9. Separe una pequea muestra de queso (de 1cm) y mzclela con 20 ml de agua en un vaso de precipitados.

Fig. 1 Densidad Fig. 2 Calentamiento

Fig. 3 Filtracin

INCLUDEPICTURE "http://raulcalasanz.files.wordpress.com/2009/10/tiras_ph.jpg?w=300&h=232" \* MERGEFORMATINET 10. Finalmente, mida su pH con papel indicador (figura 5).

11. Anote sus observaciones y resultados en la tabla correspondiente.

Experimento 2. Produccin de queso tipo panela1) Mida con una probeta, 500 ml de leche fresca pasteurizada y vacela a un vaso de 1 litro.

2) Adicione 120 gramos de leche en polvo y mezcle con la esptula de madera, hasta disolucin total.

3) Una vez hecha la mezcla, psela nuevamente a la probeta y determine su .densidad (figura 1). Anote el dato obtenido.

4) Luego, en el vaso de 1 litro, caliente la leche a una temperatura de 30 C.

5) Prepare 20 ml de agua destilada en un vaso de 100 ml y adicione 1 gramo de .cloruro de calcio y 0,7 ml (14 gotas) de cuajo CUAMEX (figura 2).

6) Verter poco a poco el contenido del vaso a la leche, agitando hasta .homogeneizacin completa.

7) Esta mezcla se deja reposar por espacio de 30 minutos. Observe la formacin .de una fraccin slida que es el queso o cuajada.

8) Transcurrido el tiempo de reposo seccione con la esptula la fraccin slida, en .pequeos cuadros.

9) Caliente nuevamente a 40 C con el fin de separar el suero y hacer elstica la .cuajada. (20 minutos).

10) Adicione 20 gramos de cloruro de sodio (sal yodatada), mezclando .uniformemente.

11) Utilizando los guantes, entre dos personas proceden a pasar el queso a una .manta, (figura 3), esto se realiza en el molde perforado.

12) Pese el queso obtenido(figura 4)

13) Separe una muestra de 1 cm3, mzclela con 20 ml de agua en un vaso y mida su .pH .con papel indicador (figura 5).

14) Anote sus observaciones y resultados en la tabla correspondiente.RESULTADOS EXPERIMENTALES

Volumen de leche =Litros

Densidad =Kg./L

Masa de leche =Kg.

Masa del queso =Kg.

pH del queso=

Porcentaje masa de leche

Correspondiente al queso =%

% = Masa del queso = (100)

Masa de la lecheCUESTIONARIO

1) Calcule usted con base en el costo de las materias primas, el costo de produccin del queso obtenido en esta prctica, expresando su resultado en $/Kg.Costo de la leche fresca $ . (1litro)

Costo de la sal $ . (1 gramo)

Costo del cuajo $ (10 m)

Costo de la leche (polvo) $ . (Bote de 360 gramos)

Costo del agua $ (1 botella de 1,5 litros) 2) Investigue en anuarios del INEGI y de la Cmara Nacional de la Industria Lechera, cual ha sido la produccin de la leche bovina en cinco entidades del pas y que porcentaje de esta produccin se destina a la elaboracin de quesos.

3) Cite el nombre de cinco empresas dedicadas a la produccin de queso panela.

4) Qu porcentaje masa, representa el queso fresco obtenido, con respecto a la masa total de leche, de la cual se extrajo?

5) Qu es el cuajo y de dnde se extrae?

6) Qu otro nombre tiene y que funcin desempea el cuajo en este proceso?

7) Para qu se agrega cloruro de sodio al producto final?

8) Construya un diagrama de flujo que ilustre el proceso de produccin de queso.

9) Efecte el correspondiente balance de materiales, con sus datos experimentales.

10) Identifique un subproducto en este proceso y su posible aplicacin como materia prima en otra industria.

11) Si el suero se desecha al drenaje, qu problemtica ambiental se genera y que solucin se podra dar al respecto?

12) Qu determinaciones analticas se hacen al queso, (en forma general), para verificar su calidad?

13) Cmo relaciona usted lo aprendido en esta prctica, con su campo de trabajo, la administracin industrial?CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFA

MANUAL DE PROCESOS QUMICOS EN LA INDUSTRIA (TOMO LL)AUSTIN, GEORGE T.EDITORIAL MC GRAW HILL. MXICO, 1988ALIMENTOS, MANUAL DE ANLISIS FISICOQUMICOSPEREIRA, FABIOLAEDITORIAL UNIVERSIDAD AUTNOMA YUCATN. MXICO, 19988INTRODUCCIN ALA TECNOLOGA DE LOS ALIMENTOS (TEORA Y PRCTICA)ACADEMIA DEL REA DE PLANTAS PILOTOENCB-IPN. MXICO, 1992CIENCIA DE LA LECHE CHARLES, ALAIS EDITORIAL CECSA. MXICO, 1970ELEMENTOS DE TECNOLOGA DE LOS ALIMENTOS

DESROSIER

EDITORIAL. MXICO 1972IPN

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PRCTICA N 3PROCESOS EN LA INDUSTRIA FARMACUTICA: SNTESIS DE LA ASPIRINAOBJETIVOS

CONSIDERACIONES TERICAS

La farmacologa es la ciencia que estudia el mecanismo de accin de los frmacos y los efectos que producen en el organismo y comprende un grupo de ramas estrechamente relacionadas entre s.

La farmacia puede definirse como:

1) El arte de preparar los medicamentos.

2) Una lista controlada por las autoridades gubernamentales de los nombres y caractersticas de los frmacos y su uso.

La frmacos son sustancias usadas para tratar una enfermedad o aliviar sus sntomas, y pueden adoptar la forma slida (tabletas, supositorios, grageas, etc.), liquida (jarabes, soluciones, suspensiones, etc.) o gaseosa (anestsicos).

Un siglo atrs los frmacos no llegaban a una docena; en la actualidad son cientos de ellos aunque algunos pueden producir reacciones secundarias no deseables, y de que los muchos compuestos que se preparan en los laboratorios de investigacin, solo uno de cada 6,000 lleguen al mercado.

El desarrollo de un compuesto para convertirlo en medicamento aprobado oficialmente, requiere de seis a nueve aos de investigacin y control, adems de tener un costo muy elevado. Entre las caractersticas que se toman en cuenta para el estudio de los frmacos encontramos las vas de administracin, los mecanismos de reaccin, su metabolizacin, su eliminacin, su accin sobre la sangre y contra las infecciones as como su accin en el corazn y sobre los aparatos digestivo, respiratorio y nervioso. Por ltimo, su preparacin, origen y control.

Aunque las definiciones de la palabra medicamento pueden variar, la Organizacin Mundial de la Salud aprob lo siguiente:

Toda sustancia contenida en un producto farmacutico empleada para modificar o explorar sistemas fisiolgicos o estados patolgicos en beneficio de la persona a la que se le administra.

