procesos industriales y tecnologÍas limpias

UAP-PROCESOS INDUSTRIALES Y TECNOLOGÍAS LIMPIAS

PROCESOS INDUSTRIALES Y TECNOLOGÍAS LIMPIAS

Ing. Luis Balbín


Los procesos industriales tienen como propósito principal la transformación de materias primas en un producto final. Durante el proceso de la producción de estos bienes, se tienen diversos procesos, ya sea que sean reutilizados los materiales, o se convierta energía para producir el producto final.

INTRODUCCIÓN


En general estas operaciones son en principio, responsabilidad de los ingenieros químicos e industriales, pero en la actualidad resultan necesarias dentro de otras ramas de la ingeniería como la ingeniería ambiental.

Por ejemplo, se necesitan, especialmente, en el control de la contaminación ambiental y en la protección del ambiente, donde predominan los procesos de separación; se requieren también en la metalurgia extractiva, que las utiliza con mayor frecuencia en métodos más complejos y precisos.

Los procesos industriales y la ingeniería ambiental


Los procesos químicos son una rama de los llamados procesos industriales, que son el conjunto de transformaciones destinadas a generar un producto final (manufacturado o no), distinto al inicial. Este proceso industrial contempla una serie de etapas previas a la elaboración misma del producto final que pueden consistir tanto en cambios físicos como químicos.

Los Procesos Químicos

Algunos Procesos industriales


PROCESO DE ELABORACIÓN DEL

POLIURETANO

Fabricación de alimentos. Purificación de metales. Limpieza de aguas. Investigación científica. Elaboración de

medicamentos. Elaboración de plásticos. Manufactura de

materiales de construcción


Los procesos químicos son los pilares de la industria química y esta es a la vez una subdivisión de la industria manufacturera, pero debido a su naturaleza y a la interdependencia con otras industrias, contribuye a la mayoría de los renglones de la producción

Los procesos químicos y sus productos dentro de la industria


INDUSTRIA

ALIMENTOS

Los alimentos en general, carbohidratos, proteínas y grasas son productos de procesos químicos; su procesado, conservación y envasado, dependen en gran parte de principios químicos

TEXTIL

Las fibras naturales requieren de aditivos, pigmentos, colorantes y otras sustancias químicas producto también de procesos químicos.

CONSTRUCCIÓN

El alojamiento también requiere de productos químicos producto de los procesos que van desde los inorgánicos tales como el concreto, la cal y el vidrio hasta los orgánicos como los plásticos estructurales, pinturas y otros productos requeridos en el procesado de las maderas.

AUTOMOVILISTICA

El automóvil moderno no existiría sin los materiales químicos indispensables: plásticos, fibras, hule sintético, cauchos y otros; al irse sofisticando el medio de transporte se incrementaron innovadores procesos químicos en su producción.

FARMACEUTICA

Agrupa un gran número de procesos químicos para la obtención de sustancias químicas de origen natural o sintético para el tratamiento de enfermedades que en el pasado reciente eran mortales para la humanidad.

FERTILIZANTES

Los procesos químicos dentro de esta industria es de vital importancia para la agricultura, al desarrollarse no solo nuevos fertilizantes sino también una gran variedad de fungicidas, plaguicidas y herbicidas para proteger los diferentes cultivos de virus, bacterias, hongos y demás plagas.

ARMAMENTOS

El uso de sustancias químicas producto de procesos químicos altamente sofisticados con fines bélicos, están prohibidos por la convención de Ginebra

Los procesos químicos y sus productos dentro de la industria

Entonces gracias a los procesos químicos logramos la elaboración de sustancias intermedias o productos químicos terminados de alto valor comercial, a partir de materias primas provenientes de los recursos naturales;

por otro lado, en la industria química, es donde se llevan a cabo la transformación química de estas materias primas.


