INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PROGRAMA SINTÉTICO

UNIDAD ACADÉMICA: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Química Industrial

UNIDAD DE APRENDIZAJE: Introducción a los procesos de separación. NIVEL: III

PROPOSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE:

Diseña procesos de separación de sistemas multicomponentes con base en la materia prima, balances de
materia y energía y de insumos.
CONTENIDO:
I. Los procesos de separación en la industria química, su clasificación y usos.
II. Concentración de soluciones por evaporación parcial del disolvente.
III. Equilibrio y balances de materia y energía en procesos de una etapa.

ORIENTACIÓN DIDÁCTICA:
Esta unidad basa su aprendizaje en la estrategia basada en problemas y el trabajo colaborativo en el aula y en el
laboratorio, se recurre a la resolución de problemas numéricos y cuestionarios, localización de información en
bibliografía y páginas web, elaboración de diagramas de procesos industriales reales y propuestas de métodos de
cálculo apoyados por procedimientos computarizados.
La enseñanza en la teoría y la experimentación la facilitarán los profesores apoyándose en métodos de
enseñanza inductivo y deductivo, promoviendo la comprobación de la teoría en los experimentos.

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Se aplica una evaluación diagnóstica, una evaluación formativa y la evaluación sumativa así como la
autoevaluación y coevaluación. Se consideran las participaciones y actividades en clase de los alumnos en forma
individual y en conjunto, cuaderno de notas y una evaluación escrita que se aplica cada bimestre, el promedio
aritmético de éstas proporciona el 70% del puntaje, es requisito para asentar la evaluación final, acreditar como
mínimo 80% de las prácticas de laboratorio. Si el promedio de las calificaciones de la teoría es aprobatorio y
máximo de nueve se sumará un punto, si se acredita el 100 % de las prácticas del laboratorio.

BIBLIOGRAFÍA:
Foust,A.S., Wenzel, (2006). L.A., Clump, Maus, L., Andersen,L. B., Principios de operaciones unitarias,
Continental, México, pags. 751, ISBN 968-26-0776-0.

Geankoplis, C.J., (2003). Procesos de transporte y operaciones unitarias, 4ª.Ed., Compañía Editorial Continental,
S.A. de C.V., México, pags. 893, ISBN 0-13-101367-X.

King, C. J., (2007). Procesos de separación. Ediciones Repla S.A., España 2003, pags. 888, ISBN 84-291-7301-
3.
McCabe W.L., Smith, J.C., Harriot, P., Operaciones unitarias en Ingeniería Química, Editorial McGraw-Hill
Interamericana.

Seader, J.D., Henley, E.J., (2006). Separation process principles, Second edition, John Wiley and Sons, Inc.,
pags.747, ISBN 13-978-0-471-46480-8.
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PROGRAMA SINTÉTICO

UNIDAD ACADÉMICA: Escuela Superior de Ingeniería UNIDAD DE APRENDIZAJE: Introducción a los

Química e Industrias Extractivas procesos de separación.
PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Química TIPO DE UNIDAD DE APRENDIZAJE:
Industrial 1) Teórico-práctica
SALIDA LATERAL: 2) Obligatoria
VIGENCIA: Enero 2013
ÁREA DE FORMACIÓN: Formación Profesional. NIVEL: III
MODALIDAD: Escolarizada CRÉDITOS:10 TEPIC – 6.08 SATCA

INTENCIÓN EDUCATIVA
Esta unidad de aprendizaje contribuye al egresado a la aplicación de los conceptos fundamentales de la
termodinámica, la mecánica de fluidos, la transmisión de calor y los balances de materia y energía que le permita
resolver problemas básicos de ingeniería química aplicando los modelos matemáticos que representan el
comportamiento de los procesos de separación.

Se fomenta la capacidad de adaptación e integración a grupos de trabajo, interacción social, el respeto a las diferentes
formas de expresión individual, que contribuyen a la formación racional, analítica y crítica del egresado.

Para esta unidad se requiere como antecedentes Fenómenos de transporte, Transferencia de calor, Flujo de fluidos,
Termodinámica de las sustancias puras y Balances de materia y energía. Es requisito para cursar: Procesos de
separación de contacto continuo, Procesos de separación de múltiple etapa y Procesos de separación por barreras y
por agentes sólidos.

PROPÓSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE

Diseña procesos de separación de sistemas multicomponentes con base en la materia prima, balances de materia y
energía y de insumos.