Por otro lado, la medicina es la ciencia que estudia las enfermedades, su tratamiento y su prevencin.

La medicina de uso externo o clnico se refiere a un tratamiento teraputico y medicamentoso, en tanto que la medicina de uso externo se refiere a tratamientos de tipo quirrgico y a su vez, estos tipos de medicina entran en clasificacin de la medicina ortodoxa o comn.

Otras clases de medicina son por ejemplo la popular y la heterodoxa. La primera de ellas se basa esencialmente en la aplicacin de medicamentos totalmente naturales cuyo conocimiento y mtodos de obtencin han sido transmitidos por la tradicin.

Gracias a F. Hoffmann, qumico y farmacutico alemn, nacido en 1868, hoy en da contamos con uno de los frmacos que despus de cien aos de existencia sigue siendo de los ms ampliamente empleados, la ASPIRINA.

Hoffmann buscaba un alivio para su padre artrtico dentro del grupo de los salicilatos, encontrando finalmente el cido acetil-saliclico, compuesto sintetizado por Von Gerhard en 1953.

Hoffmann prob y desarrollo un mtodo comercial para producirlo a solicitud de Heinrich Dreiser, director de investigacin farmacolgica en BAYER. Se interes en su estudio y su vez convencido de su eficacia, envo muestras a varios mdicos. Los resultados fueron espectaculares. La sustancia lanzada al mercado en 1899 bajo la marca registrada ASPIRINA, ha sido usada en todo el mundo, y sigue siendo objeto de investigacin encontrndosele inclusive, uso en padecimientos tromboemblicos.

La sal sdica del cido acetilsaliclico es un cristal en forma de agujas, se descompone cuando se calienta y no posee un verdadero y definido punto de ebullicin. El punto de descomposicin vara entre 129 C y 133C, es muy soluble en alcohol y en ter, pero es poco soluble en agua. Industrialmente, el cido acetilsaliclico se elabora pulverizando el cido saliclico hacindolo reaccionar con anhdrido actico y licor madre durante tres horas en un reactor vidriado.

Posteriormente, se reduce la temperatura a 3C producindose una cristalizacin, enseguida se extrae una parte de licor madre (til para el siguiente proceso) y el resto se separa por centrifugado. Los cristales obtenidos son introducidos en un secador rotatorio para eliminar la humedad, el resultado es la ASPIRINA en bruto, que pasar a otros procesos de purificacin y preparacin, antes del envasado para su venta al pblico.

Es difcil que un medicamento se administre en forma pura, generalmente, su formulacin corresponde a una mezcla del principio activo con otra sustancia que facilita la desintegracin del mismo. A este complemento, que se puede ser un azcar o almidn en el caso de un slido, se le llama excipiente. MATERIAL Y EQUIPO SUSTANCIAS

1 Balanza electrnica(*)

1 Estufa atmosfrica con termmetro

1 Mquina pastilladora(*)

1 Bomba de vaco y conexin

...con trampa para humedad(*)1 Bureta de 25ml montada en un soporte (*) 1 Vaso de precipitados de 100 ml

1 Vaso de precipitados de 250 ml

1 Tubo de ensayo de 20 x 200 mm

1 Pinza para tubo de ensayo

1 Vidrio de reloj

1 Esptula chica

1 Mechero Bunsen

1 Matraz Kitasato

1 Embudo Buchner con tapn de hule

1 Termmetro (-10 a 110oC)

1 Soporte universal con anillo

...de hierro y tela de asbesto


1 Piseta con agua destilada

1 Pinza para crisol

1 Mortero de Porcelana con pistilo

1 Hoja de papel filtrocido saliclico (C7H6o3)

Anhdrido aceitico (C4H6O3)

cido sulfurito concentrado (C2H6O3)

Agua destilada (en piseta)

(*) por grupo

PROCEDIMIENTO1) Pese con exactitud sobre un vidrio de reloj, 1.5 gramos de cido saliclico y colquelo en el tubo de ensayo. Por precaucin, tome siempre el tubo con las pinzas.2) Adicione 2 ml de anhdrido actico (figura 1) y 2 gotas de cido sulfrico concentrado (figura 2)

3) Con la varilla de vidrio, agite la mezcla de reaccin y ponga a calentar el tubo (con su contenido), en un bao Mara hasta le disolucin total del slido. La temperatura del bao deber mantenerse entre 50o y 60o C. (figura 3). NOTA: tenga cuidado de calentar lentamente y de orientar correctamente el tubo, ya que podra proyectarse el contenido.

4) Cuando se haya disuelto completamente el slido, deje enfriar el tubo y adicione 20 ml de agua destilada.

5) Pase el contenido del tubo a un vaso de precipitados.

6) Lave el tubo de ensayo con agua destilada, vertiendo los lavados al vaso de precipitados.

7) Agite vigorosamente con la varilla, la solucin contenida en el vaso hasta que aparezcan los cristales.

8) Mientras se completa la cristalizacin, prepare un embudo Buchner para filtracin a vaco, con su papel.

9) Coloque el embudo sobre un matraz Kitasato, humedezca el papel y proceda a filtrar, encendiendo la bomba de vaco (figura 5). Lave el vaso con pequeas cantidades de agua destilada y vierta sobre los cristales filtrados.

10) Efecte varios lavados con agua destilada y deje conectado el vaco durante algunos minutos para eliminar la mayor cantidad posible de lquido. NOTA: se necesitan unos 300 ml de agua destilada para efectuar los lavados y estos no deben verterse al drenaje. Colecte las aguas del lavado, y al finalizar la prctica, su profesor(a) proceder a neutralizar este desecho, con solucin de NaOH, antes de eliminarlo por el vertedero.

11) Perciba el aroma del producto y cuando ya no se advierta la presencia de cido actico, suspenda el lavado y la filtracin.

12) Terminada la operacin, desconecte la Bomba, abra la vlvula de venteo.

13) Coloque el papel filtro, en un vidrio de reloj y llvelo a la estufa, deber estar entre 50 y 70oC, el tiempo de secado puede ser entre 20 a 30 minutos, por lo que se recomienda observar en intervalos para verificar el estado del producto.

14) Una vez seco su producto, proceda a triturarlo en el mortero y luego, a darle forma de pastilla o tableta, empleando la mquina que se tiene para tal fin (figura 6).

15) Pese su pastilla sobre el vidrio de reloj.

16) Anote sus observaciones y resultados.

REACCIN QUMICA

cido sulfrico

cido saliclico + Anhdrido actico Ac. Acetil-saliclico + Ac. Actico

INCLUDEPICTURE "http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:wc2Ym9YEBG6KPM:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/Deank_stark_apparatus.png/180px-Deank_stark_apparatus.png&t=1" \* MERGEFORMATINET Fig.2 Adicin de cido sulfrico

Fig. 1 Adicin de

Anhdrido actico

Fig.3 Bao Mara entre 50 y 60C Fig. 4 Filtracin a vaco

Fig.5 Formacin de la pastilla Fig. 6 Determinacin

o tableta. de la masa del producto.

