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 TECNOLOGÍAS APLICADAS

MATERIALES DE LA INDUSTRIA QUÍMICA

·      Propiedades térmicas y ópticas

Capacidad calorífica - Dilatación Térmica - Conductividad térmica - Tensiones térmicas – Refracción – Refleción - Absorción- Transmisión – Color - Opacidad

·      Cerámicos Ingenieriles:

Clasificación - Propiedades físicas, químicas, mecánicas – Utilización de materiales cerámicos en la industria

·      Polímeros:

Monómeros - Peso molecular- Estructura molecular - Configuraciones moleculares: esteroisomería, isomería geométrica – Crisalinidad - Interacciones moleculares - Relación entre la estructura  y las propiedades de los polímeros – Termoplásticos – Termoestables

·      Materiales Compuestos:

Materiales compuestos reforzados con partículas: partículas grandes, consolidado por disperción - Materiales compuestos reforzados con fibras: fibas continuas, discontinuas, longitud de fibra. Fase fibrosa – Fase Matriz - Materiales compuetos estructurales: laminares, paneles

·      Adhesivos

Diseño y evaluación de las uniones adehsivas - Clasificación – Esfuerzos – Tratamientos prelimenares - Aplicaciones

·      Ensayo de Materiales:

Ensayos Mécanicos: Tración – Flexión – Choque - Dureza

Ensayos Térmomecánicos

Ensayos de Vida útil: Ciclo térmico -  Cámara de niebla Salina – Cámara de Humedad -  Fatiga

·      Lubricantes:

Tribología – Conceptos de lubricación – Métodos de selección  – Normas Internacionales

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·      Degradación de materiales:

Corrosión / Oxidación – Electroquímica – Aspectos termodinámicos y Cinéticos – Tipos de corrosión /oxidación – Métodos de prevención: Protección catódica – Ánodo de sacrificio – Corrosión en la industria -  Fosfatizado  - Cincado – Pavonado – Anodizado – Otros métodos

·      Envases:

Envase Primario – Envase Secundario – Funciones – Materiales en el envasado – Características y propiedades para el envasaado – Materiales - Cierres.

PROCESOS INDUSTRIALES INORGANICOS

TEMA Nº 1:

AGUAS:

            Características generales. Propiedades  físico - químicas. Clasificación. Ciclos del agua. Sustancias acompañantes. Durezas. Inconvenientes que ocasionan. Tratamientos para el ablandamiento de las aguas. Agua potable. Características de las mismas. Proceso de potabilización. Equipos e instalaciones. Aguas industriales. Clasificación y características de las mismas. Agua para caldera. Características según las condiciones de trabajo. Corrosión e incrustación. Desmineralización.

TEMA Nº 2:

AIRE:

        Teoría de licuefacción y sus fundamentos. Comportamiento termodinámico del aire. Métodos de refrigeración industrial. Procedimientos para la obtención de bajas temperaturas. Propiedades del aire líquido. Obtención industrial del oxígeno y nitrógeno por procedimientos criogénicos y por membranas semipermeables. Gases industriales. Mezcla de gases para conservación de alimentos. Clasificación y propiedades. Usos de los mismos. Proceso de obtención. Almacenaje y transporte. Efectos sobre el medio ambiente.

TEMA Nº 3:

NITROGENADO COMBINADO:

            Nitrógeno: propiedades físico - químicas. Fijación. Síntesis del amoniaco. Fundamentos técnicos. Propiedades. Proceso de obtención. Equipos e instalaciones. Productos derivados del nitrógeno: nitratos, aminas, amidas, urea, etc. Obtención, características y usos de los mismos. Abonos nitrogenados. Clasificación. Propiedades. Efectos sobre el medio ambiente.

TEMA Nº 4:

CLORURO DE SODIO:

            Propiedades. Uso industrial del mismo. Proceso de purificación. Procesos electrolíticos para la obtención de derivados de Cloruro de sodio. Distintos métodos ( de diafragma, por amalgama, por membrana semipermeable). Equipos e instalación. Carbonato de Sodio. Propiedades. Proceso de obtención. Método Solvay. Equipos e instalaciones. Otros productos derivados del Cloruro de Sodio. Efectos de esta industria sobre el medio ambiente.

