IDENTIFICACION DE SISTEMAS Y VARIABLES EN PROCESOS PRODUCTIVOS

LABORATORIO 1

IDENTIFICACION DE SISTEMAS Y VARIABLES EN

PROCESOS PRODUCTIVOS

1. OBJETIVOS

• Conocer e identificar los tipos de sistemas que se presentan en los diversos procesos productivos.
• Definir las variables involucradas en el sistema seleccionado del proceso productivo en estudio.

1. MARCO TEÓRICO

El diseño en ingeniería es un proceso complejo en el que intervienen múltiples factores y todos ellos en interacción. desarrollarlo exige del ingeniero, alta capacidad creativa y de visión de futuro, puesto que el producto a lograr debe trascender el momento presente y ser vigente un período significativo de tiempo.  

1. Sistemas:  

Se llama sistema a una porción del universo definida arbitrariamente para su estudio. Elementos que definen un sistema:  

1. Sistema propiamente dicho: Lugar o zona en la que se realizan procesos físicos y/o químicos.  
2. Límite o borde imaginario del sistema: Seleccionado de acuerdo con la operación que se pretende evaluar, separa el sistema del medio externo.
3. Entorno: medio inmediatamente circundante
4. Universo: Espacio total en que se inscribe

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1. Tipos de sistemas:

1. Sistema Cerrado: no intercambia materia con el exterior, pero sí, energía.

Por ejemplo: una botella con agua caliente, un globo inflado, una bombilla, sistema de refrigeración de un motor o una congeladora.

1. Sistema Abierto: Es aquel que permite el intercambio de materia y energía con el ambiente.

Por ejemplo: Un recipiente destapado con alguna sustancia, el cuerpo humano, las células, bacterias, plantas, evaporador de leche, reservorios de agua.

1. Sistema Aislado: no intercambia energía ni hay flujo de materiales con el ambiente que lo rodea. Este tipo de sistema es considerado ideal. Por ejemplo: Un termo, alimentos enlatados  

De acuerdo con su comportamiento en el tiempo, los sistemas pueden ser:

• Sistema estacionario: Sus propiedades no varían en el tiempo.
• Sistema no estacionario: Sus propiedades sí varían en el tiempo.

1. Procesos:  

Es la transformación que ocurre sobre ciertos elementos iniciales o propiedades de un sistema, consideradas condiciones de entrada; para obtener otras denominadas condiciones de salida o productos. De allí que se puede afirmar que donde hay un cambio hay un proceso. Son los llamados “operadores de cambio” los elementos que hacen posible dicha transformación.

1. Tipos de Procesos:

• Procesos isotérmicos:  se desarrollan a temperatura constante  
• Procesos isobáricos:  se dan a presión constante  
• Procesos adiabáticos: no presentan transferencia de calor al entorno.
• Procesos isotrópicos:  la entropía permanece constante.  

1. Variables:

La variable es una característica de un fenómeno que puede adoptar distintos valores, la cual puede ser medida.  Las variables sirven para determinar el estado de un sistema, así como para monitorear los procesos que allí ocurren.  

1. Tipos de Variables:  

1. Variable Independiente: directamente relacionada con la variable dependiente. Debe ser manipulable.  
2. Variable Dependiente: su valor es una función de los cambios que opera la variable considerada independiente.
3. Variable Interviniente: no está al alcance del operador modificar porque queda establecida por factores ajenos a su voluntad
4. Variable de Control: cuando influye directamente en el proceso en estudio y que requiere ser controlada para mantenerla dentro de determinados valores.  
5. Variable Manipulable: aquélla que puede ser fijada (manipulada) por el operador según convenga para el estudio.  
6. Variable Respuesta: cuyo valor es consecuencia del proceso y que puede ser monitoreada. Una variable respuesta puede ser a su vez, la variable seleccionada como “dependiente”.

1. PARTE EXPERIMENTAL

3.1  Procedimiento:  

• Plasmar el P&ID (Diagrama de instrumentación y tuberías) del procesamiento de leche, haciendo uso del software EdrawMax.
• Primero         seleccionar         los         equipos         empleados,         como         por         ejemplo         tanques, intercambiadores de calor, evaporadores, etc.
• Colocar las líneas de transporte de fluidos y las bombas.
• Identificar los sistemas involucrados.
• Definir los límites de los sistemas a evaluar.
• Determinar las variables involucradas en el sistema.

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Figura 1: Diagrama P&ID del proceso de leche

1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

SISTEMA: Intercambiador de calor

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