Diseño de procesos

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a: navegación, búsqueda

En ingeniería química, el Diseño de procesos es el diseño y la elección de la secuencia de transformaciones físicas y/o químicas de un material a fin de obtener otro de mayor valor o utilidad. El diseño de procesos es uno de los pilares de la ingeniería química y puede ser considerado el campo donde las demás ramas de esta ingeniería convergen hacia un mismo objetivo.

El diseño de procesos también incluye el diseño de nuevos servicios o la modificación de un proceso existente, inicia a nivel conceptual y finaliza en la denominada ingeniería de detalle, donde se especifican todas las variables importantes de proceso y el tipo de maquinaria y servicios a usar, es decir contempla la forma de producción, también incluye los planos de construcción

El diseño de procesos es diferente a al diseño de maquinaria, aunque es cercano en espíritu, en el se deben evaluar las interacciones posibles entre los equipos al momento de operar, así como sus posibles interacciones en caso de que el proceso se desvié, obviamente contempla el uso de operaciones unitarias.

Documentación[editar]

La documentación tiene como finalidad definir el diseño y se encarga de que los componentes del diseño encajen, además de eliminar redundancias y poner de manifiesto huecos en el diseño general, así como ponen de manifiesto conflictos creados por falta de estándares, también son útiles en comunicar ideas y planes a otros ingenieros que participan en el diseño, agencias regulativas, vendedores de equipo y contratistas.

A fin de incrementar los detalles, la documentación en el diseño de procesos incluyen:

Diagramas de balances de materia y energía, comúnmente representando a los procesos con rectángulos y con líneas los flujos másicos y de energía.

  • Diagramas de Flujo avanzados, donde se describen con mayor detalle las operaciones unitarias, en este se describen también presiones de operación, temperatura, composición, flujo másico de diseño, porcentaje de conversión.
  • Diagramas de Tuberías e Instrumentación (P&ID), muestran cada tubería junto con su clase respectiva (acero al carbón, acero inoxidable, níquel..) diámetros, accesorios como válvulas... además muestran esquemas de control e instrumentos y su localización.
  • Especificaciones: Este escrito contiene los requerimientos de diseño para los equipos más importantes, como dimensiones, potencia, capacidad...
  • Manuales de operación de equipos, suelen incluir instrucciones de arranque, operación y apagado de el proceso.

Los Documentos suelen mantenerse después de la construcción del procesos para facilitar al personal operativo su referencia, esta información suele ser útil cuando se necesitan modificaciones en el proceso o para realizar algunas planificaciones.

Consideraciones de diseño[editar]

El diseño tiene objetivos y limitaciones, incluso un proceso simple requiere una compensación entre estos factores.

Los objetivos del diseño podrían esforzarse en incluir:

  • Requerimientos de velocidad
  • Proceso de producción
  • Pureza del producto

Limitaciones incluyen:

  • Costos Económicos de Construcción
  • Disponibilidad de Espacio
  • Consideraciones de Seguridad
  • Impacto Ambiental y emisiones
  • Producción de Desechos
  • Costos de Mantenimiento

Otros factores de diseño son :

  • Rentabilidad
  • Redundancia
  • Flexibilidad
  • Variabilidad Anticipada en las propiedades de las materias primas y los rangos de variabilidad del producto.

Fuentes de Información[editar]

Los Diseñadores frecuentemente no inician de golpe la construcción del proceso, frecuentemente los ingenieros tienen datos disponibles de plantas pilotos, estos datos se usan para escalar el proceso, existen una gran cantidad de información, experimentos de laboratorio, literatura científica, proyectos anteriores...

Diseño asistido con Computadora[editar]

La Llegada de computadores de bajo costo ayudado a la simulación de procesos matemáticamente complejos, y es común el uso de software de ingeniería (CAD por ejemplo), las simulaciones son capaces de detectar vulnerabilidades en el diseño y permiten al ingeniero elegir mejores alternativas.

Referencias[editar]

[1] [2]

  1. Peters, M. S., and Timmerhaus K. D. (1991). Plant Design and Economics for Chemical Engineers (4th edition ed.). McGraw Hill. ISBN 0-07-100871-3.
  2. Warren D. Seider (2004), "Product and Process Design Principles",(Edición 2),Willey,ISNB 0-471- 21663 -1