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Datos básicos de la asignaturaTitulación: Grado en Ingeniería Química IndustrialAño plan de estudio: 2010
Curso implantación: 2020-21Centro responsable: Escuela Politécnica Superior
Nombre asignatura: Reactores QuímicosCódigo asigantura: 2090030Tipología: OBLIGATORIACurso: 3Periodo impartición: Segundo cuatrimestre
Créditos ECTS: 6Horas totales: 150Área/s: Ingeniería QuímicaDepartamento/s: Ingeniería Química
Coordinador de la asignatura
MUÑOZ GARCIA JOSE
Profesorado
Profesorado del grupo principal:
MUÑOZ GARCIA JOSE
Objetivos y competencias
OBJETIVOS:
- Adquisición de los conocimientos necesarios para determinar la velocidad a la que ocurre un
proceso químico.
- Adquisición de conocimientos sobre el funcionamiento de un reactor químico y sobre los tipos de
reactores que existen en la industria química, así como de habilidades para seleccionar el reactor
óptimo para una determinada aplicación.
PROYECTO DOCENTE
Reactores Químicos
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CURSO 2020-21
Última modificación 07/09/2020 Página 1 de 12
- Adquisición de conocimientos sobre modelos y ecuaciones aplicados al diseño de los reactores.
- Adquisición de conocimientos y habilidades para comprender el funcionamiento de un reactor cuyo
comportamiento no se ajusta al ideal.
- Capacidad de comprensión de situaciones en las que tienen lugar una reacción química y una
operación de transferencia de materia, sabiendo discernir cuál de estas etapas es la controlante y
cómo influye esta situación en el diseño o en el modo de operación del reactor.
- Adquisición de conocimientos sobre catalizadores y reactores catalíticos.
- Adquisición de conocimientos sobre biorreactores y procesos biotecnológicos.
COMPETENCIAS:
Competencias específicas:
E19: Conocimientos sobre balances de materia y energía, biotecnología, transferencia de materia,
operaciones de separación, ingeniería de la reacción química, diseño de reactores, y valorización y
transformación de las materias primas y recursos energéticos.
Competencias genéricas:
G01: Capacidad para la resolución de problemas.
G04: Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.
G07: Capacidad de análisis y síntesis.
G08: Capacidad de adaptación a nuevas situaciones.
G12: Capacidad de gestión de la información en la solución de situaciones problemáticas.
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G14: Sensibilidad por temas medioambientales.
G15: Capacidad para el razonamiento crítico.
Competencias desarrolladas por las actividades formativas:
Clases teóricas: E19, G07, G12, G14, G15
Clases prácticas (resolución de problemas): E19, G01, G04, G07, G08, G12, G14, G15
Contenidos o bloques temáticos
BLOQUE I: INTRODUCCIÓN.
- Generalidades sobre reacciones químicas y sobre reactores.
- Termodinámica y Cinética Aplicada de Reacciones Químicas.
BLOQUE II: REACTORES IDEALES HOMOGÉNEOS.
- Reactor de mezcla completa discontinuo.
- Reactor de flujo en pistón. Recirculación.
- Reactor de flujo en mezcla completa continuo.
- Baterías de reactores.
- Comportamiento no isotermo de reactores. Estabilidad.
- Selección y cálculo de reactores para reacciones múltiples.
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BLOQUE III: FLUJO NO IDEAL.
- Introducción al flujo no ideal. Distribución de tiempos de residencia.
- El reactor laminar.
- Introducción al diseño de reactores reales.
BLOQUE IV: REACTORES HETEROGÉNEOS.
- Introducción a las reacciones catalíticas heterogéneas.
- Diseño de reactores para reacciones catalíticas heterogéneas
- Reacciones y reactores heterogéneos no catalíticos
- Biorreactores
.
Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos
BLOQUE I: INTRODUCCIÓN (10 horas).
- Generalidades sobre reacciones químicas y sobre reactores.
Objetivos del diseño de reactores químicos y bioquímicos y encuadre dentro de la Ingeniería
Química. Factores a tener en cuenta para el diseño de reactores.