TEMA Nº 5:

AZUFRE:

            Propiedades físico - químicas. Obtención, métodos clásicos a partir del anhídrido sulfuroso y del sulfuro de hidrógeno. Producción de dióxido de azufre. Propiedades. Purificación. Acido sulfúrico. Propiedades físico - químicas. Obtención industrial. Método de la cámara de plomo. Método de contacto. Fundamentos físico - químicos. Obtención de derivados del azufre, sulfito, sulfatos. Propiedades y usos. Neutralizar los efectos de los compuestos del azufre sobre la atmósfera.

TEMA Nº 6:

MATERIALES AGLOMERANTES CALCAREOS:

            Cales. Clasificación. Propiedades. Materia prima. Obtención de la cal química. Morteros aéreos. Clasificación. Distintos métodos de obtención. Yeso: Características generales. Materia prima. Obtención de productos derivados. Usos, equipos e instalaciones. Morteros hidráulicos. Cemento portland. Características químicas del cemento. Materia prima, su tratamiento. Proceso de obtención del cemento. Equipos e instalaciones. Controles que se efectúan. Cementos especiales. Impacto ambiental de las industrias.

TEMA Nº 7:

SILICATOS:

            Propiedades generales de la sílice. Vidrios. Estructura química. Propiedades generales. Materia prima. Procesos de fabricación. Tipos de hornos. Distintos sistemas de moldeo. Tratamientos térmicos. Distintos tipos de vidrios. Hilado de vidrio. Silicato de sodio. Gel de Sílice. Sílice coloidal. Distintos procesos de fabricación. Procesos de reclinación. Usos.

TEMA Nº 8:

FOSFORO COMBINADO:

            Fósforo. Propiedades. Obtención. Acido fosfórico. Propiedades. Proceso de fabricación. Fosfatizado. Reactivos fosfatizantes. Procedimientos. Fertilización y fertilizantes. Fertilizantes químicos. Fertilizantes fosfatados. Distintos tipos. Materia prima. Proceso de obtención. Equipos e instalaciones. Fosfatos industriales. Efectos sobre el medio ambiente.

TEMA Nº 9:

SUSTANCIAS ABSORBENTES:

            Generalidades. Usos. Carbón activado. Actividad química. Fabricación. Activación por gases. Carbones activados especiales. Negro de humo. Propiedades. Fabricación. Alúmina activada. Propiedades físico - químicas. Proceso de obtención natural y artificial. Procedimientos. Tierra decolorante. Características. Proceso de obtención. Regeneración. Kieselgur. Propiedades. Obtención. Intercambiadores de iones. Aplicaciones de sustancias de gran superficie.

TEMA Nº 10:

CERAMICA Y REFRACTARIO:

            Cerámica. Clasificación de cerámica. Cerámica de construcción. Materiales de revestimiento. Productos cerámicos finos. Cerámicas especiales. Proceso de fabricación. Acondicionamiento de la materia prima. Preparación de la pasta. Moldeo. Desecación. Cocción. Tipos de hornos. Productos refractarios: clasificación y propiedades. Materia prima. Proceso de fabricación y usos.

TEMA Nº 11:

PIGMENTOS:

            Generalidades. Clasificación. Propiedades. Poder cubriente. Factores que lo afectan. Distintos procesos de fabricación. Equipos e instalaciones. Usos y aplicaciones. Efectos sobre el medio ambiente.

METODOLOGÍA:

El proceso enseñanza-aprendizaje se realizará de tres modos:

•          Clases expositivas con apoyo técnico para desarrollar los temas principales.

•          Conferencias y charlas a cargo de especialistas.

•          Realización de trabajos prácticos de investigación bibliográfica y visitas a centros de producción, los que serán volcados en un informe de proyecto y diseño a presentar por los alumnos.