RESULTADOS EXPERIMENTALESMasa del vidrio de reloj (limpio y seco)=gramos

Masa del vidrio con el producto=gramos

Masa del producto (aspirina)=gramos

CUESTIONARIO

1) Cul es el nombre qumico del principio activo de la aspirina?

2) Explique en que consiste cada una de las tres principales acciones teraputicas de la aspirina.

3) Qu funcin desempea el cido sulfrico en la reaccin?

4) Por qu no es posible consumir la tableta formada de aspirina?

Sugiera alguna tcnica para purificar el producto.

5) Anote la ecuacin qumica (con frmulas y nombres), de la reaccin que se llev a cabo.

6) De acuerdo con sus datos experimentales, calcule el rendimiento o eficiencia de la reaccin.

7) Dibuje un diagrama de bloques ilustres todo el proceso, en el que se vean expresados sus datos, para comprobar el balance general de materiales.

8) Con base en el costo de las materias primas, calcule el costo de produccin de la tableta que usted produjo en el laboratorio.

9) Calcule la cantidad de cada materia prima que se requiere para producir un milln de cajas con 12 tabletas cada una de aspirina, considerando que cada tableta pesa 500 mg y que la eficiencia de la reaccin es el 98%.10) Cul sera la participacin de usted, como Administrador Industrial en una empresa de tipo farmacutico?11) Por qu fue necesario neutralizar las aguas de lavado, antes de desecharlas y que importancia de tipo farmacutico?

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFAMANUAL DE PROCESOS QUMICOS EN LA INDUSTRIA (TOMO LLL)AUSTIN, GEORGE T.EDITORIAL MC GRAW HILL, MEXICO, 1998EXPERIMENTOS DE QUMICA ORGNICADOMNGUEZ XORGE A.EDITORIAL LIMUSA, MXICO. 1978QUMICA ORGNICA DEVORE G. Y MUOZ MENA, E.EDITORIAL P.C.S.A., MXICO, 1969IPN

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PRCTICA N 4PROCESOS DE LA INDUSTRIA FORESTAL: RECICLADO DE PAPELOBJETIVO

CONSIDERACIONES TERICASLa celulosa es el producto que constituye la parte fundamental de las paredes de las clulas vegetales y est formada por hidratos de carbono. El algodn, el yute, el lino y el camo, estn constituidos por celulosa pura en un 95% mientras que las frondosas y confieras contiene ms de un 50%. La celulosa tiene una gran importancia tanto tcnica como econmica puesto que los pases que tiene materia prima y adecuada tecnologa, satisfacen sus propias necesidades y las de otros pases y tal es el caso de Mxico que exporta los excedentes de celulosa as como productos elaborados con la misma.

Un anlisis elemental de la celulosa pura da como informacin que est constituida por un 44,4% en peso de carbono, 6,2% de hidrogeno y 49.4% de oxgeno. Valores que conducen a la frmula emprica C6H10O5, de peso molecular 162, aunque generalmente se expresa como un polmero (C6H10O5)n donde el valor de n vara desde 100 hasta 5000.

La celulosa se extrae de la madera de las confieras y de las latifolias, del algodn, del lino, y de las plantas expresamente cultivadas como la caa comn y el esparto de Libia. Los principales procedimientos de obtencin de celulosa son:

a) a la sosa

b) al sulfito neutro

c) al sulfato

d) al cloro y

e) al bisulfito.

La preparacin de los vegetales es comn en todos los procedimientos donde los troncos de madera se descortezan y se desmenuzan; las plantas anuales y la caa se desempavan y se deshojan para posteriormente pasar a trituracin o desmenuzamiento, segn se requiera.

La celulosa obtenida al pasar por alguno de los procesos mencionados es todava oscura y contiene cantidades ms o menos importantes de residuos en sustancias incrustantes. Se denomina celulosa bruta que es sometida a posteriores purificaciones mediante tratamiento en fro, en caliente, segn el grado de pureza deseado. Por ltimo, se blanquea con soluciones como los hipocloritos y los perxidos.

FABRICACIN DEL PAPELEl papel consta especialmente de una capa delgada de fibras vegetales, Celulsicas, perfectamente superpuestas y mezcladas con otros componentes.

Las etapas que conforman la fabricacin de papel, son:

1) Desmenuzamiento

2) Refinacin

3) Preparacin de la pasta y

4) Formacin de la hoja.

Algunos tipos de papel que se fabrican son:

- Para diarios

- De Offset para imprenta

- Papel Biblia

- Filtro

- Para embalaje

- Cartn

- Cartulina y

- Moneda.

Los parmetros que definen la calidad del papel son el gramaje, la humedad, el espesor, la lisura, la porosidad y la resistencia al desgarramiento.

Actualmente, una gran cantidad de papel de desecho est destinada a la fabricacin de cartones, cartoncillos y lminas acanaladas de cartn, papeles para envolturas y para escritura, entre otros productos, por lo que el reciclado de fibras de papel de desperdicio resulta ser de inters econmico y ecolgico, aunque uno de los problemas que se debe resolver previamente, es el destintado.Las fases de los procesos de reciclado son generalmente las siguientes:

1. desfibrado o preparacin de la materia prima

2. coccin y

3. eliminacin del material no celulsico MATERIAL Y EQUIPO SUSTANCIAS

2 Soportes universales

1 Anillo de hierro y tela de asbesto

1 Vaso de precipitados de 500 ml desperdicio

1 Matraz de destilacin de 250 ml agua de la llave

1 Refrigerante recto con mangueras de hule1 Probeta de 10 ml

1 Vidrio de reloj

1 Matraz Erlenmeyer de 250 ml

1 Pinza para bureta

1 Pinza de tres dedos con nuez

1 Pinza para crisol

1 Termmetro (-10 a 110(C1 Varilla de vidrio (agitador)1 Esptula chica1 Pistilo de porcelana (de mortero)

1 Mechero bunsen

1 Juego de bastidor y recipiente de plstico

1 Lienzo o papel secante (*)1 Regla o escalmetro de 20 cm (*)1 Licuadora (por grupo)

1 Balanza electrnica (por grupo)

1 Estufa atmosfrica con termmetro (por grupo)(*) Madera fresca en trozos

(*) 2 Hojas de papel bond de

desperdicio

Agua de la llave

(*) Material aportado por los alumnos

PROCEDIMIENTO

Experimento 1. Destilacin seca de la madera1) Arme el equipo como se ilustra en la figura 1.

2) Pese cinco gramos de madera recin cortada (de pino o de ocote), misma que debe estar fraccionada en trozos pequeos.

3) Introduzca la madera al matraz y proceda a destilarla, asegurndose de que las conexiones (tapones, agua, gas) sean correctas.