PROCESOS METALURGICOS

El proceso metalúrgico involucra varios procesos químicos, entre los que se encuentra la reducción electroquímica, que es la forma de obtener un metal puro a través de la reducción de sus componentes (reducción es un proceso en el cual una sustancia química adquiere uno o más electrones).

Piro metalurgia: son procesos químicos que utilizan temperaturas elevadas para modificar el mineral y reducirlo a metal libre.

Electrometalurgia: es el conjunto de procesos de reducción de menas metálicas o de refinación de metales basada en el proceso de electrólisis.

FABRICACIÓN DE ALIMENTOS

Hay gran cantidad de procesos químicos que intervienen como la liofilización, secado , destilado, lixiviación, etc.

REACTORES VIVOS

Existe un grupo de procesos químicos donde el reactor es un ser vivo. Estos reactores biológicos los vemos en la limpieza de aguas contaminadas y en el proceso de lixiviación o proceso de colado disolvente extractivo del cobre.

TIPOS DE PROCESOS QUÍMICOS


Procesos químicos orgánicos

Productos de caucho y madera

.Destilados de maderas duras y blandas

.Suministros navales de caucho y madera

.Carbón

.Tinturas y productos naturales para curtiembre

Productos cíclicos

orgánicos sin refinar

.Derivados del benceno, tolueno, naftaleno, pirideno, nitrato de carbono.

.Tinturas orgánicas sintéticas

.Alquitranes cíclicos (aceites livianos y subproductos de aceites livianos

.Ácidos de alquitrán

.Productos de aceites medianos y pesados (aceite de creosota, naftaleno, antraceno, y homólogos pesados)

Compuestos Orgánicos industriales Orgánicos no cíclicos (ácido acético, cloroacético, adípico, fórmico,

oxálico y sus sales metálicas, cloral, formaldehído y metilamina..Solventes (alcohol amílico, butílico, etílico, metanol, amil, butil, etil acetato, eter etílico, otros).Alcoholes polihídricos..Perfumes y saborizantes sintéticos..Productos para proceso de caucho (aceleradores, antioxidantes, cíclicos y acíclicos)..Plastificantes cíclicos y acíclicos..Agentes sintéticos para curtiembre..Ésteres y aminas de alcoholes polihídricos y ácidos grasos

Productos Plásticos

Drogas

Jabones y detergentes

Agroquímicos

Pinturas

Principales procesos en la Industria


Procesos químicos inorgánicos

Álcalis y cloroCompuestos básicos para procesos industriales etc.

Gases industriales

Hidrógeno, helio, oxígeno, nitrógeno, etc

Pigmentos Inorgánicos

Anilinas y otros.

Fertilizantes minerales Vidrios y materiales de construcción


Las aguas industriales de desecho presentan un problema complejo que constituye un desafío. Además de las consideraciones morales y comunitarias las leyes que prohíben y limitan la contaminación de las corrientes y del aire determinan que la eliminación de estos problemas se considere como un gasto necesario de operación. Aunque la solución es específica para cada industria (en realidad para casi cada planta o factoría). Pueden observarse algunos principios generales que viabilicen la reutilización de las aguas residuales, controlar la contaminación y si es posible recuperar los subproductos en el punto mismo de su generación para disminuir los gastos de tratamiento, así como confinar en una laguna los desechos para mantener la contaminación en un nivel mínimo o para ahorrar en los costos de neutralización

Problemas ambientales en la calidad del agua como producto de los procesos industriales


La calidad y cantidad del agua disponible son muy importantes para elegir el sitio de una planta industrial química. Deben considerarse tanto las aguas superficiales como las subterráneas. Estas últimas generalmente son muy adecuadas para efectos de enfriamiento. Debido a que sus temperaturas son relativamente constantes durante el verano y el invierno. Pero por lo general estas aguas son más duras y pueden causar incrustaciones. Las que podrían inferir con la transferencia de calor. Las impurezas contenidas en el agua varían mucho de una sección del país a otra.