TIEMPOS ASIGNADOS UNIDAD DE APRENDIZAJE AUTORIZADO POR: Comisión de

REDISEÑADA POR: Academia de Programas Académicos del
HORAS TEORÍA/SEMANA: 4 Operaciones Unitarias Consejo General Consultivo del IPN
REVISADA POR: Subdirección (Enero de 2013)
HORAS PRÁCTICA/SEMANA: 2
Académica
HORAS TEORÍA/SEMESTRE: 72 APROBADA POR:
Consejo Técnico Consultivo Escolar
HORAS PRÁCTICA/SEMESTRE: (Octubre del 2012)
36

HORAS DE APRENDIZAJE
AUTÓNOMO: 19
________________________________ ____________________________
HORAS TOTALES/SEMESTRE:
108
Ing. Miguel Ángel Álvarez Gómez _
Presidente del CTCE. Ing. Rodrigo de Jesús Serrano
Domínguez.
Secretario Técnico de la Comisión
de Programas Académicos
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UNIDAD DE APRENDIZAJE: Introducción a los procesos de separación. HOJA: 3 DE 9

N° UNIDAD TEMÁTICA: I NOMBRE: Los procesos de separación en la industria química, su
clasificación y usos.
UNIDAD DE COMPETENCIA
Clasifica el proceso de separación a partir de las propiedades y estado de agregación de la materia y propiedades de
la mezcla.

HORAS Con HORAS

Docente (Aprendizaj
No. CONTENIDOS CLAVE BIBLIOGRÁFICA
e
Autónomo)
T P
1.1 Los recursos naturales, su origen y extracción. 0.5 0.5 1c,6c,10c
Productos de origen animal, vegetal, mineral y fungi.
Productos de síntesis orgánica y Biotecnología.

1.2 Soluciones. Suspensiones. Coloides. Obtención y

purificación de sustancias químicas.
0.25 0.5 6c,7c,10c
1.3 Clasificación de los procesos de separación y los
agentes separadores. Procesos continuos y procesos
intermitentes. 7.25 1.0 5C,9B,10B,11B,13

1.3.1 Separaciones mecánicas.

1.3.2 Procesos de separación con la transmisión simultánea
de energía y materia.

1.3.3 Procesos de separación mediante un agente material.

1.3.4 Procesos de separación mediante membranas y otros

agentes sólidos.

1.3.5 Procesos importantes en la industria química y 1.0 1C,9B,10B12B

petroquímica.

1.4 Solución de problemas de aplicación.

Subtotales por Unidad temática: 8.0 12.0 2.0

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
Encuadre de curso: Esta unidad basa su aprendizaje en la estrategia basada en problemas y el docente la conduce a través de los
métodos inductivo y deductivo. El educando se auxilia de las técnicas de indagación, revisión bibliográfica y vía electrónica, acerca
de la obtención de sustancias, su separación y su purificación así como los procesos industriales de fabricación existentes,
intercambiar esta información entre los participantes del curso, hacer dibujos de esos procesos a mano alzada en sus respectivos
cuadernos de notas, complementando con fichas bibliográficas, resúmenes y mapas conceptuales, reporte de prácitcas así como
evaluación oral y/o escrita.
EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
Evaluación Diagnóstica PORCENTAJES
Portafolio de Evidencias: 10%
Resúmenes y diagramas de flujo 15%
Entrega de reporte de prácticas 20%
Autoevaluación y coevaluación 5%
Evaluación escrita 50%
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Total 100%
UNIDAD DE APRENDIZAJE: Introducción a los procesos de separación. HOJA: 4 DE 9
N° UNIDAD TEMÁTICA: II NOMBRE: Concentración de soluciones mediante la separación parcial
del disolvente por evaporación.
UNIDAD DE COMPETENCIA
Analiza el desempeño de un sistema de evaporación y los requerimientos energéticos con base en los balances de
materia y energía.
HORAS Con
Docente HORAS
CLAVE
No. CONTENIDOS (Aprendizaje
BIBLIOGRÁFICA
Autónomo)
T P
2.1 Solución química; solvente volátil- soluto no volátil. El 1.0 0.5
agua como disolvente. Regla de las fases. Producto de
solubilidad.

2.2 La evaporación como operación unitaria. Equilibrio 3.0 0.5 3C,8C

líquido-vapor. Modificación de las propiedades
termodinámicas del agua por la disolución de un soluto.