- Termodinámica y Cinética Aplicada de Reacciones Químicas.
Entalpía de reacción. Tablas estequiométricas. Composición de equilibrio. Velocidad de reacción.
Determinación de ecuaciones cinéticas a partir de datos experimentales.
BLOQUE II: REACTORES IDEALES HOMOGÉNEOS (28 horas)
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- Reactor de mezcla completa discontinuo.
Diseño para operación isoterma. Optimización. Diseño para operaciones no isotermas.
- Reactor de flujo en pistón. Recirculación.
Diseño para operación isoterma. Diseño para operaciones no isotermas. Influencia de pérdidas de
carga en el diseño. Recirculación.
- Reactor de mezcla completa continuo.
Diseño para operación isoterma. Diseño para operaciones no isotermas. Diseño para
funcionamiento semicontinuo.
- Baterias de reactores.
Reactores mezcla completa continuo y de flujo en pistón en serie y en paralelo.
- Comportamiento no isotermo de reactores. Estabilidad.
Progresión óptima de temperatura (selección de reactores). Multiplicidad de estados estacionarios.
Comportamiento autotérmico. Estabilidad
-Selección y cálculo de reactores para reacciones múltiples.
Reacciones en paralelo, en serie y en serie paralelo: selección del reactor o batería dereactores
óptima. Cálculo de la distribución de productos. Diseño de reactores.
BLOQUE III: FLUJO NO IDEAL. (4 horas)
- Introducción al flujo no ideal. Distribución de tiempos de residencia.
Análisis cualitativo de las causas de no idealidad. Funciones para análisis de la distribución de
tiempos de residencia.
- El reactor laminar.
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- Introducción al diseño de reactores reales.
BLOQUE IV: REACTORES HETEROGÉNEOS. (18 horas)
- Introducción a las reacciones catalíticas heterogéneas.
Reacciones catalíticas heterogéneas. Catalizadores. Fundamentos de cinética de reacciones
catalíticas heterogéneas.
- Diseño de reactores para reacciones catalíticas heterogéneas
Reactores catalíticos heterogéneos. Diseño de reactores.
- Biorreactores
Biorreactores para reacciones enzimáticas. Biorreactores para fermentación microbiana.
- Reacciones y reactores heterogéneos no catalíticos
Introducción a la ingeniería de las reacciones químicas heterogéneas sólido-fluido y fluido-fluido.
PLAN DE CONTINGENCIA. ASIGNATURA REACTORES QUÍMICOS
Considerando los criterios académicos para la adaptación de las titulaciones oficiales de la US a las
exigencias sanitarias promovidas por la COVID- 19, se describen en este proyecto docente 3
escenarios para el curso académico 2020-2021:
1)Escenario cero: total presencialidad.
2)Escenario A: menor actividad académica presencial como consecuencia de medidas sanitarias de
distanciamiento interpersonal que limiten el aforo permitido en el aula
3)Escenario B: suspensión de la actividad presencial y docencia completamente en línea
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En esta asignatura se aplican diferentes metodologías, como la lección magistral y clases prácticas
de problemas. El profesor apoyará sus explicaciones con diapositivas (en la medida de lo posible,
usando lengua inglesa técnica, para favorecer la empleabilidad de los estudiantes y sus habilidades
en una lengua básica a nivel científico y tecnológico), tratando de desarrollar una clase interactiva y
participativa. En la medida de lo posible se tratará de contar con la aportación presencial o por
videoconferencia de algún profesional del sector químico-industrial
Escenario 0
El escenario 0 permite diseñar un proyecto docente donde se lleven a cabo la totalidad de acciones
formativas presenciales.