BIBLIOGRAFIA

CURSO DE INTRODUCCION A LA QUIMICA INDUSTRIAL.

Vian Ortuño.

Edit. REVARTE. España 1998

MANUAL DE RIEGEL DE QUIMICA INDUSTRIAL.

J.A., Kente y otros.

Edit. CECSA. México 1984.

TECNOLOGIA QUIMICA GENERAL.  Tomo I y II.

P. Mujlionov y otros.

Edit. MIR. Italia 1979.

TRATAMIENTO DE AGUA PARA LA INDUSTRIA.

E. Nordell.

Edit. CECSA.

DISTRIBUCION DE AGUA EN LAS AGLOMERACIONES

Cauvin y G. Didier.

Edit. REVERTE.

LA QUIMICA DEL CEMENTO PORTLAND.

R. H. Bogue.

Edit. DOSSAT.

CALIDAD DEL AGUA POTABLE. PROBLEMAS Y SOLUCIONES.

    Edit. ACRIBIA S.A. España 1994.

FABRICACION, CARACTERISTICAS Y APLICACIONES DE LOS DIVERSOS TIPOS   DE CEMENTO.

M. Papadakis y M. Vénuart.

TRATTATO DE CHEMICA INDUSTRIALE.  Tomo I, II y III.

M. Giua.

Edit. USES. 1972.

THE CHEMICAL PROCESS INDUSTRIES.

R. Norris Shreve.

Edit. Mc.GRAW-HILL.

EL VIDRIO, SU HISTORIA, TECNOLOGIA Y APLICACIONES.

J. Phillips.

Edit. REVERTE.

EL VIDRIO Y LA FABRICACION DEL VIDRIO.

Monografía.

Edit. ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL DESARROLLO INDUSTRIAL.

CONTAMINACION DEL AIRE. ORIGEN Y CONTROL.

Wark, kenneth.

Edit. NORIEGA.

MANUAL DEL AGUA PARA USOS INDUSTRIALES

A.S.T.M.

Edit. NORIEGA.

TRATAMIENTO DE AGUAS  SUPERFICIALES PARA PAISES EN DESARROLLO.

Schulz.

Edit. NORIEGA.

CONTROL DE LA CONTAMINACION DEL AGUA Y DEL AIRE.

Freeman. A. Myrick.

SUELOS Y FERTILIZANTES.

F. Bear.

Edit. OMEGA.

REVISTA DE INGENIERIA QUIMICA.

Edit. EDIGAR. S.A.

PUBLICACIONES Y FOLLETOS DE EMPRESAS INDUSTRIALES

PROCESOS INDUSTRIALES ORGANICOS

TEMA Nº 1:

COMBUSTIBLES:

Combustión. Fenómeno físico - químico. Poder calorífico.     Determinación. Clasificación de combustible. Distintos tipos.

Petróleo: características físico - químicas. Extracción, destilación.

Procesamiento. Distintas fracciones. Petroquímica. Productos obtenidos. Lubricantes. Usos.   

TEMA Nº 2:

GRASAS Y ACEITES:

Características físico - químicas de los lípidos. Preparación de la materia prima. Extracción: distintos métodos. Purificación. Equipos e instalaciones utilizados.

Hidrogenación: Conceptos generales. Procesos discontinuos y continuos. Tratamientos de catalizadores.

Acidos grasos. Hidrólisis de grasas. Distintos métodos.

Glicerina. Obtención. Proceso de purificación y concentración.

TEMA Nº 3:

SUSTANCIAS TENSOACTIVAS:

Características físico – químicas. Jabones. Proceso de fabricación de jabón. Tensoactiva no iónico, iónico y cateónico. Usos. Procesos de obtención.

TEMA Nº 4:

CELULOSA:

Propiedades. Materia prima, su tratamiento. Obtención de pasta química, semi química y mecánica.

Manufactura de papel y cartón. Tratamiento del algodón. Destilación de la madera. Productos derivados de la celulosa. Nitrocelulosa. Xantato. Acetato. Proceso de obtención.  

