Download Es posible comprender los Reactores Químicos?: un

¿ES POSIBLE COMPRENDER LOS REACTORES
QUÍMICOS?
UN ENFOQUE EXPERIMENTAL PARA ASIMILAR
LOS CONCEPTOS
M. Campoy, F. Vidal-Barrero, C. Fernández-Baco, F.J. Gutiérrez-Ortiz, A.
García-López
Dpto. Ingeniería Química y Ambiental. Escuela Técnica Superior de
Ingeniería. Universidad de Sevilla
I Congreso de Innovación Docente en Ingeniería Química – Granada – 26 y 27 de Enero de 2012
CONTENIDO
1.
2.
3.
Introducción y objetivo
1.
La disciplina de los Reactores Químicos
2.
Justificación del trabajo
Experimentación disponible
1.
“Filosofía” de la experimentación propuesta
2.
Experiencias posibles
Resultado y conclusiones
I Congreso de Innovación Docente en Ingeniería Química – Granada – 26 y 27 de Enero de 2012
CONTENIDO
1.
2.
3.
Introducción y objetivo
1.
La disciplina de los Reactores Químicos
2.
Justificación del trabajo
Experimentación disponible
1.
“Filosofía” de la experimentación propuesta
2.
Experiencias posibles
Resultado y conclusiones
I Congreso de Innovación Docente en Ingeniería Química – Granada – 26 y 27 de Enero de 2012
INTRODUCCIÓN: LA DISCIPLINA DE LOS
REACTORES QUÍMICOS
•
Los Reactores Químicos son una de las materias que más
diferencian a los ingenieros de la “rama química” con
respecto a otras ingenierías
•
Podríamos decir entonces que es una de las materias más
importantes para nuestros egresados
•
Sin embargo…
•
¿Somos capaces de transmitir los conceptos a nuestros alumnos?
•
¿Son asimilables esos conceptos?
•
¿Y asimilados?
I Congreso de Innovación Docente en Ingeniería Química – Granada – 26 y 27 de Enero de 2012
JUSTIFICACIÓN Y MARCO DEL TRABAJO:
UN ENFOQUE EXPERIMENTAL
•
Los conceptos que se han aprendido de manera teórica se
olvidan más fácilmente que los reforzados de modo
experimental
“Lo escuché y lo olvidé, lo vi y lo entendí, lo hice y lo aprendí”
Confucio (s. VI a.C.)
•
Coordinación entre dos asignaturas en el plan de estudios de
Ingeniero Químico de la US
•
Los conceptos que se estudian en “Reactores Químicos” se
afianzan experimentalmente y en paralelo en “Laboratorio de
Procesos de Ingeniería Química”
•
Limitaciones temporales:
–
–
75 horas de Reactores Químicos
10 horas de Laboratorio de Procesos de IQ
I Congreso de Innovación Docente en Ingeniería Química – Granada – 26 y 27 de Enero de 2012
CONTENIDO
1.
2.
3.
Introducción y objetivo
1.
La disciplina de los Reactores Químicos
2.
Justificación del trabajo
Experimentación disponible
1.
“Filosofía” de la experimentación propuesta
2.
Experiencias posibles
Resultado y conclusiones
I Congreso de Innovación Docente en Ingeniería Química – Granada – 26 y 27 de Enero de 2012
EXPERIENCIAS DISPONIBLES:
“FILOSOFÍA” APLICADA
•
Auto-fabricación de experimentos
•
Simple pero didáctico
•
Interés industrial
•
Complejidad instrumental y analítica adecuada
•
Reactivos baratos y no peligrosos
•
Equipos y materiales muy usados en cualquier laboratorio de
ingeniería química
Bajo coste de montaje y operación de la instalación
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EXPERIENCIAS DISPONIBLES:
REACTOR DISCONTINUO
Determinación de la cinética de oxidación en fase acuosa de
S(IV) a S(VI)
•
Objetivo: método integral y diferencial de análisis
cinético
•
Reactivos:
sulfito de sodio, ácido sulfúrico diluido,
7
disoluciones
yoduro-yodato y almidón
6
•
CONCENTRACIÓN S(IV) (mmol/L)
•
Equipamiento:
tanque, agitador, bomba de aire
5
4
3
2
1
0
0
5
10
15
20
25
30
TIEMPO (min)
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EXPERIENCIAS DISPONIBLES:
REACTORES DE FLUJO
•
Operación de reactores de oxidación en fase acuosa de S(IV)
a S(VI)
•
Objetivo: operación de reactores de
mezcla perfecta y flujo en pistón.
Operación en serie y/o paralelo.
Arranque de reactores
•
Mismos reactivos y equipos que para
discontinuo + tubo de vidrio + bomba
peristáltica para impulsión de
disolución
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EXPERIENCIAS DISPONIBLES:
PATRONES DE FLUJO Y NO IDEALIDAD
•
Determinación de las RTD de reactores reales (tubular y
tanque agitado)
•
Objetivo: comprender el significado y
utilidad de las curvas: C(t), E(t), F(t),
I(t)…
•
Equipos: reactores, medidor de
conductividad eléctrica, bomba
peristáltica
•
Reactivos: sal común
CONCENTRACIÓN NaCl (g/L)
12
10
8
6
4
2
0
0
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TIEMPO (min)
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CONTENIDO
1.
2.
3.
Introducción y objetivo
1.
La disciplina de los Reactores Químicos
2.
Justificación del trabajo
Experimentación disponible
1.
“Filosofía” de la experimentación propuesta
2.
Experiencias posibles
Resultado y conclusiones
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RESULTADO Y CONCLUSIONES
•
Resultado:
•
•
Se ha observado que los conceptos en los que se ha trabajado en
el laboratorio se comprenden mejor (mejores calificaciones en
asignatura Reactores Químicos)
Algunas conclusiones:
•
Es posible realizar experiencias con un coste asumible…
•
…lo difícil es tener imaginación para poner a punto las
prácticas…
•
… sabiendo que conceptos son los que se quieren remarcar
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN
CONTACTO: MANUEL CAMPOY NARANJO
mcampoy@esi.us.es
Dpto. Ingeniería Química y Ambiental. Escuela Técnica Superior de
Ingeniería. Universidad de Sevilla
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