laboratori enginyeria química ii - etseq.urv.es · •el preinforme no serà de més de 2 pàgines...

Laboratori d’Enginyeria Química IICurs 2008-2009

ENGINYERIA QUÍMICA

3r Curs

LABORATORI D’ENGINYERIA QUÍMICA II

Memoràndum

Curs 2008-2009(setembre 2008)

“Good judgement comes from experience, experience comes from bad judgement”“Good judgement comes from experience, experience comes from bad judgement” 1


"No descobreixo les veritats a qui no desitgi descobrir-les, ni faig sortir de

ningú res que la pròpia persona no vulgui exhalar. Jo aixeco una de les vores

del problema, però si l'individu de qui es tracta no vol descobrir les altres a

partir de la primera, ja no ho repeteixo més"

Analectas, Confuci (551-479 a.C.)



1.Dades i personal

Assignatura: 176228 LABORATORI D’ENGINYERIA QUÍMICA (LEQII)

Ensenyament: Enginyeria Química Tipus: Troncal Crèdits ECTS: 6.0

Localització: Laboratori 305

Coordinador

Professor: Dr. Frank Stüber Despatx: 311

e-mail: [email protected] Tel.: 977-55-9671

Horari d'atenció: Dimecres de 10:00 a 13:00, Dijous de 15:00 a 18:00

Professor: Dr. Mamdouh Gadalla Despatx: 211

e-mail: [email protected] Tel.: 977-55-9661

Horari d'atenció: Dimarts de 11:00 a 12:30; Dimecres de 11:00 a 13:00

Dijous de 11:00 a 12:30; Divendres de 15:00 a 16:00

Professors Assistents

Sra. Ana Carolina Passuello Despatx: L213 Tel.: 977-558553 e-mail: [email protected] d’atenció: Dimecres de 16:00 a 19:00

Sr. Vacante Despatx: Tel.: e-mail:


mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


2. Objectius

Aprendre a planificar, executar, interpretar i comunicar els resultats d’un treball experimental, formant part d’un equip però amb plena responsabilitat individual.

• La metodologia del treball experimental, tant pel que fa a la planificació com a l’execució...

• El treball en grup...• L’autonomia en la presa de decisions...• L'esperit crític en l'avaluació dels resultats...

constitueixen l’essència d’aquesta assignatura.

El Laboratori d’Enginyeria Química II (LEQII) ha de servir per proporcionar a l’alumne/a una visió global de les diferents operacions unitàries que conformen una planta química, al mateix temps que es familiaritzen amb equips, aparells i metodologies que podran trobar més tard en el desenvolupament de la seva professió.

Durant la seva realització, els alumnes han de guanyar experiència en:

1. Experimentar la complicada naturalesa dels processos i equips reals.2. Resoldre problemes experimentals relacionats amb balanços de matèria i

energia, termodinàmica, transport de matèria, calor i fluids.3. Identificar els paràmetres que presenten més influència en les prestacions

de cada una de les operacions unitàries.4. Assumir simplificacions i hipòtesis que faciliten l’anàlisi lògic i la

descripció matemàtica dels processos.5. Reconèixer l’aplicabilitat de cada operació unitària front a un problema

determinat.6. Dissenyar procediments per a la posta en marxa, operació i parada dels

equips de laboratori.7. Optimitzar les condicions d’operació d’un sistema utilitzant les dades

experimentals obtingudes al laboratori.8. Analitzar l’impacte ambiental i els riscos potencials dels processos.9. Planificar racionalment l’execució d’una sèrie de tasques a completar en un

temps limitat.10. Consultar i interpretar documentació científica a fi de trobar informació

valuosa per a cada procés.11. Desenvolupar criteris de decisió d’acord amb especificacions de productes,

restriccions mediambientals, mesures de seguretat o benefici econòmic.12. Decidir l’aplicació de les tècniques analítiques escaients per a cada

problema.13. Considerar la importància dels errors en la validació dels resultats

experimentals.14. Presentar eficientment els resultats i les conclusions tant en format oral com

escrit.



3. Continguts

Cada grup ha de realitzar les següents activitats:

• Dues pràctiques de processos de separació i reacció química (anuals).

• Una pràctica de tractaments d’aigua (anuals).

• Els exercicis de tractaments d’aigües residuals (només en el segon quadrimestre).

Les pràctiques disponibles actualment es detallen a continuació:

Processos de separació i reacció química (anuals)

• Destil.lació contínua (Responsable Mamdouh)• Destil.lació discontínua (Responsable Mamdouh).

• Absorció (Responsable Frank).

• Extracció (Responsable Frank).

• Bateria de reactors (Responsable Frank).

Tractaments d’aigua (anuals)

• Bescanvi iònic (Responsable Frank).

• Osmosi inversa (Responsable Frank).

Tractaments d’aigües residuals (només en el segon quadrimestre)

• Digestió aeròbia (Responsable Ana).

• Digestió anaeròbia (Responsable Ana).

• Floculació – Sedimentació (Responsable Ana).

El repartiment de pràctiques serà realitzat pel coordinador del LEQII, d’acord amb les necessitats i disponibilitats del laboratori, i serà comunicat convenientment als alumnes. Podeu trobar els problemes proposats recollits a l’Annex 1.

4. Metodologia

• Els alumnes que no participin en el AP3 formaran lliurament els grups de treball experimental (no més de 4-5 alumnes). Els equips formats en l’AP3 es mantindran en el Laboratori d’Enginyeria Química II.

• És responsabilitat de cada grup programar els experiments de forma que aquests es puguin dur a terme en els terminis previstos1.

1 No us preocupeu si sofriu de les etapes associades al trauma i al dolor. A saber• Commoció (“No m’ho puc creure...”)• Negació (“Això no pot estar passant...”)• Lluita emocional (“No ho podré fer...”)• Resistència i retirada (“Jo no jugo a això...”)