Consideraciones a tener en la calidad del agua para uso industrial


Las aguas duras contienen cantidades objetables de sales disueltas de calcio y de magnesio. Estos cationes se encuentran generalmente como bicarbonatos, cloruros, sulfatos y nitratos. Estas sales dan precipitados insolubles con el jabón: el sulfato de calcio carbonato y silicato de calcio forman incrustaciones que causan obstrucciones con baja conductividad térmica en las calderas. El silicato de magnesio, así como el carbonato de calcio, pueden reducir la transferencia de calor en los intercambiadores del proceso.La dureza del agua se expresa generalmente en términos de las sales de calcio y de magnesio disueltas calculadas como equivalente en carbonato de calcio. La dureza temporal con frecuencia puede reducirse en gran medida por calentamiento; la dureza permanente requiere del empleo de agentes químicos. El carbonato o dureza temporal, es causada por bicarbonatos de calcio y de magnesio; el no carbonato o dureza permanente se debe a los sulfato y cloruros de calcio y magnesio.

Aguas duras


El agua que contienen aun 1000 partes por millón de solidos disueltos se considera de baja calidad, aun cuando tenga 99% de pureza. La dureza se expresa como si todas se debieran al carbonato de calcio. Las unidades que se aplican en forma común al expresar un análisis de agua son partes por millón (ppm), granos por galón y miligramos por litro(mg/l). Un grano por galón es equivalente a 17.1 ppm y 17.1 mg/l. Otras impurezas del agua que suelen estar presentes son la materia insolubles suspendidas (clasificada usualmente como turbiedad).materia orgánica, color y gases disueltos. Estos gases son dióxido de carbono libre, oxígeno, nitrógeno y en aguas sulfurosas, ácido sulfhídrico.

Parámetros del agua dura

El acondicionamiento del agua debe adaptarse al empleo particular para el que se destine, y los problemas deben turnarse al experto en esa materia. El uso de presiones elevadas 17.2 Mpa y más altas para la generación de vapor, requieren el empleo de agua cuidadosamente purificada para alimentar la caldera. Cada industria tiene sus propios requerimientos especiales para acondicionar su agua. Por ejemplo las lavanderías requieren dureza cero para impedir la precipitación del calcio y de magnesio en la ropa. Las sales de calcio, magnesio y hierro causan precipitados indeseables con los colorantes en la industria textil y con los de la manufactura del papel.

Proceso de acondicionamiento del agua


Ablandamiento es el término que se aplica a los procesos que eliminan o reducen la dureza del agua. El término purificación, para distinguirlo de ablandamiento se refiere por lo general a la eliminación dela materia orgánica y de los microorganismos del agua. La clarificación puede ser muy importante y puede ser combinada con el ablandamiento del agua fría por precipitación.

Métodos de ablandamiento y purificación del agua:


El intercambio iónico es en realidad una reacción química en la que los iones móviles hidratados de un sólido son intercambiados equivalentemente, por iones de igual carga en solución. El sólido tiene una estructura de red de pesca abierta y los iones móviles neutralizan eléctricamente a los grupos cargados o potencialmente cargados, que están adheridos a la matriz sólida , conocida como intercambiador iónico.

Método del intercambio iónico para ablandamiento del agua


Es el que se emplea en forma más amplia para el ablandamiento del agua. Durante el proceso de ablandamiento. Los iones de calcio y magnesio son eliminados del agua dura por intercambio catiónico con los iones de sodio. Cuando la resina intercambiadora ha quitado los iones de calcio y magnesio prácticamente limita de su capacidad, se regenera la resina a su forma de sodio con una solución de sal en el intervalo 6-8 de pH. La capacidad de intercambio de las resinas de poliestireno es de 650 kg/m cuando se regeneran dan 250 g de sal por kilogramo de dureza eliminada.

El proceso de intercambio con catión sodio


Reacción química del ablandamiento del agua por el intercambio con catión sódico


procesos industriales y tecnologÍas limpias

Documents