Tarea de procesos industriales

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO[pic 1]

Chemical Process Engineering

En las industrias existe una gran variedad de procesos cuyo objetivo principal es el de elaborar productos y que requieren de un ingeniero para diseñar, analizar y controlar dicha producción para obtener los mejores resultados. En este mercado de empresas se requieren habilidades tanto de un ingeniero industrial como de un ingeniero químico, ya que ambos comparten conocimientos enfocados a los procesos. A pesar de que la ingeniería industrial se distingue por tener un proceso administrativo, especialmente en el manejo de proyectos, el trabajo en conjunto con un ingeniero químico mejora el rendimiento de la operación en las plantas industriales.

El trabajo de un químico se especializa más en reacciones químicas a escala industrial, se especializa en el diseño y construcción de reactores y sus condiciones de trabajo, aunque también tienen el conocimiento para enfocarse en procesos físicos al igual que los industriales. Es por ello que un ingeniero químico puede laborar en empresas que se dediquen a la elaboración de productos, a las que diseñan plantas ya sea para nuevos procesos o procesos mejorados y las que proporcionan servicios de consultoría para el buen funcionamiento, aunque también existen otras empresas como las que desarrollan equipos, o las se dedican a la investigación de nuevos procesos o nuevos productos. Puesto que actualmente en las industrias se emplean una variedad de procesos, los ingenieros químicos deben clasificarlos para un mejor entendimiento y estudio de ellos, y una de las formas más adecuadas es dependiendo del producto final que se genera. Existen también las operaciones industriales que implican solamente las condiciones de la materia y que son indispensables para un proceso industrial, para ello los ingenieros químicos deben conocerlos ya que los industriales son los que más manejan.

Al intentar clasificar la mayoría de los procesos en grupos difícilmente se podrá incluir a todos, sin embargo, sirve para tener un panorama general de la variedad y diversidad que existe en los procesos con los que trabajará un ingeniero químico. Uno de los grupos es el de los intermediarios químicos, que son productos que se pueden utilizar en otros procesos como materia prima como lo es el etileno. Es un químico que se obtiene de separar cadenas de hidrocarburos del gas natural que produce etano (C2H6) entre otros químicos, pero éste puede ser usado a su vez para producir polietileno (C2H4)n, óxido de etileno (C2H4O), cloruro de vinil (C2H3Cl) entre otros. Al igual que este ejemplo, se pueden encontrar innumerables intermediarios en varios procesos.

Existen procesos difíciles de clasificar ya que, aunque tengan una reacción química, raramente se consideran procesos en la ingeniería química porque involucran más cambios físicos que químicos. Un caso de esto son los procesos energéticos, donde se encuentra la producción de combustible cuyo producto sí se sintetiza en reactores. Mientras que en las plantas termoeléctricas no se puede considerar completamente un proceso ya que solo llevan a cabo la combustión de diésel como reacción química pero los productos de la combustión no son el principal objetivo, sino el vapor que se utiliza para la transformación de energía en donde se involucran operaciones físicas como el uso de turbinas, intercambiadores de calor, filtraciones entre otros; aun así, los ingenieros químicos cuentan con el conocimiento para este manejo de operaciones.

Otro ejemplo difícil de clasificar es el de la panificación, puesto que un proceso importante es el de la fermentación producida por la levadura que se usa para aumentar el tamaño y porosidad de la masa al hornearse. Este proceso ocurre especialmente porque un ser vivo lleva a cabo la respiración anaerobia y sus productos principales modifican la masa del pan, y aunque exista un cambio químico ya que el azúcar lo convierten en dióxido de carbono, se involucra un fenómeno biológico. La fermentación es común en los productos alimenticios como el pan, la cerveza y el yogurt, que al involucrar un ser vivo en la reacción química que sintetiza el producto se puede considerar como un proceso bioquímico.

Es importante clasificar los procesos por el producto que se obtiene, sin embargo, es necesario recordar que los procesos industriales no solo se llevan a cabo para elaborar un producto, también se usan para reciclar materiales, como es el caso de la limpieza de lodos.  Se puede considerar como un proceso bioquímico ya que se limpia el agua por medio de microorganismos, y aunque no se produzca un producto como tal, el agua tratada la pueden usar en otro proceso. Los microorganismos son usados como filtros ya que además de eliminar contaminantes del agua al alimentarse de ellos, no producen sustancias que perjudiquen al agua, simplemente dióxido de carbono (producto de la respiración celular), agua y más microorganismos al reproducirse, pero estos son fáciles de remover del agua después de ser limpiada.

Los procesos también buscan mejorar las propiedades de los materiales naturales como es el caso de la aspirina. Previo a su descubrimiento se utilizaba el extracto de la corteza del sauce blanco cuyo activo principal es el ácido acetilsalicílico, pero los primeros intentos de extracción generaban efectos secundarios como el sabor amargo y que provocaba irritación al estómago. En este caso el proceso industrial es mejorar el aprovechamiento del activo del extracto vegetal sin los efectos tóxicos, y esto lo logró Felix Hoffmann, cuando buscaba aliviar el dolor que padecía su padre. Otro caso puede ser la vitamina C que naturalmente se encuentra en las frutas y vegetales, sin embargo, su sintetización es mejor que la extracción natural, puesto que es un producto extremadamente solicitado en la industria. En el 2003 de se alcanzó una venta anual de 325 millones de dólares de Vitamina C, sin embargo, en el 2018 se estima que fue de 1,140 millones de dólares, lo cual es un gran incremento, pero se debe de considerar que también es utilizada no solo en la industria farmacéutica sino también la alimenticia. El proceso de sintetización es conocido con el nombre de Reichstein mostrado a continuación, y también se puede clasificar como proceso bioquímico al ser una fermentación microbial.  

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Dentro de los grupos de procesos según el producto, se encuentra la industria de los plásticos los cuales han desplazado a los metales en muchos aspectos. Debido a que existe una gran variedad de plásticos, los ingenieros químicos toman un papel más relevante para la síntesis puesto que pueden modificar las propiedades de los plásticos modificando las cadenas de los polímeros. Estas propiedades son muy importantes para el mercado ya que de ellas depende el uso que se les pueda dar, como es el caso de los termoplásticos que permiten una deformación a ciertas temperaturas que se aprobecha para darle una forma específica como lo son las bolsas, botellas, contendores y demás. Dentro de dichos plásticos se encuentran principalmenteel ppolietileno de alta y baja densidad, cloruro de polivinilo, polipropileno, poliestireno, cuyas aplicaciones se encuentran hoy en día en cualquier empaque o inclusive el producto mismo.

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