• A més de la subministrada a l’Annex 1, cada grup podrà sol⋅licitar al coordinador la informació que cregui necessària per realitzar les pràctiques. El coordinador es compromet a subministrar tota la informació disponible que no sigui de fàcil accés per als alumnes.2

• El laboratori romandrà obert, exceptuant períodes no lectius, dies festius i dies de presentació de pràctiques, en el 1r quadrimestre els dimarts, dimecres i dijous i en el 2n quadrimestre els dimecres, dijous i divendres de les 15:00 a les 18:00 hores en:Octubre: des del 07-10 fins al 31-10-2008,Novembre: des del 04-11 al 30-11-2008,Desembre: des del 02-12-2008 fins al 09-12-2008,Gener: 21-01-2009,Febrer: des del 04-02-2009 fins al 28-02-2009,Març: des del 18-03-2009 fins al 31-03-2009,Abril: del 1-04 al 3-04-2009 i del 15-04 fins al 24-04-2009.

• La unitat de dedicació temporal és la sessió de laboratori, això és, 3 hores consecutives qualsevol de las tardes en que el laboratori està disponible.

• La disponibilitat d’accés al laboratori per a cada pràctica (problema) i cada equip és la que es recull a continuació:

Processos de separació i reacció química: 2 + 2 sessions (x2)Tractament d’aigua: 2 + 1 sessionsFloculació – sedimentació 1 sessió (segon quadrimestre)Digestió aeròbia i anaeròbia 1 sessió conjunta (segon quadrimestre)

Total (màxim) 13 sessions

No és imprescindible, tot i que recomanable, esgotar completament les sessions.

• La presència obligatòria en el laboratori és, doncs, de 13x3 = 39 hores. La resta de les hores fins a completar les 150 de que consta el LEQII (6 crèdits ECTS) cal que siguin utilitzades per planificar les experiències, analitzar i discutir els resultats, preparar els informes i presentacions i defensar les pràctiques.

• És responsabilitat dels alumnes dedicar el temps necessari al desenvolupament del LEQII. Existeix una correlació absoluta entre el rendiment assolit i l’estricte compliment del temps fixat.

• Abans de poder disposar de la primera sessió de laboratori dedicada a una pràctica, cada grup haurà hagut de preparar un preinforme de 2 pagines on consti la informació bàsica necessària per iniciar l’experimentació, un pla de treball amb la previsió d’experiments a realitzar, els mètodes analítics i anàlisis d’error a emprar i qualsevol altra documentació essencial. És imprescindible tenir clars els objectius a assolir i els procediments a seguir abans d’iniciar qualsevol experiment, si es vol treure profit de l’estada al laboratori 3 .

• Rendició i exploració (“Si d’altres ho fan...”)• Retorn de la confiança (“Doncs funciona...”)• Integració i èxit (“Ho he fet...”)

2 Existeix una pàgina web de l’assignatura, on es podrà trobar la majoria d’informació que es precisa. L’enllaç és http://www.etseq.urv.es/assignatures/leq2/ o a partir de la página de l’ETSEQ.3 "The first 10% of the tasks takes 90% of the time. The remaining 90% takes the remaining 10%" (the 90/90 law)



• En cada pràctica, el grup nomenarà un responsable de pràctica (RP); la resta dels integrants actuaran com a auxiliars de pràctica (AP). Tots els membres hauran de realitzar conjuntament la pràctica, bé que cadascun tindrà unes responsabilitats diferents. Tots els membres actuaran una vegada de RP si més no.

• Les responsabilitats del RP són: Organitzar el treball de l’equip Actuar d’interlocutor principal amb els professors Dissenyar les tasques experimentals de la pràctica i l’organització de l’equip Realitzar o, si més no, supervisar les anotacions a la llibreta de laboratori Revisar la versió final de la memòria presentada com a informe final

• Les responsabilitats dels AP són: Auxiliar i aconsellar al RP en la organització i realització de la pràctica Realitzar les tasques experimental d’acord amb el pla de treball dissenyat pel RP Auxiliar al RP en l’elaboració de la documentació a incloure a les memòries

• Qualsevol grup podrà consultar, preferiblement a través del RP, als professors assistents presents al laboratori en els dies que aquest estigui operatiu. Òbviament, els professors de l’assignatura també podran ser consultats lliurament dins de l’horari d’atenció propi.

• El preinforme no serà de més de 2 pàgines i serà discutit amb el professor responsable de la pràctica. Aquest li donarà el vist i plau, una vegada realitzades les rectificacions que cregui oportunes.

• Un cop aprovat el pla de treball, el grup podrà reservar les dues primeres sessions (una sola i única si són per a tractaments d’aigües residuals), dedicades a la pràctica en qüestió. Les sessions necessàriament s’escolliran en dos dies consecutius de laboratori.

• Les reserves seran efectuades únicament al coordinador del LEQII, el qual portarà i publicarà diàriament un quadrant amb les reserves fetes i la disponibilitat d’espai.

• Una vegada esgotades les dues sessions, el grup haurà de preparar un informe intermedi on constin les dades obtingudes, la informació valuosa resultant d’elles i una revisió del pla de treball si cal. Aquest informe intermedi serà revisat amb un dels professors (no assistents) responsables del LEQII que donarà el vist i plau i suggerirà canvis si cal.

• En aquest moment, es podrà fer ús de les sessions addicionals (dues més per a Processos de separació i reacció química i només una per a Tractaments d’aigua) i completar les tasques experimentals.

• Només s’assignaran sessions complementàries a les addicionals en cas de que la sessió reservada no hagi pogut ésser aprofitada per causes no imputables a l’ús incorrecte de medis i instal.lacions per part dels alumnes.

• Finalitzada l’experimentació, el grup confeccionarà un informe final que serà lliurat 7 dies (millor) i com a mínim 3 dies lectius abans de procedir a la defensa de la pràctica, en data a escollir pel grup d’acord amb les disponibilitats existents. El responsable del LEQII mantindrà i farà públic un quadrant amb les dates disponibles i reservades per a les defenses.