2.3 Tabla de propiedades termodinámicas del vapor de agua. 2.0 0.5 8C

Cálculo de calor específico de soluciones acuosas.
Cálculo de entalpía de soluciones acuosas.

Diferentes tipos de evaporadores industriales.

2.4 Características termodinámicas de funcionamiento. 6.0 1.0 3C,4C,7C,8C
Cálculo de insumos (vapor calefactor y agua de
enfriamiento) para un sistema de evaporación simple.
Cálculo de superficie de transmisión de calor.

Modificación de condiciones de operación. Influencia del

2.5 cambio sobre los factores de capacidad y economía de
un evaporador. Cambio en las necesidades de los 6.0 2.0
insumos. Cambio en el tiempo de proceso.
2.6
Evaporación en múltiple efecto. Consideraciones
teóricas. Cálculo de insumos (vapor calefactor y agua de
enfriamiento) para un sistema de evaporación múltiple.
Cálculo de las superficies de transmisión de calor. 6.0 1.5 3C,4C,7C,8C

Subtotales por Unidad temática: 24.0 12.0 6.0

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
Esta unidad basa su aprendizaje en la estrategia basada en problemas y el docente la conduce a través de los métodos inductivo y
deductivo. El educando se auxilia de las técnicas de indagación, revisión bibliográfica. El portafolio de evidencias lo constituye la
construcción de gráficas, resolución de problemas, reporte de prácticas y evaluación escrita.
EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
Construcción de gráficas 5%
Elaboración de algoritmos de resolución de problemas 10%
Resolución de problemas en clase y en de tarea 5%
Entrega de reporte de prácticas 20%
Evaluación escrita 50%
Autoevaluación y coevaluación 10%
Total 100%
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UNIDAD DE APRENDIZAJE: Introducción a los procesos de separación. HOJA: 5 DE 9

N° UNIDAD TEMÁTICA: III NOMBRE: Equilibrio, balances de materia y energía

en una etapa.
UNIDAD DE COMPETENCIA
Clasifica los procesos de separación de una etapa con base en los balances de materia y/o energía y equilibrio
químico.
HORAS Con HORAS
Docente (Aprendizaje CLAVE
No. CONTENIDOS
Autónomo) BIBLIOGRÁFICA
T P
3.1 Conversión de unidades de concentración con énfasis en 4.0 2.0 2C,3C,8C,9B,11C,12B,13
los conceptos y cálculos de relaciones y fracciones. B

3.2 Absorción y agotamiento. 8.0 3.0

3.3 Destilación. 10.0 3.0

3.4 Extracción líquido-líquido. 6.0

2.0
3.5 Construcción y uso de la carta psicrométrica. 8.0

3.6 Adsorción. 4.0 1.0

Subtotales por Unidad temática: 40.0 12.0 11.0

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
Esta unidad basa su aprendizaje en la estrategia basada en problemas y el docente la conduce a través de los
métodos inductivo y deductivo. El educando se auxilia de las técnicas de indagación, revisión bibliográfica. El portafolio
de evidencias lo constituye la construcción de gráficas, resolución de problemas, reporte de prácticas y evaluación
escrita.
EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
Construcción de gráficas 5%
Elaboración de algoritmos de resolución de problemas 10%
Resolución de problemas en clase y en de tarea 10%
Entrega de reporte de prácticas 10%
Autoevaluación y coevaluación 5%
Evaluación escrita 60%
Total 100%
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UNIDAD DE APRENDIZAJE: Introducción a los procesos de separación HOJA: 6 DE 9

RELACIÓN DE PRÁCTICAS
PRÁCTIC NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDADES DURACIÓN LUGAR DE
A No. TEMÁTICA REALIZACIÓN
S
1 Introducción a los procesos de separación. I a III 6 Laboratorio
de
Evaporador de simple-efecto de película ascendente- I y II 6 Operaciones
2 descendente del tipo de circulación natural Unitarias
I y II 6
3 Evaporador de simple- efecto del tipo de circulación forzada
con recirculación I y II 6