El escenario 0 es el descrito anteriormente por lo que no se considera necesario repetirlo
Escenario A. Plan de contingencia
a)Clases de teoría y de problemas. El aforo no permite sesiones presenciales para la totalidaddel
alumnado, garantizando la distancia de seguridad indicada por diversas agencias relacionadas con
la salud, como la OMS. Por tanto, para favorecer la seguridad, en lo que respecta a la salud, de
estudiantes y profesores, las clases teóricas se impartirán por medios telemáticos. Se usarán
medios ofrecidos por la Universidad de Sevilla, como Blackboard Collaborate para permitir la
enseñanza ?on line?. A lo largo de estas presentaciones, el docente desarrollará los contenidos de
la asignatura. Las clases telemáticas no consistirán sólo en la exposición oral del profesor, sino que
se buscará que los estudiantes participen y se utilizarán herramientas interactivas de evaluación y
comunicación.
b)Tutorías y seguimiento. El seguimiento del trabajo de los estudiantes resulta fundamental,
realizándose a través de videotutorías utilizando la herramienta BBCollaborate y
complementariamente correo electrónico.
Nota complementaria. De acuerdo con la Ley de Propiedad Intelectual, de la Protección Civil del
Honor, de la Intimidad y de la Propia Imagen, y de Garantía de los Derechos Digitales, debe tenerse
en cuenta que en el escenario multimodal, cuando proceda, el personal docente implicado en la
impartición se reserva el derecho de no dar el consentimiento para la captación, publicación,
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retransmisión o reproducción de su discurso, imagen, voz y explicaciones de cátedra, en el ejercicio
de sus funciones docentes, en el ámbito de la Universidad de Sevilla."
Escenario B. Plan de contingencia
El escenario B establece que la presencialidad no es posible por lo que se han de desarrollar las
enseñanzas y la evaluación en la modalidad 100% en línea. Los apartados a) y b), así como la nota
complementaria descritos anteriormente para el escenario A se mantendrían iguales.
Evaluación
Escenario 0
La evaluación de los estudiantes se realizará teniendo en cuenta la siguiente información:
La asignatura se evaluará en base a una serie de pruebas con preguntas teóricas, cuestiones y
problemas (para lo que será necesario contar con los recursos de las aulas informáticas de la
Escuela Politécnica Superior, EPS) que versarán sobre los conocimientos adquiridos en los
diferentes bloques temáticos.
Se considerará superada la asignatura cuando el estudiante demuestre que ha alcanzado unos
conocimientos al menos básicos de teoría, capacidad de responder a cuestiones aplicadas y de
resolución de problemas. En cualquier caso, los puntos obtenidos en cada uno de los exámenes
parciales, o el total de puntos si la prueba es única, deberá ser igual o superior a 5.
Escenario A
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La evaluación de los estudiantes se realizará utilizando las mismas herramientas y criterios que los
descritos para la fase 0, pero haciendo uso de las aulas informáticas de la EPS tal que se garantice
una adecuada ventilación y que se mantenga la distancia de seguridad recomendada. Los alumnos
tendrán que usar mascarillas durante todo el tiempo de examen.
ESCENARIO B
Los exámenes se realizarán en modo no presencial, usando medios telemáticos.
.
Actividades formativas y horas lectivas
Actividad Créditos Horas
A Clases Teóricas 4,5 45
C Clases Prácticas en aula 1,5 15
Metodología de enseñanza-aprendizaje
Clases teóricas y clases de problemas: Clases expositivas teórico/prácticas con apoyo de medios
audiovisuales, utilizando herramientas de enseñanza ?telemática?, lo que da la posibilidad de
grabación de las clases. Se resolverán problemas previamente propuestos durante las clases y se
asignarán problemas a resolver por parte de los estudiantes.
Sistemas y criterios de evaluación y calificación
La asignatura se evaluará en base a una serie de pruebas con preguntas teóricas, cuestiones y
problemas que versarán sobre los conocimientos adquiridos en los diferentes bloques temáticos.
Se considerará superada la asignatura cuando el estudiante demuestre que ha alcanzado unos
conocimientos al menos básicos de teoría, capacidad de responder a cuestiones aplicadas y de
resolución de problemas. En cualquier caso, los puntos obtenidos en cada uno de los exámenes
parciales, o el total de puntos si la prueba es única, deberá ser igual o superior a 5.
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Se realizarán dos parciales a lo largo del cuatrimestre.