4) Observe la temperatura la cual destila la primera fraccin y permita que suba hasta un mximo de 92-93oC. Luego la temperatura descender nuevamente y en ese momento deber suspender el calentamiento.

5) Terminando la operacin, la cual tiene unos cuantos minutos, deje enfriar el matraz con su contenido. Luego, suspenda el flujo de agua refrigerante.6) Mida el volumen del destilado y pese el residuo solido contenido en el matraz.

7) Anote sus observaciones y resultados en relacin con este experimento.RESULTADOS EXPERIMENTALES

Masa inicial de madera=gramos

Masa final de residuo slido=gramos

Volumen de destilado=ml

Temperatura a la que se obtiene el destilado:C

Tiempo de operacin:minutos

Descripcin fsica del destilado: _________________________________________

Descripcin fsica del residuo slido: _____________________________________

ANEXOObserve el cromatrograma que se muestra ms adelante y que corresponde a un anlisis cuantitativo de la composicin del destilado de la madera de pino. Cada pico es un compuesto y el rea que ocupa es proporcional a su porcentaje o cantidad dentro de la mezcla. Para llevar a cabo este tipo de anlisis, se inyecta una muestra de 1 microlito a una columna de un aparato llamado cromatografo de gases. Primero salen los compuestos ms ligeros y al final, los ms pesados. Una seal electrnica permite interpretar el resultado, como la aparicin de los picos en la grfica los cuales se identifican por comparacin con un estndar conocido, de alta pureza.

Fig. 1 Destilacin seca de la madera.

Fig. 2 Mezclado (agua y papel de Fig.3 Filtracin. desperdicio)

Experimento 2. Reciclado de Papel.

1) Doble dos hojas de papel bond de desperdicio para que puedan ser pesadas en la balanza

Masa de las dos hojas de papel de desperdicio: __________________gramos.

2) Fraccione ambas hojas en trozos pequeos de (1x1 cm aproximadamente).

3) Introdzcalos al vaso de la licuadora y adicione 125 ml de agua de la llave por cada hoja inicial de papel (figura 2), Densidad del agua 1g/ml

4) Efectu la trituracin y el mezclado poniendo en funcionamiento el motor del reductor de tamao (licuadora).

5) Suspenda la operacin cuando tenga una pasta de consistencia homognea.

6) Filtre la pasta entre dos hojas de malla metlica o bastidor recibiendo el filtrado en el recipiente de plstico.

7) Forme una hoja delgada con la pasta que se encuentra en el bastidor de malla metlica ejerciendo un poco de presin con la esptula o con el pistilo de porcelana para eliminar ms cantidad del agua que an contiene.

8) Pase la hoja formada a un lienzo o papel secante y cbrala con otro del mismo tipo.

9) Deslice la varilla de vidrio sobre la hoja ejerciendo presin hasta eliminar la mayor cantidad posible de agua.

10) Una vez formada la hoja de papel reciclando llvala (sobre la malla metlica) al interior de la estufa para que se quede una temperatura comprendida entre 85 y 95C.

11) Terminada la operacin de secado (30 a 50 minutos) deje de enfriar el papel proceda a pesarlo y finalmente determine su rea.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

Masa de la hoja:gramos

rea:cm2

CUESTIONARIO

1) Qu sustancias se obtienen el proceso de destilacin seca de la madera y cules seran sus posibles aplicaciones?

2) Calcule la masa del producto destilado de la madera, considerando que su densidad es de 0,8 g/ml.

Masa = (volumen de producto) (densidad)

3) Calcule el gramaje de la hoja de papel reciclado y exprese el resultado en g/m2

Masa de la hoja de papel (en gramos)

Gramaje=-----------------------------------------------------------

rea (en metros cuadrados)

4) Ilustre por medio de un diagrama de bloques cada proceso llevado a cabo en el laboratorio y sobre el esquema anote sus datos y resultados con objeto de establecer el balance de materiales. a) destilacin

b) reciclando del papel5) Investigue en anuarios INEGI de la Asociacin de Tcnicos de la Celulosa y el papel cual ha sido la produccin de papel para estructura durante los ltimos cinco aos y trace una grfica que ilustre esta situacin.

6) Problema.A partir de una muestra de cinco hojas de papel bond de desperdicio se obtiene una hoja de papel reciclado. Primeramente se hace una mezcla con un litro de agua y esta mezcla se somete a un prensado de tal manera que se elimina el 95% de agua inicial luego una etapa de secado permite obtener un papel de fibras recicladas cuyo contenido en agua es de 0,75% peso.

Efectuar un balance de materiales para el proceso anteriormente descrito.

Masa promedio de una hoja de papel: 4,5 g

Densidad del agua: 1g/ml

7) Qu tipos de energa identifica usted en cada uno de los procesos llevados a cabo en esta prctica?

8) Qu utilidad puede tener el agua de desecho que resulta en el proceso de .filtrado y prensado de la madera?

Asimismo, Qu aplicacin tiene el residuo slido obtenido en el proceso de destilacin seca de madera?

9) Cmo relaciona usted lo aprendido en esta prctica con su rea de trabajo la Administracin Industrial?

CONCLUSIONESBIBLIOGRAFAMANUAL DE PROCESOS QUMICOS EN LA INDUSTRIA (TOMO LLL)AUSTIN, GEORGE T. MEDITORIAL MC GRAW HILL, MXICO 1988QUMICA ORGNICADEVORE G.Y MUOZ MENA, E.+EDITORIAL: P.C.S.A MXICO, 1969INTRODUCCIN A LA QUIMICA INDUSTRIAL VIAN ORTUO NGEL.EDITORIAL REVERTE, ESPAA, 1996APNDICE

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PRCTICA N 5PROCESOS DE OBTENCIN DE PRODUCTOS MINERO-METALRGICOS:

PRODUCCIN DE COBREOBJETIVOS

CONSIDERACIONES TERICAS No obstante de la industria minera cuenta con ms de cuatro siglos de existencia en Mxico, se estima de las reservas son an muy abundantes y que nuestro territorio dista mucho de estar debidamente explorado. Las reservas potenciales no pueden considerarse como agotadas, por el contrario, los indicios de que disponen nos permiten mirar con optimismo el desarrollo futuro de esta industria.

Mxico se encuentra entre los primeros diez productores de plata, plomo, cinc y sal, entre otros productos de origen mineral.

Los yacimientos minerales son acumulaciones o concentraciones de una o ms sustancias que pueden ser tiles y en la mayora de los casos se encuentran escasamente en la corteza terrestre, se presentan como concentraciones extremas de metales primitivamente estaban dispersas y qumicamente combinadas.

Los aspectos considerados ms importantes para la extraccin y rentabilidad de un yacimiento mineral pueden clasificarse en los siguientes factores.

Precio del material

Naturaleza y magnitud del deposito

Ubicacin geogrfica y

Costo de extraccin

Los yacimientos minerales suelen calcificarse en: metlicos y no metlicos.

