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Ingeniería de procesos

La ingeniería de procesos combina especialidades de áreas cómo la biología, química, física e informática para estudiar los diferentes procesos de conversión de la materia. La ingeniería de procesos estudia las operaciones por las que se crean productos a partir de sustancias por medio de procedimientos fisicoquímicos o biológicos. La ingeniería de procesos busca optimizar los procesos bajo ciertas restricciones que aseguren la sostenibilidad económica, ambiental y social de los mismos. Por tanto, los ingenieros de procesos aplican la ciencia, matemáticas e ingeniería para transformar la materia y la energía. Los ingenieros de procesos diseñan, construyen, controlan, operan y administran diferentes procesos alrededor del mundo, en industrias como: petroquímica, farmacéutica, pulpa y papel, cementos, química, alimentos y bebidas , agroindustria, textiles o de tratamiento de aguas, entre otras. Aunque tradicionalmente la ingeniería de procesos se ha enfocado en producir más rápido, más barato y más simple, hoy en día los ingenieros de procesos además deben considerar cómo producir de manera más segura y sostenible por el mayor tiempo posible, considerando las necesidades de las generaciones futuras. [1]

Producción de queso

La ingeniería de procesos está altamente relacionada con la ingeniería química. El nombre de ingeniería química surge de un contexto histórico en el que se intentaron fusionar conceptos de química industrial con ingeniería mecánica, por lo cual se le otorgó este nombre. Inicialmente, la ingeniería química como profesión se desarrolló en torno del concepto de operaciones unitarias. [2]​ Posteriormente, se comprendió que el desarrollo de procesos químicos requería no solo de la comprensión de operaciones unitarias, con lo que se introdujo el concepto de fenómenos de transporte para considerar las limitaciones cinéticas en los procesos, adicionales a las limitaciones termodinámicas. [3]

A partir de este punto histórico comenzaron a darse desarrollos que aplicaban los principios de la ingeniería química en otros campos aparte de la química, por ejemplo en bioquímica para la producción en masa de antibióticos, o en ciencias de la computación para sistematizar el diseño y control de procesos. [4]​ Estos avances han hecho que el nombre de ingeniería química tenga un carácter histórico que no refleja realmente los conceptos en ciencias físicas, ciencias de la vida y la computación que pueden emplearse en los diferentes campos de la transformación de la materia, por lo que este término debe reemplazarse por el término moderno y más amplio de ingeniería de procesos. [5]​ Este concepto está basado en que los principios de la ingeniería química pueden emplearse en todas las industrias de procesos, es decir en las industrias que transforman materia y energía. [6]

Panorama general

La ingeniería de procesos implica llevar las necesidades del cliente a instalaciones de producción que convierten "materias primas" en componentes de valor agregado. Estos componentes se transportan a la siguiente etapa de la cadena de suministro, que puede ser operada por distribuidores o puntos de venta a granel. Previo a la construcción de las instalaciones de producción, el trabajo de diseño de la ingeniería de procesos comienza con un diagrama de bloques que muestra las materias primas y las transformaciones (operaciones unitarias) que se desean. Posteriormente se realiza un diagrama de flujo de proceso (PFD), donde se especifican flujos de materia y su recorrido, equipos de almacenamiento y transformación (como columnas de destilación, mezcladores, reactores, bombas, etc.), así como una lista de todas las tuberías con las sustancias presentes en ellas y propiedades del material tales como densidad, viscosidad, distribución del tamaño de partícula, caudales, presión, temperaturas.

El diagrama de flujo del proceso se usa para desarrollar un diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID) que incluye información de dimensionamiento de tuberías y transportadores y que permite especificar los controladores del proceso (como indicaciones de nivel de tanques, medidores de flujo de materiales, dispositivos de pesaje, indicadores de temperatura / presión, etc.). El P&ID se utiliza luego como base del diseño para desarrollar la "guía de operación del sistema" o "especificación de diseño funcional" que describe el funcionamiento del proceso.