• La realització i defensa de les pràctiques tindrà lloc d’acord amb el següent calendari:

Una primera pràctica: realitzada abans del 5 de novembre de 2008i defensada entre el 5-6/11 i el 11/11 de 2008



Una segona pràctica realitzada abans del 22 de gener de 2009i defensada entre el 28/01 i el 30/01 de 2009

Una tercera pràctica realitzada abans del 28 de febrer de 2009i defensada entre el 11/03 i el 13/03 de 2009

Una quarta pràctica realitzada abans del 18 d’abril de 2009i defensada entre el 29/04 i el 30/04 de 2009

• Pràctiques que no es poden terminar dins del període establert en el calendari per no haver reservat les sessions necessàries amb suficient antelació, tindran una nota de zero i no es poden recuperar.

• Els exercicis de Tractaments d’aigües residuals tenen una consideració especial. En cas de que el grup participi en l’Avantprojecte Integrador de 3r (AP3) només s’haurà de presentar un informe final escrit, sense fer defensa. La nota obtinguda (TA) correspondrà a la part de nota provinent del projecte amb un pes d’un 25% de la nota final. L’informe haurà d’incloure una discussió de com aquestes operacions podrien ser emprades en el procés estudiat a l’AP3. Si el grup no participa a l’AP3, es procedirà de forma igual que en els altres problemes, però la defensa serà duta a terme entre el 11/03 i el 13/03 de 2009 o entre el 29/04 i el 30/04 de 2009.

• Si alguna de les pràctiques no és considerada acceptable a la defensa, el grup podrà utilitzar, si així ho desitja, algunes de les 3 sessions entre el 22 i 24 d’abril de 2009 per refer l’experimentació i redactar un nou informe que serà avaluada, però sense una nova defensa. La qualificació obtinguda en la defensa de la pràctica no acceptada es mantindrà per la nota final de la pràctica.

• Cada grup haurà de confeccionar i mantenir un portafoli que contingui tota la informació relacionada amb el desenvolupament del laboratori (preinformes, informes intermedis, informes finals, plans de treball, actes de sessió, llibreta de laboratori, material bibliogràfic, llistats de resultats, presentacions, etc.). Aquest portafoli podrà ser consultat en tot moment pels professors de l’assignatura.

• Cal recordar que les assignatures de laboratori no tenen 2ª convocatòria d’avaluació.

Criteris d'avaluació

L’avaluació conté aspectes individuals i de grup. Es valoren per grups els informes i l’aspecte formal de les presentacions. Són de responsabilitat individual els continguts defensats per cada alumne i, evidentment, el test final.

• Assistència

L'assistència no es qualifica, però és obligatòria durant els períodes de realització de les pràctiques. Les faltes d'assistència s'han de justificar per escrit i lliurat com a molt tard una setmana desprès de la falta produïda. La no assistència per motius professionals o per l’assistència a altres classes es considera com una falta no justificada.

Es realitzaran controls periòdics de l'assistència. La falta no justificada a dues sessions pràctiques significarà l’avaluació negativa de l’assignatura.

• Actitud i Operativa Els alumnes hauran de conèixer les normes de compliment obligat (Annexos 2 i 3).

L'incompliment de les normes d'hàbits personals comportarà la immediata exclusió de



la sessió de laboratori durant la qual s'hagi produït. La repetició d’un comportament incorrecte en 3 ocasions es considera causa d’avaluació negativa de l’assignatura.

El grup és responsable conjuntament d’observar el seguiment de les normes compliment obligat. Malgrat que l’exclusió només afecti individualment als alumnes, la responsabilitat és compartida.

L’operativa abraça les tècniques, els procediments i les habilitats en l'operativa diària, així com la coordinació entre els membres del grup. També es consideraran actituds personals, tant al laboratori com fora d’ell.

Cada grup disposarà inicialment de 10 bonus de bones pràctiques. Cada incompliment (no utilització d’ulleres de seguretat, manipulació incorrecta de reactius perillosos, lloc de treball desordenat, etc.) representarà la pèrdua d’un bonus.

Un factor d’actitud (FA) multiplicarà la part de nota dedicada a l’avaluació de grup. El factor podrà anar proporcionalment de 0.9 (0 bonus) a 1.1 (10 bonus).

• La llibreta de laboratori (20% de la nota final)

La llibreta serà del tipus cosit i format DIN A-5 (15 cm x 22 cm). Cada grup portarà una única llibreta. Les anotacions podran ser realitzades per qualsevol membre del grup. No s’admetran fulls no cosits o altres tipus de documents.

S'ha de fer a tinta i sense deixar-hi pàgines en blanc. No es pot esborrar res amb típex o tatxar, simplement cal fer notar que aquella part no és vàlida.

Al final de cada sessió de laboratori, caldrà presentar la llibreta per ser segellada per un dels responsables al laboratori.

Hi constarà tota la informació necessària per reproduir qualsevol experiència per part d’una tercera persona, incloent únicament les feines i els càlculs realitzats directament dins el laboratori. L'honestedat, la claredat d'exposició i la concisió són característiques essencials en la confecció d'una llibreta de laboratori, no necessàriament la netedat.

Com a complement del punt anterior, és desitjable que la llibreta contempli amb major o menor extensió les següents qüestions:

♦ càlculs previs per determinar punts de consigna als rotàmetres, bombes, temporitzadors, etc.

♦ procediments de posada en marxa i parada, les accions per manipular els equips, possibles riscos, accions crítiques.

♦ valors de les variables fixades en un experiment, valors de les variables mesurades, els criteris de temps, etc. que després han de servir per fer càlculs.

♦ informació bàsica per fer els anàlisis (aparells, condicions).♦ incidències (talls d’electricitat, vàlvules mal tancades, fuites de gasos o

líquids, parades indesitjades, etc.). Al final del laboratori, una vegada realitzades totes les defenses, les llibretes seran

lliurades al coordinador i revisades pels professors del LEQII. La nota assignada (NL) proporcionarà un 20% de la nota final i serà única pel grup.