Los metales a su vez, se clasifican en:

Preciosos, como el oro y la plata.

Ferrosos, como el hierro y sus aleaciones

No ferrosos, como el cobre, el alumno y el cinc

Los metales no ferrosos son prioritarios para el desarrollo de la industria. En Mxico la mineraloga de estos metales no es compleja puesto que existe una gran cantidad de yacimientos conteniendo estos minerales. Los principales centros mineros se encuentran en sonora (cananea), Zacatecas (concepcin del oro), Chihuahua (santa brbara), y en San Luis Potos, donde se procesan aproximadamente de 72 a 120 millones de toneladas por ao de estos materiales.

Los principales consumidores nacionales de estos metales son CONDUMEX,

Mexicana de Conductores, Conductores de Monterrey, y Nacional de Cobre, en cuyos usos podemos destacar las tuberas, las aleaciones monetarias y las elctricas.

EL COBRE

El cobre es un metal que junto con el oro y la plata, comenz a utilizarse a finales de la edad de piedra. Hacia el ao 300 a.C. se descubri que fundindolo con estao se obtena un metal mucho ms duradero: el bronce, que dio su nombre precisamente a la edad de bronce, segundo gran periodo de la historia del ser humano.

La importancia del cobre en las industrias modernas deriva de sus muchas cualidades: se oxida poco y es excelente conductor del calor y la electricidad. Su color es rojo cuando esta puro, funde a 1083C y su densidad es de 8.92 g/cm3.

Por lo general, la industria lo ocupa bajo la forma de diferentes aleaciones como el bronce y el latn (cobre y cinc). Entre otras.

Los minerales ms importantes del cobre son los siguientes: malaquita (CuCO3), calcopirita (CuFeS2), calcocita (Cu2S), azurita (2CuCO3.Cu (OH) 2) y cuprita (Cu2O).

MATERIAL Y EQUIPO SUSTANCIAS

1 Balanza electrnica (por grupo)

1 Estufa atmosfrica con termmetro

... (Por grupo)

1 Desecador 1 Probeta de 100 Ml 1 Mortero de porcelana

1 Esptula chica

1 Vidrio de reloj

2 Vasos de precipitados de 100 ml

1 Embudo de tallo largo

1 Soporte universal de hierro, con

... Anillo chico


1 Pinza para crisol

1 Fuente de poder de C D y luego de

... caimanes (conexiones elctricas)

2 Electrodos (carbono y acero inoxidable)

1 Hoja de papel filtro (10 x 10 cm)

1 Magneto

1 Celda elctricaAzurita (mineral de cobre)

cido sulfrico (H2SO4 1 M)

Acetona (CH3COCH3)

Agua destilada (en piseta)

Azurita (2CuCO3.Cu (OH)2)

Fig. 1 Observacin del mineral Fig. 2 Trituraciones de mineral

Fig. 3 Adicin de cido sulfrico, agitando

hasta solucin total y filtracin Reacciones qumica:

Cu (OH)2 +H2SO4 CuSO4 +2H2O

CuCO3 + H2SO4 CuSO4 + H2O + CO2

PROCEDIMIENTO1) Pese en un vidrio de reloj, 1,5 gramos de azurita.

2) Observe el mineral y complete la tabla No.1 (en el cuestionario) de acuerdo con los datos que se presentan en la ficha tcnica (figura 1)

3) Triture el mineral hasta convertirlo en polvo fino y pselo a un vaso de precipitados (figura 2).

4) Adicione 40ml de cido sulfrico 1M (medidos con la probeta).

5) Agite con la varilla hasta disolucin total y luego filtre la mezcla, recibiendo el filtrado en otro vaso (figura3)

6) Lave con acetona los electrodos de su celda y espere que se sequen.

7) Pase el contenido del vaso (solucin de sulfato de cobre), a su celda electroltica, tapando el contenedor e insertando los electrodos.

8) Por medios de los caimanes, haga la conexin elctrica a la fuente de poder, la cual debe estar apagada. El electrodo de carbono va conectado a la salida negativa (-) de la fuente de poder y el electrodo de acero a la terminal positiva (+).

9) Encienda la fuente, ajuste el voltaje a 6 voltios y permita el paso de la corriente elctrica durante 30 minutos. no permanezca muy cerca de la celda, para evitar la inhalacin de los gases que se forman durante el proceso (figura 4).

10) Apague la fuente de poder y observe si la solucin perdi su color inicial. Si es as, pase al punto siguiente, en caso contrario contine con la electrlisis durante algunos minutos ms.

11) Separe por decantacin o por filtracin, el metal obtenido y colquelo sobre un vidrio de reloj limpio y seco.

12) Lleve a secar su producto a la estufa, a una temperatura entre 80 y 90o C.

13) Terminado el tiempo de secado, que puede ser de 20 a 30 minutos, saque su material y deje que se enfre en el desecador, por espacio de 5 minutos.

14) Por ltimo pese su producto (figura 5) y anote sus observaciones.

CUESTIONARIO

1) Qu propiedades fsicas tiene su mineral de cobre?

..Tabla No.1NOMBRE DEL MINERAL:

COMPOSICIN QUMICA:

PROCEDENCIA:

COLOR:

BRILLO METLICO:

PROPIEDADES MAGNTICAS:

DENSIDAD COMPARADA CON EL AGUA:

OTRAS PROPIEDADES:

2) Cules son las aplicaciones industriales y no industriales del cobre en nuestro pas?

3) Investigue en anuarios del INEGI, de la Secretaria de Energa y de la Direccin General de la Secretara de Minas e Industrias Paraestatal, cul ha sido la produccin de cobre en las cuatro principales entidades del pas durante los ltimos cinco aos y trace una grfica que ilustre esta situacin.

4) ProblemaCalcule la cantidad mxima de cobre que puede obtenerse a partir de 1kg de cada uno de los siguientes minerales:MINERALCOMPOSICIN QUMICA

MalaquitaCuCO3. Cu (OH)2

CrisocolaCuSiO3.2H2O

CalcopiritaCu2Fe2S4

5) Calcule con base en sus datos experimentales, el porcentaje de cobre en el mineral que se le proporcion.

Masa de cobre

%Cu = ------------------------ (100)

Masa de mineral

6) Sobre un diagrama de bloques, que ilustre el proceso completo, efecte un balance de materiales con los resultados obtenidos experimentalmente.

7) Con base en el costo del mineral, calcule el costo de produccin de 1kg de cobre.

.Costo de 1 kg de azurita = $ 75.00

8) Enliste por separado las operaciones y los procesos unitarios efectuados en esta prctica, correspondientes al proceso de produccin industrial del cobre.

9) Qu tipos de energa se aplican en cada etapa del proceso de produccin de cobre?

10) Qu es la ptina y cmo se forma?

11) Cmo relaciona usted lo aprendido en esta prctica, con su campo de trabajo, la Administracin Industrial?

