FORMULACIÓN Y PREPARACIÓN DE MEZCLAS

– Relacionar los criterios de clasificación de los productos de química transformadora con las técnicas de producción y sus aplicaciones.
– Analizar los diferentes tipos de sistemas dispersos, la expresión de su concentración y las condiciones de obtención.
– Describir el conjunto de equipos empleados en la obtención de mezclas, su representación y disposición en el diagrama global del proceso químico.
– Establecer los criterios de elección, condiciones de trabajo y puesta en funcionamiento de los equipos de elaboración de mezclas.
– Describir las operaciones de acabado y limpieza y la documentación asociada al proceso de obtención de productos transformados, relacionándola con la trazabilidad de los lotes producidos.

MÓDULO 1. FORMULACIÓN Y PREPARACIÓN DE MEZCLAS
UNIDAD FORMATIVA 1. FORMULACIÓN Y PREPARACIÓN DE MEZCLAS
UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA TRANSFORMADORA
Definición y estructura del sector:
– Evolución de la Ingeniería química.
– Desarrollo histórico de los procesos químicos.
Industria química y procesos químicos:
– Definición de proceso químico
– Estructura de la producción química actual.
Clasificación de los productos químicos:
– Productos químicos básicos. Definición, características y aplicaciones.
– Productos químicos intermedios. Definición, características y aplicaciones.
– Productos químicos finos. Definición, características y aplicaciones.
– Productos químicos finales. Definición, características y aplicaciones.
– Productos químicos de consumo. Definición, características y aplicaciones.
Actividades de la química transformadora.
UNIDAD DIDÁCTICA 2. CLASIFICACIÓN DE PRODUCTOS EN LA QUÍMICA TRANSFORMADORA
Química transformadora o de formulación:
– Formulación de los principales productos químicos destinados al consumo.
– Formulaciones ecológicas de productos.
Impacto de los procesos químicos en el medio ambiente:
– Contaminación del medio.
– Contaminación y sociedad.
UNIDAD DIDÁCTICA 3. APLICACIÓN DE MATERIAS PRIMAS EN LA FABRICACIÓN DE PRODUCTOS QUÍMICOS
Clasificación, características, funciones y aplicaciones:
– Clasificación de materias primas.
– Aprovechamiento químico-industrial de las materias primas.
– Disponibilidad y condiciones técnico-económicas de explotación de las materias primas.
– Materias primas no renovables.
– Métodos de paliar el agotamiento: Reciclado, sustitución.
UNIDAD DIDÁCTICA 4. PRINCIPALES PRODUCTOS ELABORADOS EN LA INDUSTRIA TRANSFORMADORA
Productos elaborados: Propiedades y aplicaciones:
– Principales productos de la industria química: Sector del petróleo, carbón y gas natural. Sector químico. Sector farmacéutico. Sector siderometalúrgico. Sector vidrio, cerámicos y materiales de construcción.
– Identificación de productos y subproductos en un proceso químico.
– Principales productos que constituyen el subsector de la química transformadora moderna:
* Pinturas, barnices, lacas, esmaltes.
* Adhesivos, colas y gelatinas para industria textil y de cuero.
* Tintas para artes gráficas.
* Perfumes y cosméticos.
* Jabones, detergentes, lejías, productos para la limpieza.
* Explosivos.
* Aceites lubricantes, cera, parafinas y grasas.
* Materiales plásticos y resinas sintéticas.
* Productos químicos industriales.
* Cemento y materiales de construcción.
* Farmacéuticos.
* Papel.
* Etcétera.
UNIDAD DIDÁCTICA 5. OBTENCIÓN DE SISTEMAS DISPERSOS
Sistemas dispersos: Tipos. Características fisicoquímicas. Composición.
Clasificación de sistemas dispersos en función del estado de agregación de cada una de las fases.
Clasificación de sistemas dispersos por el tamaño de la partícula: Sistemas dispersos (dispersiones groseras, dispersiones coloidales, soluciones coloidales) y soluciones o disoluciones.
Etapas de preparación de sistemas dispersos.
UNIDAD DIDÁCTICA 6. PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES
Formas de expresar y calcular la concentración de disoluciones (% en peso, p/p, p/v y v/v u otras).
Procedimientos de preparación y normalización de reactivos y soluciones patrón. Tablas de conversión de concentraciones. Disolventes. Preparación de mezclas y disoluciones.
Expresión de la concentración.
Tablas de conversión de concentraciones.
Materiales y sustancias básicos para preparación de disoluciones.
Medidas de masas. Medida de volúmenes. Calibración de balanzas y material volumétrico.
Procedimiento de preparación de disoluciones de concentración conocida. Regla de las disoluciones sucesivas. Regla de las mezclas.
Etiquetado y conservación de disoluciones preparadas en el laboratorio.
Procedimientos de trabajo para disolver muestras. Disolventes más utilizados.
UNIDAD DIDÁCTICA 7. CAMBIOS MATERIALES Y ENERGÉTICOS EN LAS REACCIONES QUÍMICAS
Estudio de las transformaciones químicas. Significado de las ecuaciones químicas.
Estequiometría. Importancia de las reacciones químicas en la ciencia, en la técnica y en la sociedad.
Cálculo del rendimiento de las reacciones.
Termoquímica.
Reacciones endotérmicas y exotérmicas. Primer principio de termodinámica.
Concepto de entalpía. Ley de Hess.
Estudio cualitativo de la variación de entropía y de energía libre de Gibbs de una reacción.