Desde el P&ID, se puede ver el arreglo general de un diseño propuesto desde una vista aérea y una vista lateral. En la etapa de construcción de la planta están involucradas otras disciplinas de la ingeniería, como ingenieros civiles e ingenieros mecánicos. Una vez realizado el P&ID se realiza un estimativo del costo para obtener el diseño instalado y un cronograma para comunicar el proyecto.

Dependiendo de la precisión del cálculo costo deseado y el cronograma requerido, se pueden realizar varias propuestas de diseños a los clientes quienes darán su retroalimentación. El ingeniero de procesos incorpora estas instrucciones adicionales (revisiones de alcance) en el diseño general y las estimaciones de costo adicionales, hasta que se apruebe el financiamiento del proyecto. Luego de la aprobación del financiamiento, el proyecto se ejecuta.


Referencias

  1. Koltuniewicz, 2014, p. 1–3.
  2. Cohen, 1996, p. 187.
  3. Cohen, 1996, p. 185.
  4. Perkins, 2003, p. 31–33.
  5. Koltuniewicz, 2014, p. 56–58.
  6. Dal Pont, 2013, p. xx.

Bibliografía

  • Cohen, Clive (June 1996), , Br. J. Hist. Sci. (Cambridge University Press) 29 (2), JSTOR 4027832, doi:10.1017/S000708740003421X, archivado desde el original el 1 de junio de 2012, consultado el 12 de octubre de 2017 ..
  • Dal Pont, Jean-Pierre (2012), Process engineering and industrial management, Hoboken: John Wiley & Sons, ISBN 978-1-84821-326-5 ..
  • Koltuniewicz, Andrzej (2014), Sustainable Process Engineering, Berlin: De Gruyter GmbH & Co, ISBN 978-3-11-030876-1 ..
  • Perkins, J.D. (2003), «Chapter 2: Chemical Engineering — the First 100 Years», en Darton, R.C.; Prince, R.G.H.; Wood, D.G., eds., Chemical Engineering: Visions of the World (1st edición), Netherlands: Elsevier Science, ISBN 0-444-51309-4 ..
  • Silla, Harry (2003), Chemical Process Engineering: Design and Economics, New York City: Marcel Dekker, ISBN 0-8247-4274-5 ..
  •   Datos: Q2144042
  •   Multimedia: Process engineering / Q2144042