4 Evaporador de triple efecto del tipo circulación natural III 6

5 Cristalización. III 6

6 Destilación diferencial. TOTAL DE 36

HORAS

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN
La calificación mínima aprobatoria de cada práctica es de 6 puntos, es un requisito indispensable a probar el 80% de las
prácticas para que el alumno tenga derecho al registro de la calificación final de unidad de aprendizaje en las actas
oficiales de control escolar de la institución. El laboratorio sólo aparecerá como acreditado, si un alumno acredita con
100% el laboratorio y además obtiene una calificación entre seis y nueve puntos, a la calificación final de la unidad de
aprendizaje se le sumará un punto. Para la evaluación de las prácticas se aplicarán los siguientes criterios:
Criterio Evaluación (puntos)
Práctica 1 teórica
Exploración escrita de conocimientos. 5
Proyecto de aplicación. 5
Total 10
Las Prácticas 2,3,4,5,6, son operativas
Diagrama descriptivo del equipo en borrador. 2
Operación del equipo y toma de datos experimentales. 2
Diagrama descriptivo del equipo corregido. 1
Análisis y discusión de resultados. 2
(se evaluará la expresión oral y la capacidad de argumentar sus ideas)
Reporte escrito. 3
Total 10
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UNIDAD DE APRENDIZAJE Introducción a los procesos de separación. HOJA: 7 DE 9

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Se aplica una evaluación diagnóstica, una evaluación formativa y la evaluación sumativa. Se consideran las
participaciones y actividades en clase de los alumnos en forma individual y en conjunto, cuaderno de notas y una
evaluación escrita que se aplica cada bimestre, el promedio aritmético de éstas proporciona el 70% del puntaje,
es requisito para asentar la evaluación final, acreditar como mínimo 80% de las prácticas de laboratorio. Si el
promedio de las calificaciones de la teoría es aprobatorio y máximo de nueve se sumará un punto, si se acredita
el 100 % de las prácticas del laboratorio.

Unidad I (20%), Unidad II (30%), Unidad III (50%). Para obtener calificación aprobatoria en esta Unidad de
Aprendizaje, es requisito indispensable que el alumno haya cursado y aprobado como mínimo el 80% de las
prácticas de laboratorio.

Esta unidad de aprendizaje puede cursarse y acreditarse en otras unidades académicas del IPN o de otras
instituciones de educación superior nacionales o extranjeras de acuerdo con el Programa de Movilidad del Plan
de Estudios aprobado y de los convenios que para tal efecto se establezcan y con aprobación de la academia y la
Subdirección Académica de la ESIQIE.
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PROGRAMA SINTÉTICO

CLAV B C BIBLIOGRAFÍA
E
1 X Bland, B.F., Davidson, R.L., Petroleum Processing Hand Book, Mc Graw-Hill, New
York 1967, pags 1070, 64-66366 catalogo Bibl. Congreso

2 X Foust, A.S., Wenzel, L.A., Clump, Maus, L., Andersen, L. B., Principios de operaciones
unitarias, Continental, México, 2006, pags. 751, ISBN 968-26-0776-0.

3 X Geankoplis, C.J., Procesos de transporte y operaciones unitarias, 4ª.Ed., Compañía

Editorial Continental, S.A. de C.V., México 2003, pags. 893, ISBN 0-13-101367-X.

4 X Kern, D.Q., Procesos de transferencia de calor, Compañía Editorial Continental, S.A.,

México 1994. Pags 459-588 ISBN 968-6708-28-6.

5 X King, C. J., Procesos de separación. Ediciones Repla S.A., España 2003, pags. 888,
ISBN 84-291-7301-3.

6 X Kirk-Othmer, Enciclopedia of Chemical Technology, 3rd. ed., John Wiley and Sons,
New York 1982.

7 X McCabe W.L., Smith, J.C., Harriot, P., Operaciones unitarias en Ingeniería Química,
Editorial McGraw-Hill Interamericana 2007.

8 X Perry, R.H:, Green, D.W., Manual del Ingeniero Químico, 6ª. Ed., Mc. Graw-Hill, New
York, 1997. 2985 pags. ISBN 970-01-0001-10.

9 X Seader, J.D., Henley, E.J., Roper, D. K., Separation process principles, Chemical &
Biochemical Operations, 3rd edition, John Wiley & Sons 2011,ISBN978-0-470-48183-7

10 X Seader, J.D., Henley, E.J., Separation process principles, Second edition, John Wiley
and Sons, Inc., 2006 pags.747, ISBN 13-978-0-471-46480-8.

11 X Treybal, R.E., Operaciones de transferencia de masa, 2a. ed., Libros Mc Graw-Hill de

México, S.A. de C.V., 1980, 845 pags., ISBN 0-07-065176-0.

12 X Wankat, P.C., Ingeniería de Procesos de Separación, Pearson-Prentice Hall, 2008.

13 X Accesar a Internet, seleccionar portales especiales,