• Informes (20% de la nota final) Cada grup lliurarà un informe per pràctica abans de la data prevista per a la presentació. L'informe, d’un màxim de 10 pàgines més annexos, és de format lliure. L’informe dels

excercisis Tractaments d’aigües residuals serà únic per les 3 excercisis amb un màxim de 20 pàgines més annexos. És recomanable que estigui dividit en apartats on,



de forma ràpida i directa s’analitzin els diferents aspectes com, per exemple: objectius, introducció, teoria, experimental, resultats, discussió crítica d’aquests, conclusions i bibliografia, més annexos. Es pot incloure, en forma d'annexos, tota aquella informació rellevant que sigui necessària per fer comprovacions i llistats de dades. Podeu trobar alguns suggeriments a l’Annex 4.

Totes les dades i resultats aniran acompanyats de la corresponent anàlisi d'error a fi de conèixer el seu marge de confiança en aplicar-los. Qualsevol informe sense anàlisi d’error obtindrà una nota minorada d’1.5 punts.

En corregir els informes es tindran en compte els aspectes tant pràctics (resultats experimentals, aplicació a l’objectiu específic) com formals (coherència, capacitat de síntesi).

Per als aspectes purament de format és bàsicament aplicable el llibre d’estil de l’ETSEQ4. Altrament, consulteu la bibliografia especialitzada aportada al final del document (Annex 5).

La nota mitjana d’informes (NI) correspondrà al valor mitjà de les notes dels diversos informes finals lliurats. No es tindrà en compte el corresponent a Tractaments d’Aigües Residuals si es participa a l’AP3.

• Presentació i defensa (40% de la nota final)

Cada component del grup pot presentar, com a mínim, una pràctica , d’acord amb el que demani el coordinador de l'assignatura. L’elecció de la pràctica a presentar per cada integrant serà feta a l’atzar.

La durada de la presentació haurà de ser d'un mínim de 10 min i un màxim 15 minuts per pràctica, destacant els objectius establerts i el grau de compliment d’aquestos, així com una justificació de les conclusions obtingudes. Per a la presentació, podrà ser utilitzat qualsevol mitjà audiovisual disponible (transparències, diapositives, ordinador i projector, etc.).

Podeu consultar la bibliografia que acompanya al memoràndum per definir els aspectes formals de la presentació.

Després de la presentació, els professors preguntaran tot allò que considerin oportú per aclarir aquells aspectes que presentin dubtes i discernir el grau de coneixement i l’assoliment d’objectius de l’estudiant. Les preguntes aniran adreçades a un sol dels membres del grup, diferent del RP o del que presenti, que actuarà en representació de tot l’equip.

L’alumne/a haurà de demostrar el coneixement dels fonaments tècnics necessaris per afrontar el problema, la planificació experimental realitzada per arribar a la solució, els detalls dels experiments fets al laboratori així com de l’anàlisi i manipulació de les dades obtingudes.

Un 10% de la nota final (PR) correspondrà als aspectes formals de la presentació i afectarà a tot el grup. El qüestionari particular proporcionarà un 30% de la nota final (QP) i afectarà igualment a tot el grup. En tots dos casos es fixaran fent les mitjanes de les diferents defenses realitzades.

Si dos o més pràctiques no són considerades acceptables (fins i tot després de la segona defensa), ja sigui per aspectes formals de presentació, elaboració incorrecte dels resultats o experimentació inadequada, l’assignatura es considerarà no superada pel grup. També es pot donar aquesta situació a títol individual si es demostra un

4 Que podeu trobar a la copisteria virtual (http://www.etseq.urv.es/web/)


http://www.etseq.urv.es/portal/


desconeixement important dels principis, metodologia i resultats inherents a les pràctiques. Es recorda que no existeix 2ª convocatòria a les assignatures de laboratori .

• Test final (20% de la nota final)

En la data fixada per a l’examen final del LEQII (22 d’abril de 2009 a las 16:00) es realitzarà una prova individual que aportarà el 20% de la nota final (TF).

La prova serà de tipus test i s’hauran de respondre 32 qüestions referents a diferents aspectes relacionats amb les pràctiques dutes a terme.

Aquest test final és eliminatori . La no superació del mateix significa l’avaluació negativa de l’assignatura, independentment de la resta de qualificacions obtingudes. Per tal de considerar-se superada, cal obtenir més de 4 (sobre10 possibles) en el test.

• Autoavaluació (factor FIA) Una vegada finalitzades les presentacions, es demanarà a cada integrant del grup que

realitzi una avaluació tant dels seus companys com d’ell mateix i lliuri aquest full signat al coordinador de curs abans de la data del test final.

La nota comuna de grup es repartirà individualment, de forma proporcional, fixant un factor individual d’autoavaluació ( FIA ) d’acord amb la qualificació particular obtinguda a l’autoavaluació. El factor podrà oscil.lar entre 0.5 i 1.2.

És obligatori presentar un full d’autoavaluació individual signat. No lliurar aquest full equivaldrà a no haver participat en la feina realitzada pel grup (FIA = 0).

• Qualificació final

La qualificació final (NF) obtinguda per un alumne/a serà, doncs, resultat d’aplicar5

( )[ ]{ }FIA*0.25*TA0.75*TF*0.2QP*0.3FIA*FA*PR*0.1NI*0.2NL*0.2NF +++++= si participa en un grup que sí faci l’AP3.

( )[ ]TF*0.2QP*0.3FIA*FA*PR*0.1NI*0.2NL*0.2NF ++++=si participa en un grup que no faci l’AP3.