CONCLUSIONESBIBLIOGRAFAMTODOS DE LA INDUSTRIA QUMICA (TOMO 1)TEGEDER, FRITZ Y MAYER, LUDWIG.EDITORIAL REVERT, ESPAA, 1987PRCTICAS DE QUMICA GENERAL ORGNICA E INDUSTRIALIBAEZ, JORGE EDITORIAL LIMUSA-NORIEGA, MXICO, 1993ENCICLOPEDIA DE TECNOLOGA QUMICAKIRK-OTHMEREDITORIAL JOHN WILEY AND SONS, E.U.A., 1985IPN

UPIICSA


PRCTICA N 6TRATAMIENTO Y ANLISIS DE AGUAOBJETIVOS

CONSIDERACIONES TERICASEl agua puede usarse para fines recreativos, para mantener la vida acutica y silvestre, para el riego agrcola y para el abastecimiento pblico , adems de ser una sustancia fundamental en muchos procesos industriales, mismos en los que puede intervenir como:

materia prima

disolvente o diluyente

medio de transporte de otras materias

medio trmico, al adicionar calor (agua caliente o vapor)

medio de refrigeracin, al sustraer calor.

sistema auxiliar (lavado, limpieza general, prevencin de incendios, etc.)

Un condicionante para la implantacin de la mayora de las industrias es la disponibilidad de agua en cantidad y calidad suficientes para las aplicaciones previstas.

Los muy diversos usos que se le dan al agua y la creciente demanda, la han convertido en un recurso limitado. Adems, las aguas residuales pueden ser la causa de un impacto ambiental cuyo control ya forma parte de los programas de bienestar social de cualquier gobierno.

MTODOS DE TRATAMIENTOCada proceso industrial requiere ciertas caractersticas especiales del agua que en l se utiliza; principalmente que se encuentre exenta de determinados contaminantes. Para poder eliminar las impurezas, el agua es sometida a varios tratamientos de purificacin aunque los procesos para los cuales est destinada, introduzcan en ella nuevos contaminantes.Las tcnicas de tratamiento del agua incluyen una amplia variedad de procesos de purificacin. Si el agua fuese siempre pura, o si tuviese siempre una composicin constante de los contaminantes presentes, su acondicionamiento para un uso industrial determinado seria simple y uniforme; sin embargo, como no es el caso, la eleccin del tratamiento a aplicar debe basarse en conocimientos especficos.

El tratamiento tiene como finalidad, evitar:

a) La introduccin de sustancias extraas en un proceso de fabricacin.

b) Los problemas asociados a la corrosin o incrustacin en el equipo y tuberas.

c) La alteracin ecolgica del medio al que se desecha el agua residual.

Antes de poder decidir sobre el tratamiento ms adecuado a aplicar se deben considerar algunos factores que reduzcan los costos como son: las inversiones, los plazos de amortizacin previstos, los consumos de productos qumicos, la energa, la mano de obra y los rendimientos o prdidas de agua en el tratamiento.

A continuacin se describen tres de los mtodos de tratamiento de agua ms utilizados. Decantacin o sedimentacinEs un proceso de separacin slido-lquido en el cual se aprovecha la fuerza de la gravedad. Esta fuerza imprime a los slidos, un movimiento descendente cuya velocidad depende de la forma, tamao y densidad de las partculas suspendidas, as como la densidad y la viscosidad del lquido que las contiene. Para obtener una mayor eficacia en el proceso de sedimentacin conviene obtener partculas pesadas y grandes; si esto no llegara a suceder espontneamente, puede recurrirse a una floculacin preliminar.

Cuando la concentracin de slidos es importante, la densidad aparente del lquido aumenta y se produce una sedimentacin retardada.

Las distintas fases de la sedimentacin pueden verse claramente con ensayos de laboratorio. Una muestra de una suspensin introducida en una probeta; al paso de unos instantes, forma en la parte superior una superficie libre, debajo de la cual sedimentan partculas y por encima de la cual hay agua limpia.

Floculacin

Es una reaccin de precipitacin que ayuda a limpiar el agua de partculas coloidales a travs de un tratamiento fisicoqumico preliminar.

Las partculas coloidales son consideradas as por tener una magnitud de 1 micra, a una milsima de micra y presentan cargas superficiales electrostticas que hacen que existan fuerzas de repulsin entre ellas y les impidan aglomerarse para sedimentar. Las sales de aluminio resultan ser buenos agentes floculantes.

El tratamiento consiste en neutralizar las cargas superficiales por medio de la adicin de electrolitos. La seleccin del reactivo ms conveniente depender de los resultados de los ensayos que se realicen previamente.

Las partculas formadas en la floculacin pueden ser an muy pequeas y de baja densidad, lo que puede solucionarse al adicionar polielectrolitos, polmeros de alto peso molecular solubles en agua. El proceso de floculacin puede realizarse exitosamente al proceso de decantacin, mediante turbinas o agitadores de palas, o en un equipo conjunto con el decantador.

Cloracin

Es un tratamiento terciario de aguas residuales que provoca la oxidacin mediante cloro o hipoclorito sdico. La cloracin final del agua depurada se emplea para lograr su esterilizacin, gracias al poder oxidante de la materia orgnica.

En un sistema de cloracin de agua, la cloracin de agua, la eliminacin de grmenes patgenos procedentes de aguas negras realiza con cloro gaseoso, aunque las instalaciones pequeas suelen emplear hipoclorito sdico porque su manipulacin es ms simple.La calidad del agua dulce puede afectarse negativamente por adicin de otras impurezas debido a las actividades del hombre, lo cual recibe el nombre de contaminacin que legalmente se define como cualquier impedimento de la calidad del agua que afecte ms razonable: 1) al agua para sus usos benficos o 2) a las instalaciones que sirvan para dicho usos benficos.

Con frecuencia el sabor, el olor y el aspecto del agua indican que est contaminada. En algunos casos la presencia de contaminantes peligrosos se revela solo por medio de pruebas qumicas precisas.

La tabla N 1 muestra algunos contaminantes del agua y la tabla N 2 muestra los parmetros que definen la calidad del agua.

Tabla N 1 Contaminantes comunes de tipo fsico, qumico y biolgico.TIPOEJEMPLOTIPOEJEMPLO

QUMICOCompuestos orgnicos

Iones orgnicos

Material radiactivo

FsicoSlidos flotantes

Material suspendido

Material asentable

Espuma

Lquidos insolubles

Calor

BIOLGICOBacterias patgenas

Virus

Algas

Maleza acutica

Tabla N 2 Parmetros que define la calidad del agua.

Qumicos Fsicos

Dureza Sabor y olor

Alcalinidad Color

Coloides Turbidez

Ph Conductividad y resistividad elctricas

Slidos disueltos

Slidos de suspensin

Residuo seco Biolgicos

Cloruros Demanda bioqumica

Sulfatos Demanda qumica de oxigeno

Nitratos Carbn orgnico total

Fosfatos Microbiologa

Fluoruros

Slice

Carbonatos y bicarbonatos Radiolgicos

Hierro La presencia de materiales radiactivos en

Metales txicos las aguas es un riesgo de importancia

Gases disueltos creciente, ms sanitaria que industrial.

