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[EN] This paper describes the application of Problem-Based Learning (PBL) in the subject "Industrial Chemical Technology" of the Master's Degree in Industrial Engineering from the Universitat Politécnica de València (UPV). This course includes contents related to the Basic Operations of Chemical Engineering, not previously studied by most students. This fact, together with the difficulties associated with the management of 300 students have conditioned the type of methodologies that can be applied and, therefore, the level of depth at which the contents can be developed. Therefore, the main methodology applied so far has been the participative masterclass, with problem solving in the classroom. Although the results in terms of percentage of students who pass the course are very satisfactory, the approach to learning is superficial in some aspects and teachers believe that it should be adapted to master's level. To achieve deeper learning of students in the contents of the course, it has been decided to partially modify the methodology, integrating Problem-Based Learning (ABP). This new methodology will consist of grouped resolution of problems integrated into the same real industrial process, which will allow students to also acquire a more global view of the contents covered in the course. The level of the problems will be increased compared to those solved in the classroom and students will be required to search, select and justify additional data and information to solve the problems that will also be multidisciplinary. All this innovation is part of an Innovation and Educational Improvement Project granted and funded by the ¿Vicerrectorado de Estudios, Calidad y Acreditación (VECA)¿ of the UPV. This work describes how the PBL has been defined for implementation in the course and analyses the results achieved to date, identifying the aspects to be improved for the continuation of the methodology in the following academic years., This work has been funded by the Vicerrectorado de Estudios, Calidad y Acreditación (VECA of the Universitat Politécnica València (A + D Call for Innovation and Educational Improvement Projects)

[ES] En la asignatura “Tecnología Química Industrial” del Máster Universitario en Ingeniería Industrial de la Universitat Politécnica de València (UPV) se imparten contenidos relativos a las Operaciones Básicas de la Ingeniería Química, no estudiados previamente por la mayoría de los alumnos. Este hecho, unido a las complicaciones asociadas a la media de 300 alumnos que tiene la asignatura, condiciona el tipo de metodologías que se pueden aplicar y, por lo tanto, el nivel de profundidad en el que se pueden desarrollar los contenidos. Por ello, la metodología principal aplicada hasta el momento ha sido la lección magistral participativa, con resolución de problemas en el aula. Aunque los resultados en cuanto a porcentaje de alumnos que superan la asignatura son muy satisfactorios, el enfoque de aprendizaje es muy superficial y creemos que debería adecuarse más al nivel de máster de la asignatura. Para conseguir un aprendizaje más profundo, se ha decido modificar parcialmente la metodología de la asignatura, integrando el Aprendizaje Basado en Problemas (ABP). En este trabajo se describe cómo se va a implementar y evaluar la metodología ABP en la asignatura. Todo ello forma parte de un Proyecto de Innovación y Mejora Educativa concedido por el VECA de la UPV., [EN] In the subject "Industrial Chemical Technology" of the Master's Degree in Industrial Engineering of the Polytechnic University of Valencia (UPV) content related to the Basic Operations of Chemical Engineering is taught, not previously studied by the most students. This fact, together with the complications associated with the average of 300 students that the subject has, conditions the type of methodologies that can be applied and, therefore, the level of depth at which the contents can be developed. Therefore, the main methodology applied so far has been the participatory master lesson, with problem solving in the classroom. Although the results in terms of percentage of students who pass the subject are very satisfactory, the learning approach is very superficial and we believe that it should be more adapted to the master's level of the subject. To achieve a deeper learning, it has been decided to partially modify the methodology of the subject, integrating the Problem Based Learning (BPL). This work describes how the BPL methodology will be implemented and evaluated in the subject. All this is part of an Innovation and Educational Improvement Project granted by the VECA of the UPV.