BibliografiaLa informació necessària per desenvolupar les pràctiques és extensa i variada i es pot obtenir de fonts diverses. La majoria d’ella està actualment disponible a la biblioteca o a través d’internet. En algun cas, per tal de consultar la documentació, haureu de fer una petició expressa al coordinador del LEQII. Es recomana consultar els llibres clàssics d’operacions unitàries com a punt de partida. Podeu trobar un recull de fonts bibliogràfiques a l’Annex 4. També en podeu trobar a la pàgina web de LEQII.

• NomenclaturaNF: Nota personal final obtingudaNL: Nota assignada a la llibreta de laboratoriNI: Nota mitjana dels informes finals de laboratoriPR: Nota mitjana de les presentacions de pràctiques

5 Només s’aplicaran en cas de superar la prova individual



FA: Factor d’actitud del grup (0.9-1.1)FIA: Factor individual d’autoavaluació (0.5-1.2)QP: Nota mitjana obtinguda a les sessions individuals de qüestionsTF: Nota assolida en el test finalTA: Nota mitjana obtinguda als exercicis de tractament d’aigües residuals



ANNEX 1. DESCRIPCIÓ DELS PROBLEMES PROPOSATS.

En matricular-vos d’aquesta assignatura heu quedat automàticament integrats a la firma de consultaria d’enginyeria química Consultors LEQII SL de la qual passeu a ser socis i empleats alhora. La bona marxa de l’empresa, això és, de les vostres accions i per tant dels guanys, depèn de com doneu resposta als clients que ens fan encàrrecs. A continuació teniu una llista dels problemes que ens han proporcionat per tal de que en trobem solució –la millor a ser possible- abans d’acabar el present curs.

Operacions de separació i reacció química.

Pràctica P1: REACTORS

Objectiu: determinar la configuració i condicions d’operació òptimes del(s) reactor(s) per realitzar una reacció d’hidròlisi. Proporcionar informació suficient per avaluar els canvis en cas de modificació del límit d’abocament.

Descripció: acetat d’etil (AE) ha de ser hidrolitzat mitjançant reacció amb NaOH.

Motiu: un corrent conté un contaminant orgànic (AE) en una concentració aproximada de 0.2 M que, a més, pot variar de dia en dia. Aquest corrent ha de ser parcialment eliminat per hidròlisi amb una solució de NaOH (≈ 0.2 M)disponible en el laboratori. El cabal del corrent a tractar és 5 litres/hora i la concentració d’èster en el corrent de sortida ha de ser inferior a 0.025 M.

Disponibilitats: es disposa d’un reactor CSTR, 2 CSTR en sèrie, un reactor tubular de flux pistó i un reactor tubular, tots ells amb un volum nominal de 0.8 litres (més detalls al document RAP40006).

Pràctica P2: DESTIL.LACIÓ CONTÍNUA

Objectiu: determinar les condicions òptimes d’operació d’una columna de destil·lació contínua.

Descripció: optimitzar les condicions de separació per destil.lació d'una mescla binària.

Motiu: es destil·la una mescla etanol(1)-aigua(2) amb un 35% molar del primer. Cal obtenir per cap un contingut mínim en etanol del 80%. Cal optimitzar les condicions d’operació (posició de l’alimentació, relació de reflux i potència aplicada) per tal d’assolir un benefici màxim. El cost de la mescla a destil.lar és de 0.35 €/kg, el valor del destil·lat 1.35 €/kg i el cost de l’energia 0.09 €/kWh.

Disponibilitats: una columna de destil·lació de 15 plats amb regulació de reflux, de potència d'escalfament i condicions d’alimentació (més detalls al document DVI3000).

6 Que podreu trobar a la copisteria virtual. Nota important: els esquemes i descripcions mostrats als documents no presuposen que coincideixin exactamente amb els dels equips existents al laboratori.



Pràctica P3: DESTIL.LACIÓ DISCONTÍNUA

Objectiu: recuperar un dissolvent d’una mescla procedent d‘una operació d’extracció.

Descripció: optimitzar el cicle de recuperació.

Motiu: es destil·la una mescla heptà-hexà de composició molar 80/20, de la qual es vol recuperar hexà d’una puresa mínima del 93%. Cal dissenyar un cicle d’operació per assolir una producció diària màxima d’hexà.

Disponibilitats: una columna de destil·lació de rebliment amb regulació de reflux i de potència d'escalfament (més detalls al document AFORA2000).

Pràctica P4: ABSORCIÓ

Objectiu: optimitzar les condicions d’operació d’una columna d’absorció. Proporcionar informació suficient per resoldre el problema en cas de que es rebaixés 10 vegades el límit per a l’amoníac.

Descripció: s’elimina amoníac d’un corrent gasós mitjançant una torre d’absorció.

Motiu: un efluent gasós, amb un cabal de 2200 litres/h, té una composició del 15% v/v en amoníac. Aquest contaminant ha de ser reduït per absorció, de manera que la concentració de contaminant a la sortida sigui inferior a l'0.7% v/v. L’efluent líquid que es genera ha de ser minimitzat.

Disponibilitats: columna d’absorció amb regulació de cabals d’aire, amoníac i aigua i mesura del perfil de temperatures (més detalls al document ABS2000).

Pràctica P5: EXTRACCIÓ

Objectiu: escollir entre destil.lació i extracció per separar una mescla binària. Optimitzar la escollida.

Descripció: cal separar els components d’una mescla 1-propanol/heptà.

Motiu: es disposa d’un corrent de 5 litres/h d’una mescla al 40% molar d’1-propanol. Cal obtenir heptà amb un contingut en propanol inferior al 0.7% molar. S’ha d’optar entre destil·lació i extracció, establint les condicions òptimes d’operació d’aquella seleccionada.

Disponibilitats: columna d’extracció amb cabals regulables i columna de destil·lació de rebliment (més detalls al document ELL2000ex).



Tractaments d’aigua

Pràctica TA1: BESCANVI IONIC

Objectiu: dissenyar un cicle d’operació (esgotament/regeneració) d’un sistema de resines de bescanvi iònic.