TEMA Nº 5:

CAUCHO:

Propiedades físico – químicas. Caucho natural y artificial. Caucho buna. Neopreno. Polibutadieno. Látex. Industria del caucho. Tecnología del caucho. Métodos de obtención más importantes. Aditivos.

TEMA Nº 6:

POLÍMEROS:

Plásticos. Características generales. Termo plásticos. Termo estables. Proceso de polimerización: adición, condensación, plásticos más usados. P.C. Policarbonatos. Poliuretano. Epoxi. Poliester, etc. Plastificantes.

Proceso de modelo: colada, inyección, extrusión.  

TEMA Nº 7:

SILICONAS:

 Características. Estructura. Método de obtención: directa, Grignar. Siliconas líquidas. Compuesto de siliconas. Resinas de siliconas. Usos y aplicaciones.

TEMA Nº 8:

PINTURAS Y BARNICES:

                    Composición. Características de los componentes. Vehículos. Resinas. Pigmentos. Diluyentes. Cargas plastificantes. Proceso de fabricación.

Método de aplicación.

TEMA Nº 9:

PESTICIDAS:

                   Generalidades. Características. Formulación de pesticidas. Fosfatos orgánicos. Clorados. Otros. Industrias de los pesticidas. Herbicidas y funguicidas. Aplicaciones.

TEMA Nº 10:

COLORANTES:

Generalidades. Propiedades de los colorantes. Clasificación. Fabricación de intermediarios decolorantes. Distintos tipos. Aplicaciones.

TEMA Nº 11:

FIBRAS TEXTILES:

 Propiedades generales. Clasificación. Fibras modificadas. Fibras sintéticas. Nylon. Poliester acrílico, etc. Proceso de fabricación. Aplicaciones. 

BIBLIOGRAFÍA

· CURSO DE INTRODUCCION A LA QUIMICA INDUSTRIAL.  

  A. Vian Ortuño.

     Edit. ALHAMBRA. España 1998.

· PRODUCTOS QUÍMICOS INDUSTRIALES VOL. I, II.

H. Wittcofe y B. Reuben.

Edit. Limusa.  México 1995.

·   QUIMICA ORGANICA BASICA Y APLICADA.

    P. Yuspera. España 1989

· MANUAL DE RIEGEL DE QUIMICA INDUSTRIAL.

   J. Kent y otros.

     Edit. CECSA. México 1984.

·    CARACTERIZACION DE RESINAS POLIURETANICAS.

    E. Specchiale.                           

    Monografía. 1982.

·    TECNOLOGIA QUIMICA GENERAL.

      I. P. Mujlionov.

      Edit. MIR. Rusia 1979.

·    TRATADO DE QUIMICA INDUSTRIAL.  Tomo V, VI y VII

    M. Giua.

      Edit. Dossat. Italia 1979.

·    EMULSION, TEORIA Y PRACTICA.

    P. Becher.

      Edit. Blume.

·    CIENCIA Y TECNOLOGIA SOBRE PULPA Y PAPEL.

    C. E. Libby.

      Edit. CECSA.

·    ENCICLOPEDIA DE TECNOLOGIA QUIMICA.

    R. Kirk y D. Othmer.

·    ELEMENTOS DE INGENIERIA QUIMICA.

    Vián y Ocón.

      Edit. Aguilar.

·    TENSOACTIVOS Y DETERGENTES.

      J. García Domínguez.

·    RESINAS SINTETICAS Y MATERIA PRIMA PARA BARNICES.

    Hoechst.

·    INTRODUCCION A LA QUIMICA DE LOS POLIMEROS.

    R. B. Seymour y Charles Carraher (Jr.)

      Edit. Reverte.

·   REVISTA DE INGENIERIA QUIMICA.

   Edit. Edigar S.A.

·   TRANSFORMACION DE LOS PLASTICOS.

   N. Waganoff.

     Edit. Librería Mitre.

·  PUBLICACIONES Y FOLLETOS DE EMPRESAS INDUSTRIALES.

TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS

Composición de los alimentos. Nutrición. Nutrientes, clasificación.

Análisis de los alimentos. Agua en alimentos. Alimentos de origen vegetal y animal.

Factores de descomposición de alimentos. Causas de descomposición de alimentos.

Alteraciones y degradación. Microorganismos presentes en alimentos

Conservación de alimentos por aditivos. Sistemas de conservación de alimentos.

Clasificación de aditivos alimentarios.  Conservantes. Antioxidantes. Modificadores.

Conservación por calor. Cinética de destrucción térmica de microorganismos. Penetración del calor. Esterilización. Pasteurización. Equipos. Envases.

Conservación por frío. Refrigeración. Congelado. Cálculo del tiempo y punto de congelado. Equipos

Conservación por deshidratación. Secado. Métodos. Teoría de secado. Equipos. Materiales a secar.

Lácteos. Leche: composición, características Leche de consumo. Quesos. Manteca. Otros productos.

Farináceos. Harinas. Composición. Tipos de harina, control de calidad. Pan. Galletas. Otros productos.

Bebidas. Bebidas alcohólicas. Vino, sidra, cerveza, aguardientes. Bebidas refrescantes. Agua mineral.

Edulcorantes. Azúcar. Jarabes. Edulcorantes artificiales.

Cárnicos. Carnes, composición, mataderos. Operaciones. Derivados cárneos. Huevos, conservación.

Alimentos estimulantes. Café. Té. Yerba mate. Chocolate.

Condimentos. Sal. Vinagre, Especias.

Frutas y hortalizas. Recolección. Utilización. Almacenamiento, acondicionamiento. Industrialización.

Industrias fermentativas no lácteas. Encurtidos. Aceitunas. Otros

PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS

1. Introducción

Áreas de la biotecnología: Ciencia e Industria. La industria biotecnológica: pasado, presente y futuro.

Estructura de un proceso fermentativo: esquema de las etapas comprendidas, balances de energía y de masa. Noción de “scale up” y de los factores que inciden en el costo de producción.

El proceso desde el punto de vista económico. La evaluación que realiza el ingeniero: evaluaciones previas y análisis económico final.

2.Cultivo de microorganismos.

Elementos básicos de biología celular: organización subcelular, ubicación de las rutas metabólicas. Características del cultivo de hongos, bacterias, virus y de células animales y vegetales.

Crecimiento bacteriano aeróbico sobre sustratos de hidrocarburos alifáticos y aromáticos.

Rutas oxidativas, anabolismo, metabolismo primario y secundario.

3        Aplicación de principios de genética en biotecnología.

Obtención de microorganismos de interés industrial. Modificación de microorganismos por ingeniería genética. Identificación de  microorganismos modificados. PCR transferencia a membranas. Uso de sondas.

1.      Productos procedentes de microorganismos.

Producción de biomasa y de metabolitos primarios y secundarios de importancia comercial. Usos industriales. Cinética de crecimiento.

2.      Proteínas con actividad biológica.

Estabilidad, pérdida de actividad, desnaturalización de proteínas biológicamente activas.

Ingeniería de proteínas: estabilización y métodos de inmovilización

3.      Tipos de procesos

Modos de operación: continuos, discontinuos y discontinuos con alimentación.

Velocidad específica de crecimiento, influencia de la concentración de sustratos. Ejemplos.

4.      Diseños y tipos de bioreactores.

Características que diferencian un bioreactor de un reactor químico.

Fermentadores con agitación mecánica. Otros tipos de agitación: neumática, por columna de burbujas y por flujo de aire.

Reactores de células o enzimas inmovilizadas: tanque agitado, lecho fluidificado, lecho empaquetado, fibra hueca y membrana en espiral.

Inmovilización de células.

Comparación de requerimientos energéticos y de temperatura según el tipo de diseño del bioreactor.

5.      Transferencia de calor y fenómenos de transporte en fluidos biológicos

Fluidos newtonianos y no newtonianos. Factores que influyen en la viscosidad de los caldos de cultivo. Transferencia de calor: fuentes de producción y métodos de eliminación, sus ventajas y desventajas.