En esta prctica se efectan pruebas de tipo fsico y qumico a una muestra de agua problema, con objeto de saber si es o no apta para el consumo humano, es decir, como agua potable.

MATERIAL Y EQUIPO SUSTANCIAS

2 Vasos de precipitados 500ML 4 Vasos de precipitados 100ML 2 Tubos de ensayo de 16 x 150 mm 1 Gradilla de madera 1 Pinza para tubo de ensayo 1 Varilla de vidrio (agitador) 1 Esptula chica

2 Pipetas graduadas de 10 ml

1 Vidrio de reloj 1 Mortero de porcelana con pistilo

2 Matraces Erlenmeyer de 250 ml

2 Buretas de 25 ml de soporte (por grupo) 1 Balanza electrnica (por grupo)

1 Desecador y un filtro de arena con carbn


Papel PH Agua problema y agua potable (*)

Hipoclorito de sodio (NaCIO al 1%)Sulfato doble de aluminio y potasio

(alumbre KAI (SO4)2 12 H2O)

Permanganato de potasio

(KMnO4 0,0025 M)

Solucin de AgNO3 0,05 N

Indicador de cromato de potasio

Solucin de HNO3 diluido (5%)

(*) Aportada por el grupo

PROCEDIMIENTO

Experimento 1. Tratamiento de Agua1) Lave todo su material de vidrio, enjuguelo con agua destilada y squelo.

2) Reciba 500ml de agua problema, observe su aspecto y reciba su olor (figura 1)

3) Deje reposar su muestra en el decantador, por espacio de 5 minutos y luego proceda a decantar, abriendo la llave para recibir la capa inferior (agua) en otro vaso de 500 ml (figura 5). Observe su aspecto, perciba su olor y mida el PH

4) Al mismo tiempo, lave el vaso en el cual recibi la muestra y squelo.

5) Con la pipeta, mida 2ml de la muestra de agua y llvelos a un tubo de ensayo. Verifique si existe materia orgnica en solucin, agregando 5 gotas de solucin de permanganato de potasio. Agite con la varilla de vidrio (figura 2). La decoloracin de la solucin, confirmara la presencia de materia orgnica.

6) Pese un vidrio de reloj, 0.1gr de sulfato de aluminio y potasio, y tritrelo en el mortero (figura3).

7) Agrguelo al vaso que contiene su muestra de agua y sobre una placa con agitacin magntica, mantenga una agitacin constante y suave hasta que se disuelva toda la sal agregada (alambre). Contine la operacin durante 5 minutos (figura 4).

8) Suspenda la agitacin pero deje el vaso sobre la placa, por el espacio de 10 a 15 minutos, hasta que observe la presencia de flsculos.

9) Pase el contenido de su vaso al filtro de arena y carbn activado. Abra la llave y reciba su muestra de agua en vaso de 500ml limpio y seco (figura 5).

10) Observe el aspecto del agua, perciba su olor y mida el PH

11) Coloque el vaso en la placa de agitacin magntica, adicione una gota de solucin de hipoclorito de sodio y agite durante dos minutos (figura 6)

12) Mida el volumen final de la muestra de agua, observe su aspecto y perciba su olor.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

TRATAMIENTOOBSERVACIONESPHVolumen (ml)

0. Muestra inicial de agua

1.Decantacin

2.Floculacin

3.Filtracin

4.Cloracion

Fig. 1 Muestra de agua Fig. 2 Materia orgnica Fig.3 Psala y molienda . de agente floculante

Fig. 4 Agitacin y floculacin Fig. 5 Decantacin y filtracin

Fig. 6 Clorinacin Fig. 7 Producto final

ANLISIS DE AGUA

Experimento 1. Determinacin de pH

1) Mida por separado, en un vaso de precipitados, 50ml de agua potable y 50ml de agua problema.2) Introduzca el electrodo del potencimetro y observe la lectura en la pantalla

Siempre que deba cambiar el electrodo de una solucin a otra, enjuguelo con agua destilada.

3) Anote sus resultados y observaciones.

Muestra de aguaPHObservaciones

Potable

Problema

Experimento 2. Determinacin de cloruros

1. A las muestras de los matraces 3 y 6 agregue 3 gotas de indicador de fenolftalena y observe la coloracin que se produce.

En caso de no observarse alguna coloracin, agregue tres gotas de indicador de cromato de potasio.Si aparece una coloracin neutralice con cido ntrico diluido (HNO3), adicionando gota a gota y agitando el contenido del matraz, hasta que la solucin se decolore, luego agregue tres gotas de indicador de cromato de potasio2. Titule ambas muestras con solucin de nitrato de plata AgNO3 0.05 N hasta que la solucin cambie de amarillo a rojo ladrillo

3. Registre el volumen de nitrato de plata en cada caso.

Muestra de aguaVol. de AgNO3 0,05N (ml)Observaciones

Potable

Problema

Calculo para determinar cloruros

[CL] = (VAgNO3) (NAgNO3) (Eq CL) (1000) Vm

[CL] = concentracin del ion cloruro en ppm

VAgNO3 =volumen de nitrato de plata gastado en la titilacin, en ml

NAgNO3 = concentracin de la solucin de nitrato de plata en normalidad

Eq CL = equivalente qumico del ion cloruro = 35, 5 gramos

Vm = volumen de la muestra de agua en ml

Experimento 3. Determinacin de materia orgnica1. Numere dos tubos de ensayo (1,2)

2. Mida 2ml de agua potable y llvelos al tubo No. 1 luego, proceda de igual manera con el agua problema, en el tubo No. 2

3. Adicione a cada tubo, cinco gotas de permanganato de potasio (KMnO4)

4. Anote sus observaciones Muestra de aguaMateria orgnicaObservaciones

Potable

Problema

Fig. 1 Determinacin de pH Fig. 2 Materia orgnica

Fig. 3 Titulacin (montaje para determinar cloruros)

CUESTIONARIO

1) Qu porcentaje del agua recuperada al final de la serie de tratamientos?

% recuperado = Volumen final (100)

Volumen inicial

2) Describa cual es la funcin que desempea cada una de las siguientes sustancias agregadas en cada paso del proceso total de tratamiento.

Carbn activado b) cloro c) alambre

3) El agua que recupero finalmente, es potable? explique la razn de su.respuesta.

4) Qu uso podra darle el agua que ha sido tratada?

5) Dibuje un diagrama de bloques que ilustre todo el proceso y sobre este, anote sus resultados experimentales.

6) A qu instituciones recurrir usted por informacin de tipo tcnico y econmico relacionada con los mtodos de tratamiento del agua?