Descripció: es determinen els temps i cabals corresponents a les etapes d’esgotament i posterior regeneració de les resines.

Motiu: es purifica aigua de xarxa d’una determinda conductivitat mitjançant un sistema en sèrie de resines de bescanvi, catiònica i aniònica. Cal obtenir aigua tractada de menys de 150 µS de conductivitat i cal fixar el cicle òptim per tal de maximitzar la producció diària d’aigua tractada.

Disponibilitats: sistema de bescanvi iònic format per una columna de resina catiònica i una aniònica en sèrie, amb mesura contínua de conductivitat i cabal d'aigua d'alimentació variable (més detalls al document EAC1000).

Pràctica TA2: OSMOSI INVERSA

Objectiu: minimitzar el consum d’energia específica en l'obtenció d'aigua potable mitjançant osmosi inversa i dissenyar un sistema que produeixi un mínim de 2500 litres/h a partir d’un pou d’aigua de cabal màxim 10000 litres/h.

Descripció: optimitzar els paràmetres de funcionament d’un sistema d'osmosi inversa.

Motiu: es requereix un cabal mínim d'aigua desalinitzada de 2500 litres/hora d’una conductivitat màxima de 75 µS, obtingut a partir d’aigua salobre de 1.25 g/l de concentració equivalent en NaCl. Cal optimitzar el cabal d’aigua bruta i la diferència de pressions per tal de minimitzar el consum d’energia específica.

Disponibilitats: equip d’osmosi amb regulació de cabals, pressions i mesura contínua de conductivitats (més detalls al document OSM2000).



Tractaments d’aigües residuals

Preliminar.

L’objectiu dels tres exercicis de tractament d’aigües és identificar la potencialitat de les operacions unitàries utilitzades en els processos de tractament d’aigües residuals. Cal recopilar informació sobre els aspectes tecnològics, socio-econòmics i legislatius referents al tractament d’aigües, per tal de resoldre correctament els tres exercicis de dimensionat que es plantegen. Aquestes pràctiques es realitzaran al segon quadrimestre.

Exercici TAR1 : DIGESTIÓ Anaeròbia

Objectiu: determinar la utilitat d’una etapa de digestió anaeròbia.

Motiu: dimensionar una etapa de digestió anaeròbia per tal de reduir la concentració de nitrats de les aigües de purga d’una granja hidropònica. El cabal a tractar és de 3 m3/dia, amb una concentració de nitrats equivalent a 2500 mg/l de NaNO3. El disseny preliminar de l’etapa s’ha de dur a terme a partir de les dades obtingudes en planta pilot de laboratori.

Disponibilitats: equip pilot de digestió anaeròbia i sistema analític (més detalls al document TAN1000).

Exercici TAR2 : DIGESTIÓ Aeròbia

Objectiu: determinar la utilitat d’una etapa de digestió aeròbia.

Motiu: dimensionar una etapa de digestió aeròbia d’una depuradora d’aigües residuals urbanes, per a una ciutat catalana de 100000 habitants, segons les condicions climàtiques, socials, legislatives etc. que pertoquin.

Disponibilitats: equip pilot de digestió aeròbia i sistema analític (més detalls al document TAE1000).

Exercici TAR3 : FLOCULACIÓ

Objectiu: determinar la utilitat d’una etapa de floculació (coagulació/precipitació)-sedimentació (decantació).

Motiu: dimensionar una etapa de floculació d’una depuradora d’aigües residuals, per tractar un efluent àcid (5 m3/h) amb un contingut aproximat de 1000 ppm de Cu, procedent d’una empresa de tractaments metàl.lics, d’acord amb la legislació actualment vigent a Catalunya.

Disponibilitats: equip pilot de floculació/sedimentació de 125 litres/h amb regulació de cabals i opció de recirculació de fangs (més detalls al document TPC1000).



ANNEX 2. MATERIAL QUE HA DE DUR CADA ALUMNE/A

• Bata.• Ulleres de seguretat amb protectors laterals.• Guants de plàstic prims.• Calculadora.• Cronòmetre.• Llibreta de mida DIN A5 (15 cm x 22 cm) cosida pel costat més llarg (una per grup).

ANNEX 3. NORMES DE OBLIGATORI COMPLIMENT AL LABORATORI

1. HÀBITS PERSONALS1.1 Manteniu la bata blanca cordada en tot moment.1.2 Calceu sabates tancades.1.3 Dugueu recollits els cabells llargs i eviteu els objectes (collars, penjolls, etc.) que es

puguin enganxar o bé arrossegar en els muntatges, ampolles, equips, etc.1.4 Feu servir permanentment les ulleres de seguretat.1.5 No fumeu ni manipuleu encenedors, llumins, etc.1.6 No introduïu cap tipus d'aliment ni de beguda al laboratori, ni tampoc objectes

personals (com ara carteres, llibres, paraigües) excepte els necessaris per al treball (quadern, calculadora, llibres de consulta, etc.). Disposareu d’armaris per guardar objectes personals.

1.7 Manteniu l'atenció i eviteu córrer, jugar, etc. o qualsevol comportament inadequat.

2. HÀBITS DE TREBALL2.1 Sigueu puntuals tant en arribar com en abandonar el laboratori. 2.2 Abans de començar a manipular un equip, familiaritzeu-vos amb les seves diferents

parts i consulteu qualsevol dubte que tingueu.2.3 No forceu directament amb les mans les tanques d'ampolles, claus de pas, etc. que

s'hagin obturat. Aviseu el professor o assistent. 2.4 Abans de tocar qualsevol part de l'equip, comproveu que no podeu prendre mal

(cremades, descàrregues elèctriques), ni danyar l'equip. 2.5 En finalitzar una tasca o operació, recolliu tot el material, tapeu els flascons de

reactius, netegeu el material, etc. 2.6 En acabar el treball, realitzeu correctament la parada de l'equip i serveis connectats.