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La ingenieria de procesos combina especialidades de areas como la biologia quimica fisica e informatica para estudiar los diferentes procesos de conversion de la materia La ingenieria de procesos estudia las operaciones por las que se crean productos a partir de sustancias por medio de procedimientos fisicoquimicos o biologicos La ingenieria de procesos busca optimizar los procesos bajo ciertas restricciones que aseguren la sostenibilidad economica ambiental y social de los mismos Por tanto los ingenieros de procesos aplican la ciencia matematicas e ingenieria para transformar la materia y la energia Los ingenieros de procesos disenan construyen controlan operan y administran diferentes procesos alrededor del mundo en industrias como petroquimica farmaceutica pulpa y papel cementos quimica alimentos y bebidas agroindustria textiles o de tratamiento de aguas entre otras Aunque tradicionalmente la ingenieria de procesos se ha enfocado en producir mas rapido mas barato y mas simple hoy en dia los ingenieros de procesos ademas deben considerar como producir de manera mas segura y sostenible por el mayor tiempo posible considerando las necesidades de las generaciones futuras 1 Produccion de queso La ingenieria de procesos esta altamente relacionada con la ingenieria quimica El nombre de ingenieria quimica surge de un contexto historico en el que se intentaron fusionar conceptos de quimica industrial con ingenieria mecanica por lo cual se le otorgo este nombre Inicialmente la ingenieria quimica como profesion se desarrollo en torno del concepto de operaciones unitarias 2 Posteriormente se comprendio que el desarrollo de procesos quimicos requeria no solo de la comprension de operaciones unitarias con lo que se introdujo el concepto de fenomenos de transporte para considerar las limitaciones cineticas en los procesos adicionales a las limitaciones termodinamicas 3 A partir de este punto historico comenzaron a darse desarrollos que aplicaban los principios de la ingenieria quimica en otros campos aparte de la quimica por ejemplo en bioquimica para la produccion en masa de antibioticos o en ciencias de la computacion para sistematizar el diseno y control de procesos 4 Estos avances han hecho que el nombre de ingenieria quimica tenga un caracter historico que no refleja realmente los conceptos en ciencias fisicas ciencias de la vida y la computacion que pueden emplearse en los diferentes campos de la transformacion de la materia por lo que este termino debe reemplazarse por el termino moderno y mas amplio de ingenieria de procesos 5 Este concepto esta basado en que los principios de la ingenieria quimica pueden emplearse en todas las industrias de procesos es decir en las industrias que transforman materia y energia 6 Panorama general EditarLa ingenieria de procesos implica llevar las necesidades del cliente a instalaciones de produccion que convierten materias primas en componentes de valor agregado Estos componentes se transportan a la siguiente etapa de la cadena de suministro que puede ser operada por distribuidores o puntos de venta a granel Previo a la construccion de las instalaciones de produccion el trabajo de diseno de la ingenieria de procesos comienza con un diagrama de bloques que muestra las materias primas y las transformaciones operaciones unitarias que se desean Posteriormente se realiza un diagrama de flujo de proceso PFD donde se especifican flujos de materia y su recorrido equipos de almacenamiento y transformacion como columnas de destilacion mezcladores reactores bombas etc asi como una lista de todas las tuberias con las sustancias presentes en ellas y propiedades del material tales como densidad viscosidad distribucion del tamano de particula caudales presion temperaturas El diagrama de flujo del proceso se usa para desarrollar un diagrama de tuberias e instrumentacion P amp ID que incluye informacion de dimensionamiento de tuberias y transportadores y que permite especificar los controladores del proceso como indicaciones de nivel de tanques medidores de flujo de materiales dispositivos de pesaje indicadores de temperatura presion etc El P amp ID se utiliza luego como base del diseno para desarrollar la guia de operacion del sistema o especificacion de diseno funcional que describe el funcionamiento del proceso Desde el P amp ID se puede ver el arreglo general de un diseno propuesto desde una vista aerea y una vista lateral En la etapa de construccion de la planta estan involucradas otras disciplinas de la ingenieria como ingenieros civiles e ingenieros mecanicos Una vez realizado el P amp ID se realiza un estimativo del costo para obtener el diseno instalado y un cronograma para comunicar el proyecto Dependiendo de la precision del calculo costo deseado y el cronograma requerido se pueden realizar varias propuestas de disenos a los clientes quienes daran su retroalimentacion El ingeniero de procesos incorpora estas instrucciones adicionales revisiones de alcance en el diseno general y las estimaciones de costo adicionales hasta que se apruebe el financiamiento del proyecto Luego de la aprobacion del financiamiento el proyecto se ejecuta Referencias Editar Koltuniewicz 2014 p 1 3 Cohen 1996 p 187 Cohen 1996 p 185 Perkins 2003 p 31 33 Koltuniewicz 2014 p 56 58 Dal Pont 2013 p xx Bibliografia EditarCohen Clive June 1996 The Early History of Chemical Engineering A Reassessment Br J Hist Sci Cambridge University Press 29 2 JSTOR 4027832 doi 10 1017 S000708740003421X archivado desde el original el 1 de junio de 2012 consultado el 12 de octubre de 2017 Dal Pont Jean Pierre 2012 Process engineering and industrial management Hoboken John Wiley amp Sons ISBN 978 1 84821 326 5 Koltuniewicz Andrzej 2014 Sustainable Process Engineering Berlin De Gruyter GmbH amp Co ISBN 978 3 11 030876 1 Perkins J D 2003 Chapter 2 Chemical Engineering the First 100 Years en Darton R C Prince R G H Wood D G eds Chemical Engineering Visions of the World 1st edicion Netherlands Elsevier Science ISBN 0 444 51309 4 Silla Harry 2003 Chemical Process Engineering Design and Economics New York City Marcel Dekker ISBN 0 8247 4274 5 Datos Q2144042 Multimedia Process engineering Q2144042 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Ingenieria de procesos amp oldid 139860359, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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