7) Problema. 5000 litros de agua con una densidad de 1,15 g/ml y con un.contenido en slidos insolubles del 2% y de slidos solubles del 17 % se someten a una serie de tratamientos. Primero se filtra el agua de tal manera que se eliminan todos los slidos insolubles y 3,5 % del agua inicial. Segundo: .se agregan 5g de agente floculante por cada kilogramo inicial de agua y por sedimentacin se eliminan el 95% de los slidos formados (los que se tena, .ms el Agente floculante), finalmente se adicionan 0.75 g de cloro por cada 1000 kg de agua resultante del paso anterior, trace un diagrama de bloques que ilustre el proceso y efecte el correspondiente balance de materiales.

8) Qu significa las siglas ppm?

9) De acuerdo con el dato de pH clasifique cada muestra de agua en acido o base y en su caso, fuerte o dbil

10) Cmo relaciona usted lo aprendido en esta prctica con su campo de trabajo la Administracin Industrial?

CONCLUSIONES MANUAL DE PURIFICACIN DEL AGUA

LESUR, LUIS ET AL.

EDITORIAL TRILLAS, MXICO, 1998.

BIBLIOGRAFA QUMICA DEL AGUA, MANUAL DE LABORATORIO JENKINS, DAVID ET AL.EDITORIAL LIMUSA-NORIEGA, MXICO 1993TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES RIGOLA. L. MIGUEL EDITORIAL MARCOMBO-PRODUCTICA, ESPAA, 1989QUMICA ENFOQUE ECOLGICO DICKSON, T. R. EDITORIAL LIMUSA, MXICO, 1980 IPN

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PRACTICA N 7ANLISIS DE AGUAS

OBJETIVOS

CONSIDERACIONES TERICASEl agua utilizable constituye uno de los recursos ms importantes del hombre y el agua potable es fundamental para la vida. Las civilizaciones siempre han florecido cerca de abastecimientos adecuados de ese lquido y adems, se han desarrollado tcnicas para trasportar el agua a grandes distancias y lograr administrarla de tal manera que pueda utilizarse una y otra vez de forma adecuada. Sin embargo, puesto que el agua es abundante en unas regiones, se ha descuidado y dado un mal uso, consecuentemente, esto ha constituido un problema desde que los seres humanos se han congregado en ciudades.

Si el agua noche trata de forma adecuada, su calidad puede degradarse de tal manera que ser muy costoso su purificacin.

Las aguas naturales son soluciones diluidas que contienen muchos compuestos qumicos y materias diversas suspendidas, como las partculas coloidales.

En la tabla N 1 se presenta una lista de la composicin del agua dulce comn.

Tabla N 1 Composicin de las aguas naturales.

FUENTEEN SUSPENSINDISPERSIN COLOIDALSOLUCIN

Litosfera Minerales y RocasArena

Arcillas

SuelosArcillas

SueloCO2 , CI-, CO3=

Na+, Ca++, SO4=PO4= F-

AtmsferaPolvos

MacropartculasPolvos

MacropartculasO2, N2, CO2, H3O+

BiosferaAlgas

Otras plantas y animales acuticos

BacteriasMacromolculas orgnicasMolculas orgnicas CO2, CH4, H2S, O2, NO3- , NH4+

La calidad del agua dulce puede afectarse negativamente por adicin de otras impurezas debidas a las actividades del hombre, lo cual recibe el nombre de contaminacin que legalmente se define como:

Cualquier impedimento de la calidad del agua que afecte ms razonable: 1) al agua para usos benficos o 2) a las instalaciones que sirvan para dichos usos benficosCon frecuencia el sabor, el olor y el aspecto del agua indican que est contaminada. En algunos casos la presencia de contaminantes peligrosos se revela solo por medio de pruebas qumicas precisas.

La tabla N 2 muestra algunos contaminantes del agua y la tabla N 3 muestra los parmetros que definen la calidad del aguaTabla N 2 Contaminaste comunes de tipo fsico, qumico y biolgico.TIPOEJEMPLOTIPOEJEMPLO

QumicoCompuestos orgnicos

Iones orgnicos

Material radioactivosSlidos flotantes

Material suspendido

Material asentable

Espuma

BiolgicoBacterias patgenas

Virus

Algas

Maleza acuticasFsicoLquidos insolubles

Calor

Tabla N 3 Parmetros que definen la calidad del agua.QumicosFsicos

DurezaSabor y olor

AlcalinidadColor

ColoidesTurbidez

PHConductividad y resistividad elctrica

Slidos disueltos

Slidos en suspensin

Residuo secoBiolgicos

ColurosDemande bioqumica de oxigeno

SulfatosDemande qumica de oxigeno

NitratosCarbn orgnico total

FosfatosDemande del cloruro

Fluoruros

Slice

Carbonatos y bicarbonatosRadiolgicos

HierroLa presencia de materiales radiactivos en

Metales txicosLas aguas es un riesgo de importancia

Gases disueltosCreciente, ms sanitaria que la industrial.

En esta prctica se efectuarn pruebas de dos tipo fsico y qumico a una muestra de agua problema con objeto de saber si es o no apta para el consumo humano, es decir, como agua potable. MATERIAL Y EQUIPO SUSTANCIAS

2 Tubo de ensayo de 16 X 150 mm

1 Gradilla de madera

1 Pinza para tubo de ensayo

2 Pipetas graduadas de 10 ml c/u

2 Vasos de precipitados de 100 ml

6 Matraces Erlenmeyer de 125 o de

...250 ml


3 Buretas de 25 ml en sus soportes

...(por grupo)

3.Vasos de precipitados de 10 ml

...(por grupo)

1 Potencimetro (por grupo)Muestra de agua potable (*)

Muestra de agua problema

Solucin de EDTA (versenato de sodio, titulo = 1)

Solucin de HCI 0.05N

Solucin de AgNO3 0.05N

Solucin de HNO3 diluido (5%)

Indicadores en solucin: eriocromo negro T (ENT), fenolftalena, anaranjado de metilo y cromato de potasio.

Solucin de KMnO4 0.003 M

(acidulada con H2SO4)

(*) Material aportado por los alumnos

PROCEDIMIENTONOTA: Antes de empezar, lave todo su material y enjuguelo con agua destilada.

Experimento 1. Determinacin de pH (figura 1)

1. Mida por separado, en un vaso de precipitados, 50ml de agua potable y 50ml de agua problema.

2. Introduzca el electrodo del potencimetro y observe la lectura en la pantalla. Siempre que deba cambiar el electrodo de una solucin a otra, enjuguelo con agua destilada.

3. Anote sus resultaos y observaciones.

Muestra de aguapHObservaciones

Potable

problema

Para los siguientes experimentos, numere seis matraces Erlenmeyer. En los tres primeros (1, 2,3) coloque 10ml de agua potable medidos con una pipeta y en los restan

aplicación de los proceso industriales lab

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