No deixeu mai serveis, equips o aparells connectats.2.7 Manteniu sempre net el lloc de treball i deixeu-lo de manera que pugui tornar a ser

utilitzat immediatament. 2.8 No dugueu a la butxaca material de vidre ni productes químics. 2.9 No toqueu els productes químics amb les mans, ni els tasteu. 2.10 Quan necessiteu olorar, ajudeu-vos de la mà per acostar-vos els vapors.2.11 Etiqueteu escaientment tots els flascons de mostres. 2.12 Renteu-vos bé les mans abans de sortir del laboratori. 2.13 Dipositeu els residus en els llocs assenyalats. 2.14 Quan es trenqui o s'inutilitzi algun material aviseu el professor o assistent a fi de

substituir-lo i apuntar-ho al llibre d’incidències.

SEMPRE QUE TINGUEU UN DUBTE, CONSULTEU EL PROFESSOR/A O ASSISTENT



ANNEX 4. ALGUNS SUGGERIMENTS SOBRE ELS INFORMES

Capçalera: amb el títol de la pràctica, identificació i composició del grup, indicant el RP, i data de l’informe.

Objectius: curts i concisos; optativament ja es pot fer un esbós de la solució aportada..

Fonaments teòrics: explicació dels fonaments i desenvolupament teòric, orientat específicament a definir els principis en que es basa el fenomen o operació tractada, així com la formulació matemàtica necessària per a l’anàlisi de resultats. No ha de ser una transcripció d’un llibre; una referència val més que mil paraules.

Experimental: descripció breu dels equips, materials i mètodes utilitzats en la realització de la pràctica. Cal descriure els equips principals, amb ajuda de figures, així com citar els mètodes de mesura, preparació de mostres i altres aspectes de tipus pràctic indispensables per a la realització de cada experiment. També inclou la descripció esquemàtica de les tasques i etapes en la realització dels experiments.

Resultats i discussió: preferiblement conjuntament, tot i que també es pot fer per separat. Els resultats numèrics es presentaran de forma coherent amb els fonaments teòrics. Les dades s’organitzaran de la forma més adequada per a la seva discussió. S’inclouran preferiblement com a figures o taules, intentant no duplicar mai les mateixes dades en els dos formats. Unes mateixes dades no s’haurien de presentar mai en més d’una taula, però si poden donar lloc a diverses representacions gràfiques7. Cal presentar només els resultats elaborats essencials per recomanar una solució. Els valors registrats directament al laboratori no es presenten si no són indispensables per a la discussió, però es poden aportar com annex per tal de revisar-ne el seu ús. Els resultats s’interpretaran basant-se en els principis físics i químics que governen els fenòmens i les condicions específiques dels experiments, comparant els resultats obtinguts amb els esperats i analitzant les possibles discrepàncies. També en forma part una anàlisi d’error per tal de garantir la validesa de les dades obtingudes. Com a fruit d’aquesta discussió, s’ha de justificar la solució proposada al problema plantejat.

Conclusions: com a resum dels resultats obtinguts, s’inclouran els aspectes més significatius, no obvis, dels experiments, les dependències entre variables, les conseqüències de les simplificacions i hipòtesis més rellevants, possibles variants dels experiments i analogies, així com la solució proposada.

Referències o bibliografia: s’ordenaran en forma alfabètica o numèrica (per ordre d’aparició al text), tal com s’indica en el Llibre d’Estil. Tota referència bibliogràfica inclosa haurà hagut d’ésser utilitzada en el text previ.

Annexos: de ser necessari (amb la finalitat de clarificar algun aspecte del document), s’inclouran en ells taules o dades complementaris, o descripcions de mètodes i procediments.

7 Les dades numèriques es poden representar gràficament, però mai graficar.



ANNEX 5. FONTS BIBLIOGRÀFIQUES

Llibres

Genèrics sobre operacions unitàries

♦ Coulson, J.M., Richardson, J.F. Chemical Engineering, vol. 1-6, Pergamon Press, Oxford (1994).

♦ Fogler, H.S. Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall, Englewood Cliffs (1992).

♦ Gerhartz, W., Yamamoto, Y.S. (eds) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, VCH, Weinheim (1985).

♦ Gòdia, F., López, J. (eds) Ingeniería Bioquímica, Síntesis, Madrid (1998).

♦ Kister, H.Z. Distillation Design, McGraw Hill, New York (1992).

♦ McCabe, W.L., Smith, J.C., Harriot, P. Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw Hill, New York (1993).

♦ Perry, R.H., Green, D. (Eds) Perry's Chemical Engineers Handbook, McGraw Hill, Nueva York (1988).

♦ Santamaría, J., [et al.] Ingeniería de Reactores, Síntesis, Madrid (1999)

Tractament d’aigües

♦ Burriel, F. [et al.] Química analítica cualitativa, Paraninfo, Madrid (1998).

♦ Fariñas, M. Osmosis Inversa. Fundamentos, Tecnología y Aplicaciones, McGraw Hill, Madrid (1999).

♦ Harland, C.E. Ion exchange: theory and practice, The Royal Society of Chemistry, Milton Road, Cambridge (1994).

♦ Helfferich F. Ion exchange, Dover, New York (1995).

♦ Hernández, A. Depuración de Aguas Residuales, Colección SEINOR nº 9, Servicio de Publicaciones de la Escuela de Ingenieros de Caminos de Madrid (UPM), Paraninfo, Madrid (1990).

♦ Medina San Juan, J.A. Desalación de aguas salobres y de mar. Osmosis Inversa, Ediciones Mundi-Prensa, Madrid (1999).

♦ Metcalf & Eddy Ingeniería de aguas residuales tratamiento, vertido y reutilización, McGraw-Hill/Interamericana de España, Madrid (1995).

♦ Ronzano, E. Tratamiento biológico de las aguas residuales, Ediciones Diaz de Santos, Madrid (1995).