Concepto de energía de activación. Aplicaciones a algunos procesos químicos de interés.
UNIDAD DIDÁCTICA 8. EQUILIBRIOS QUÍMICOS
Aspecto dinámico de las reacciones químicas: equilibrio.
Caracterización de éste por sus constantes: Kc y Kp.
Aplicaciones al caso de sustancias gaseosas y disoluciones.
Modificaciones del estado del equilibrio. Ley de Le Chatelier. Su importancia en algunos procesos industriales.
Estudio cualitativo de la velocidad de reacción y de los factores de que depende. Utilización de catalizadores en algunos procesos industriales y biológicos.
Reacciones de transferencia de protones. Teoría de Arrhenius y de Brönsted-Lowry.
Equilibrios ácido-base en medio acuoso: disolución del agua, concepto de pH. Constantes de disociación de ácidos y bases en agua. Ácidos y bases fuertes.
Reacciones de transferencia de electrones. Conceptos de oxidación y reducción. Ajuste de reacciones de óxido-reducción. Estequiometria. Sustancias oxidantes y reductoras. Búsqueda experimental de una escala de oxidantes y reductores. Potenciales normales de reducción.
UNIDAD DIDÁCTICA 9. COADYUVANTES EN ELABORACIÓN DE MEZCLAS
Tipos, función, características físico-químicas.
Dosificación de emulsionantes, antiespumantes, espesantes solubilizadores, fluidificantes y otros.
Excipientes: Tipos y funciones.
Coadyuvantes: Tipos. Función. Características fisicoquímicas.
Dosificación de emulsionantes, antiespumantes, espesantes, fluidificantes y otros.
UNIDAD FORMATIVA 2. EQUIPOS E INSTALACIONES PARA LA PREPARACIÓN DE MEZCLAS DE PRODUCTOS QUÍMICOS
UNIDAD DIDÁCTICA 1. TÉCNICAS, EQUIPOS E INSTRUMENTOS EN OPERACIONES DE MEZCLADO
Principales equipos empleados: amasadoras, molinos coloidales, agitadores, homogenizadores de sólidos y líquidos, tanques con agitación, con calefacción, con refrigeración, abiertos y cerrados, a presión normal, mezcladoras, tanques de dilución, y otros.
Elementos constructivos. Aplicaciones. Principios físicos y relación con las características de la materia a procesar:
– Selección de técnicas de mezclado:
* Técnicas. Equipos e instrumentos.
* Elementos constructivos. Aplicaciones. Principios físicos.
UNIDAD DIDÁCTICA 2. OPERACIONES DE MEZCLADO
Parámetros de control de mezclado:
– Tiempo de mezclado.
– Grado de mezcla.
– Índice de mezclado.
– Segregación o desmezclado
UNIDAD DIDÁCTICA 3. TIPOS DE MEZCLADORAS UTILIZADAS
Mezcladoras discontinuas:
– Mezclas líquido-líquido. Tanques de mezclado con agitación de paletas y/o turbinas.
– Mezclas gas-líquido. Sistemas de inyección de gas.
– Mezclas sólido-líquido. Tanques de mezclado con agitación de paletas y/o turbinas.
– Mezclas sólido-sólido. Mezclador en transportador de tornillo para polvos finos secos. Mezcladores de volteo (Mezclador en V y prismático). Molinos.
– Amasadoras para sustancias de gran viscosidad. Mezclador planetario para semisólidos.
Mezcladoras continuas.
UNIDAD DIDÁCTICA 4. CONTROL DE LAS OPERACIONES DE MEZCLADO
Parámetros de control del proceso de mezclado.
Características fisicoquímicas de los productos a mezclar:
– Estructura amorfa o cristalina del sólido, granulometría, dureza, densidad real y densidad aparente de los productos a mezclar, comportamiento reológico del producto, electricidad estática del producto, humedad, etcétera.
Factores que pueden afectar a la estabilidad de la mezcla:
– Higroscopicidad o delicuescencia, fusión a temperatura ambiente, capacidad de oxidación, capacidad de hidrólisis, posibilidad de reacción química entre sólidos, otros.
UNIDAD DIDÁCTICA 5. CONTROL DOCUMENTAL DE LAS OPERACIONES DE MEZCLADO
Esquemas de servicios de planta y su distribución. Guía de fabricación. Documentación completa del lote. Trazabilidad de lotes. Gráficos, cartas de control y registros de los parámetros de fabricación.
Tipos de inventarios y balances entre materiales consumidos y cantidad de producto fabricado.
Informes con especificaciones analíticas de los resultados. Instrucciones y protocolos de trabajo.
PNT (Procedimientos Normalizados de Trabajo). Históricos de los informes técnicos. Muestras preparadas para posteriores determinaciones analíticas.
Procedimientos de eliminación de residuos, sobrantes, subproductos y/o productos fuera de especificación.
UNIDAD DIDÁCTICA 6. CONTROL DE LAS OPERACIONES DE LIMPIEZA E HIGIENE DURANTE EL PROCESO DE MEZCLAS QUÍMICAS
Orden y secuencia en los procesos.
Control de limpieza de equipos e instalaciones.
Contaminaciones cruzadas.
Puesta en marcha y parada de equipos e instalaciones.
Mantenimiento básico de equipos e instalaciones.
Requisitos higiénicos generales de instalaciones y equipos.
Limpieza física, química y microbiológica. Sistemas y equipos de limpieza.