Se considerará aprobado mediante el sistema de evaluación continua a aquellos alumnos que
obtengan un valor igual o superior a 5 en cada uno de los dos exámenes parciales.
Aquellos alumnos que tengan alguno de los parciales aprobados pero no hayan superado la
totalidad de la asignatura, tendrán que examinarse en la primera convocatoria oficial sólo de la parte
suspensa.
Aquellos alumnos que no se hayan presentado a los parciales o no hayan superado éstos,
realizarán un examen con cuestiones teóricas y de problemas del parcial o parciales
correspondientes. Se considerará aprobado si la calificación obtenida en la prueba única completa o
del parcial a recuperar es igual o superior a 5.
En la 2ª y en la 3ª convocatoria, se realizará un examen único sobre la totalidad de la asignatura.
Criterios de calificación del grupo
Las pruebas constan de dos partes: parte teórica y parte de problemas. El valor relativo de la parte
teórica será del 20% y la parte de problemas será del 80% de la calificación total de cada prueba.
Para superar la prueba se requiere aprobar cada una de las partes.
Horarios del grupo del proyecto docente
https://eps.us.es/docencia/Ordenacion%20Acad%C3%A9mica/horarios-y-aulas-2019-20
Calendario de exámenes
https://eps.us.es/examenes-curso-2019-2020
Tribunales específicos de evaluación y apelación
Presidente: ANTONIO FRANCISCO GUERRERO CONEJO
Vocal: MANUELA SEBASTIANA RUIZ DOMINGUEZ
Secretario: MARIA DEL CARMEN ALFARO RODRIGUEZ
Suplente 1: MARIA NIEVES IGLESIAS GONZALEZ
Suplente 2: PABLO RAMIREZ DEL AMO
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Suplente 3: FRANCISCO CARRILLO DE LA FUENTE
Bibliografía recomendada
BIBLIOGRAFÍA GENERAL:
Cinética Química Aplicada
Autores: J.R. González Velasco, J.A. González Marcos, P. González Marcos, J.I. Gutiérrez Ortiz y
M.A. Gutiérr
Edición: 1ª
Publicación: Editorial Síntesis, 1999
ISBN: 8477386667
Ingeniería de las Reacciones Químicas
Autores: O. Levenspiel
Edición: 3ª
Publicación: Editorial Limusa Wiley, 2009
ISBN: 9681858603
Elementos de ingeniería de las reacciones químicas
Autores: Fogler, H.Scott
Edición: 4ª
Publicación: Pearson Educación, 2008
ISBN: 9789702611981
An Introduction to Chemical Engineering Kinetics and Reactor Design
Autores: C.G. Hill, Jr. y T.W. Root
Edición: 2ª
Publicación: Editorial John Wiley & Sons, Inc., 2014
ISBN: 978-1-118-36825-1
Intrroducción a la Ingeniería Química
Autores: G. Calleja Pardo,
Edición: 1ª
Publicación: Editorial Síntesis, 1999
ISBN: 9788477386643
PROYECTO DOCENTE
Reactores Químicos
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Essentials of Chemical Reaction Engineering
Autores: Fogler, H. Scott
Edición: 1ª
Publicación: Pearson. Prentice Hall International, 2011
ISBN: 978-0-13-211936-8
Ingeniería de Reactores
Autores: J.M. Santamaría, J.Herguido, M.A: Menéndez, A. Monzón
Edición: 1ª
Publicación: Editorial Síntesis
ISBN: 84-7738-665-X
BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA:
Principios de Ingeniería de los Bioprocesos
Autores: P. M. Doran
Edición: 1ª
Publicación: Editorial Acribia, 1998
ISBN: 9788420008530
INFORMACIÓN ADICIONAL
Recursos electrónicos:
www.engin.umich.edu/¿cre/fogler &gurmen
¿http://rua.ua.es/dspace/handle/10045/15296
¿http://www.fing.edu.uy/iiq/reactores/cursos/irq1/materiales/SISTEMAS_HETEROGENEOS_2010.p
df
¿http://rua.ua.es/dspace/handle/10045/15296
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