♦ Stephenson, T., Judd, S. (Eds) Process science and engineering for water and wastewater, IWA Publishing, London (2002).

♦ Vigneswaran, S., Visvanathan, C. Water Treatment Processes: Simple Options, CRC Press, Boca Raton (1995).

Propietats de compostos



♦ Gmehling, J., Onken, U., Arlt, W. (eds) Vapor-liquid Equilibrium Data Collection, Main Dechema Flushing, Frankfurt (1986).

♦ Lide, D.R. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 74th ed., CRC Press, Boca Raton (1993)

♦ Reid, R.C., Prausnitz, J.M., Poling, B.E The Properties of Gases and Liquids, 4th ed.,

McGraw-Hill, New York (1987).

Tractament de dades

♦ Bevington, P.R., Robinson, D.K. Data Reduction and Error Analysis for the Physical Sciences, McGraw-Hill, New York (1992).

♦ Walpole, R.E., Myers, R.H. Probability and Statistics for Engineers and Scientists, Macmillan, New York (1993).

Informes i presentacions

♦ Borowick, J.N. How to Write a Lab Report, Prentice Hall, Upper Saddle River (2000).

♦ Dudley-Evans, T., Huxley, M. Writing Laboratory Reports, Nelson, Melbourne (1985).

♦ Venables, J. (Ed.), Communication skills for engineers and scientists, Institution of Chemical Engineers, Rugby (2002).

♦ Kanare, H.M. Writing the Laboratory Notebook, Prentice Hall, American Chemical Society, Washington (1993).

♦ Matthews, C. A Guide to Presenting Technical Information, Professional Engineering Publishing, London (2000).

Articles i webs

Informes i presentacions

♦ Bly, R.W. “Give Memorable Presentations”, Chem. Eng. Progress 2003, January, 84-87.

♦ Brewster B.S. "A Course on Making Oral Technical Presentations", Chem. Eng. Ed. 1988, 20, Winter, 48-50.

♦ Christy A.D., Lima M. “The Use of Student Portfolios in Engineering Instruction” J. Eng. Ed. 1998, April, 143-148.

♦ Felder R.M. "A Course on Presenting Technical Talks", Chem. Eng. Ed. 1988, 20, Spring, 84-86.

♦ Harrison R.G. "A Program for Teaching Oral Presentations", Chem. Eng. Ed. 1994, 26, Spring, 150-152.

♦ Newell J.A., Ludlow D.K., Sternberg S.P.K. “Development of Oral and Written Communication Skills. Across an Integrated Laboratory Sequence", Chem. Eng. Ed. 1997, 29, Spring, 116-119.

♦ Nirdosh I. "Making Successful Oral Presentations", Chem. Eng. Ed. 1997, 29, Winter, 52-55.

♦ Rosentroch B., Martin A., Mascone C. "Communicate Effectively- Part 1. Write a Speech your Audience Won't Forget" Chem. Eng. Progress 1991, March, 94-98.



♦ Rosentroch B., Martin A., Mascone C. "Communicate Effectively- Part 2. Use Visual Aids to Enhance Your Presentations" Chem. Eng. Progress 1991, April, 57-59.

♦ Rosentroch B., Martin A., Mascone C. "Communicate Effectively- Part 3. Deliver Speeches That Motivate" Chem. Eng. Progress 1991, June, 82-85.



Unitats i tractament de dades

♦ Buck, E. “Letter Symbols for Chemical Engineering” Chem. Eng. Prog. 1978, 74, 73-80.

♦ Enyedy, G. “How Accurate Is” Chem. Engin. 1997, July, 106-111.

♦ Oldshue, J.Y. “AIChE Goes Metric” Chem. Eng. Prog. 1977, 73, 135-138.

Reactors

♦ Potts J.E., Amis E.S. “The Alkaline Hydrolysis of Ethyl Acetate from the Standpoint of Ion-Dipole Theory” J. Am. Chem. Soc. 1949, 71, 2112-2116.

♦ Tsujikawa H., Inoue H. “The Reaction Rate of the Alkaline Hydrolysis of Ethyl Acetate” Bull. Chem. Soc. Japan 1966, 39, 1837-1842.

Extracció

♦ Letcher T.M., Wooton S., Shuttleworth, Heyward C. “Phase Equilibria for (n-heptane + Water + an Alcohol) at 298.2 K” J. Chem. Thermodynamics 1986, 18, 1037-1042.

Osmosi

♦ Galtes, J.M. “Osmosis Inversa” Ingenieria Quimica 1981, nº 147, 151-155.

♦ Susial, P., Pérez, S.O. “Diseño de Plantas de Osmosis Inversa. (I) Termodinàmica del Proceso” Ingenieria Quimica 1999, nº 355, 189-195.

♦ Susial, P., Pérez, S.O. “Diseño de Plantas de Osmosis Inversa. (y II) Procedimientos de Diseño” Ingenieria Quimica 1999, nº 356, 246-250.

Depuració i tractament d’aigües

♦ Junta de Sanejament, Pla de Sanejament de Catalunya, Generalitat de Catalunya. Departament de Medi Ambient, Barcelona (1996).

♦ Generalitat de Catalunya. Departament de Medi Ambient, Llei 3/1998 de la intervenció integral de l’Administració ambiental.

♦ La Depuración de las Aguas Residuales en E.D.A.R. (http://www.geocities.com/RainForest/Canopy/1285/)

Floculació - sedimentació

♦ Garvín, A., Ibarz, A. “Diseño de Sedimentadores por Zonas” Ingeniería Química, nº 356, 253-257.

♦ El Agua Potable. La coagulacion - floculacion en el proceso de tratamiento. (http://www.iespana.es/potablewater/coagulacion-floculacion.htm)


http://www.iespana.es/potablewater/coagulacion-floculacion.htm

http://www.geocities.com/RainForest/Canopy/1285/

laboratori enginyeria química ii - etseq.urv.es · •el preinforme no serà de més de 2 pàgines...

Documents