[ES] La interpretación de gráficos logarítmicos es una habilidad importante en los profesionales de ingeniería. Dichos gráficos se utilizan para representar la evolución de fenómenos naturales y para facilitar el diseño de procesos y equipos. No obstante, los estudiantes están acostumbrados a leer datos en diagramas con escalas lineales, lo cual supone un reto en el aprendizaje de la lectura de otros tipos de representaciones. En el presente trabajo se evalúan las capacidades de interpretación de gráficos logarítmicos en estudiantes de tercer curso de grado de ingeniería química. El análisis sobre una muestra de 64 individuos revela que un 49% de los alumnos comete errores de interpretación, siendo los mas comunes la lectura de datos realizando una interpretación de escalas lineal y el conteo erróneo del número de líneas de división secundarias. Con el fin de facilitar el manejo de diagramas con escalas logarítmicas, se ha desarrollado un software de lectura de gráficos llamado PUNTGRAF. El programa permite calibrar distintos tipos de gráficos, y obtener las coordenadas de un punto. Se propone PUNTGRAF como una herramienta de apoyo en el aprendizaje de la interpretación de gráficos ingenieriles, que permita al alumno aprender de forma autónoma de sus propios errores., [EN] The interpretation of logarithmic plots is an important skill for engineers. Such graphical representations are widely used to show the evolution of natural phenomena and to facilitate the design of processes and equipments. The fact that engineering students are more familiar with the interpretation of linear-scale diagrams implies a challenge during the learning process of reading other types of representations. In the present work, the interpretation skills of logarithmic plots by chemical engineering undergraduates is evaluated. The analysis over a sample of 64 students reveals that 49% of them make reading mistakes, being the interpretation of linear scales and the incorrect count of minor grid lines the most common ones. With the aim of assisting the students with the use of logarithmic-scale plots, we have developed a software capable of reading values from different engineering plots; which we called PUNTGRAF. The program can be used to calibrate different types of charts and to obtain point coordinates. We propose PUNTGRAF as a useful tool to reinforce the interpretation skills of engineering plots by undergraduate students, which would help them to learn from their own mistakes in a self-training process.

[EN] The influence of fluid dynamic conditions on the oxygen transport through mixed ionic-electronic membranes was studied experimentally and numerically. A set of permeation experiments was performed in a wide range of operating conditions combining temperature, driving force and flow rate of air feed and sweep streams. A computational model was built and enabled to systematically evaluate the effect of the fluid dynamic conditions on O-2 separation process. This model includes the surface resistance (gas exchange kinetics) and bulk oxygen-ion diffusion. The experimental set was used to obtain the model parameters by following a two-step fitting procedure: a first fitting of a simplified one-dimensional model using genetic algorithms and a subsequent refining of the parameters using the complete model implemented in COMSOL Multiphysics. The high-accuracy model allowed characterizing the O-2 transport phenomena and understanding the different factors governing the overall process, e.g. by using different membrane thicknesses, sweep gases or vacuum. Simulations of the fitted model revealed the importance of the sweep effect in the O-2 transport across the membrane and enabled to establish rules for both design of permeation experiments and up-scaling., This work was financially supported by Spanish Government (Grants SEV-2016-0683 and RTI2018-102161) and Generalitat Valenciana (PROMETEO/2018/006).

Optimization of the ultrafiltration (UF) process to remove colloidal substances from a paper mill&rsquo, s treated effluent was investigated in this study. The effects of four operating parameters in a UF system (transmembrane pressure (TMP), cross-flow velocity (CFV), temperature and molecular weight cut-off (MWCO)) on the average permeate flux (Jv), organic matter chemical oxygen demand (COD) rejection rate and the cumulative flux decline (SFD), was investigated by robust experimental design using the Taguchi method. Analysis of variance (ANOVA) for an L9 orthogonal array were used to determine the significance of the individual factors, that is to say, to determine which factor has more and which less influence over the UF response variables. Analysis of the percentage contribution (P%) indicated that the TMP and MWCO have the greatest contribution to the average permeate flux and SFD. In the case of the COD rejection rate, the results showed that MWCO has the highest contribution followed by CFV. The Taguchi method and the utility concept were employed to optimize the multiple response variables. The optimal conditions were found to be 2.0 bar of transmembrane pressure, 1.041 m/s of the cross-flow velocity, 15 &deg, C of the temperature, and 100 kDa MWCO. The validation experiments under the optimal conditions achieved Jv, COD rejection rate and SFD results of 81.15 L&middot, m&minus, 2&middot, h&minus, 1, 43.90% and 6.01, respectively. Additionally, SST and turbidity decreased by about 99% and 99.5%, respectively, and reduction in particle size from around 458&ndash, 1281 nm to 12.71&ndash, 24.36 nm was achieved. The field-emission scanning electron microscopy images under optimal conditions showed that membrane fouling takes place at the highest rate in the first 30 min of UF. The results demonstrate the validity of the approach of using the Taguchi method and utility concept to obtain the optimal membrane conditions for the wastewater treatment using a reduced number of experiments.