Intercambio gaseoso y transferencia de masa durante la fermentación.

6.      Operaciones en el up stream. Equipos auxiliares. Fermentación

Activación de cepas para la producción: Producción del inóculo.

Esterilización  de los sustratos.  Esterilización del aire, filtros.

Operaciones de  transferencia al bioreactor. Mantenimiento de la monosepsia, puntos de posible contaminación

Limpieza de equipos. Sondas.

Métodos físicos y químicos de seguimiento de los niveles de sustratos, pH y metabolitos.

Cuantificación de biomasa y número de células.

Instrumentos comerciales disponibles. Biosensores.

Gráficos de seguimiento del proceso: funciones que describen los niveles de sustrato, biomasa, pH, oxígeno, anhídrido carbónico, producto, etc.

7.      Operaciones utilizadas en el procesamiento de post-fermentación.

Separación sólido – líquido: centrifugación, principios físicos, distintos tipos de centrífugas industriales; filtración, microfiltración y ultrafiltración.

Disrupción celular: métodos mecánicos y físicos; homogenizadores. Eliminación de ácidos nucleicos.

Precipitación: positiva y negativa.

Extracción líquido – líquido.

Cromatografía en columna: separación por filtración de pesos moleculares, por carga eléctrica (iónica), por afinidad específica e inespecífica. Cromatografía en gel.

Secado: pulverización rápida (“spray”), liofilización.

Formulación y envasado.

8.            Producción de enzimas, otras proteínas y material biológico humano.

Secuencia de recuperación. Diagramas de flujo.

Control de calidad.

Producción de interferón por células sanguíneas.

Producción y manipulación de hemoderivados, sangre, tejidos y órganos. Cuidados específicos. Impacto económico.

9.      Hormonas

Aislamiento y selección de cepas productoras. Biosíntesis de insulina y somatotropina por microorganismos.

10. Antibióticos

Aislamiento y selección de cepas productoras. Obtención microbiológica de penicilina. Modificación química de las penicilinas. Producción de otros antibióticos.

11. Alcoholes por fermentación.

Producción de energía por microorganismos a partir de biomasa: obtención de etanol por fermentación y de butanol, acetona e isopropanol por Clostridium spp.

12. Tratamiento de efluentes biológicos.

13. Fermentaciones en lechería

Cepas utilizadas en producción. Requerimientos nutricionales. Bacterias homofermentativas y heterofermentativas. Seguridad en el manejo de cepas en cultivo.

Bibliografía (entre paréntesis figuran la cantidad de ejemplares disponibles en biblioteca).

-  CRUEGER, Wulf y Crueger, Anneliese. 1989. Biotecnología. Acribia. Zaragoza. España (2).

-  DE ROBERTIS y DE ROBERTIS (h). 1988. Biología celular y molecular. El Ateneo. Buenos Aires. Argentina.

-  DORAN, P. Principios de ingeniería de los bioprocesos. 1998. Acribia. S. A. España. (1 en Cs Qcas).

-  HURTADO, D. V. y MERINO, M. E. 1991. Cultivo de tejidos vegetales. Trillas. México.

-  JAGNOW, G and W. DAWID. 1991. Biotecnología. Acribia. España (2).

-  PELLON, J. R. 1986. La ingeniería genética y sus aplicaciones. Acribia. España.

-  PIERIK, R. L. M. 1990. Cultivo in vitro de plantas superiores. Ediciones Mundi Prensa. España.

-  SASSON, A. 1984. Las Biotecnologías: desafíos y promesas. Unesco.

-  TREVAN, M. D. y otros. 1990. Biotecnología: Principios Biológicos. Acribia. España (2 + 1 en Cs Qcas).

-  VELAZCO, J. Fundamentos de la elaboración de quesos (en prensa).

-  WISEMAN, Alan. 1986. Principios de Biotecnología. Acribia. S.A. Zaragoza. España.