[EN] This work proposes a method of simulating the performance of continuous nanofiltration processes by means of experimental runs performed on a laboratory set-up equipped with a spiral-wound module working in batch recirculation mode. It describes how to implement the proper changes in feed concentration and operating conditions in a batch recirculated system in order to obtain similar conditions to those of a continuous one. The analogy between the concentration process in the continuous and in the batch recirculation system is discussed and the difference in ion concentration of the cumulative permeate between the two systems is estimated numerically. The procedure was applied in a case study to estimate the performance of a continuous process intended to remove nitrate from brackish water using a high rejection nanofiltration membrane (DowFilmtec NF90). The sequence of concentration steps performed in the batch-recirculated set-up yielded an estimation of the ion concentration profiles throughout the continuous system. A mathematical analysis of the results showed that the nitrate concentration in the permeate experimentally obtained in the batch system is 4.5% higher than that expected in the continuous system. The experimental method described here can be used to design membrane system applications for which the target ions are not accurately predicted by models or are not included in commercial software. (C) 2017 Published by Elsevier B.V., This work was supported by the Spanish Ministry for Economy and Competitiveness [Project OPTIMEM CTM2010-20248].

In this work, uncertainty and sensitivity analyses were applied to study the joint effects of model parameter uncertainty and feed variability on the response of a computational code for methanol–water continuous distillation. First, model parameter uncertainty (liquid–vapour equilibrium (VLE), enthalpy and tray efficiency) was characterised using existing experimental data. Afterwards, three tower configurations working at two operational modes (fixed product composition and fixed operation conditions) were studied at three feed variability levels. Morris analysis revealed the high importance of the VLE and efficiency-related factors. Sobol sensitivity analysis determined with more precision the sensitivity of the response to the parameters and detected non-linear effects and interactions. The Monte Carlo propagation method allowed obtaining the uncertainty margins as a function of feed variability. The results showed high impact of the model parameter uncertainty and encourage the use of the methods shown to obtain robust designs and quantify simulation accuracy.

[EN] Evaporation is an important process operation taught in the subject “Extension on Separation Operations” of the Master in Chemical Engineering of the UPV. Main teaching objectives concerning to this operation are to deepen in the design and operation of the multi-effect evaporation systems. To cover successfully these objectives and to help in the development of transversal competences, the ASEI team has developed the DISEVAP software that allows you to evaluate the evaporation configurations faster and to study the effect of the most influential factors on the process performance. In the present article, the organizational changes within the subject that have been used in a reflection on how to improve the use of software to develop the skills related to reasoning are detailed. Likewise, the methodology for obtaining information on the level of competence acquired by the student is detailed, which has allowed comparing teaching results obtained using the program with those of previous years. The results indicate that the methodology based on the use of the program has achieved an improvement in teaching. However, it is still necessary to make certain readjustments to develop its maximum potential in coming years., [ES] La evaporación es una importante operación de proceso enseñada en la asignatura “Ampliación de Operaciones de Separación” del Máster Universitario de Ingeniería Química de la UPV. Los principales objetivos docentes de Máster concernientes a esta operación son profundizar en el diseño y funcionamiento de sistemas de múltiples efectos. Para poder cubrir estos objetivos docentes satisfactoriamente y ayudar en el desarrollo de competencias transversales, el equipo ASEI ha desarrollado el software DISEVAP, el cual permite evaluar con rapidez diferentes configuraciones de evaporación y estudiar el efecto de los factores más influyentes sobre las prestaciones del proceso. En el presente artículo se detallan los cambios organizativos dentro de la asignatura que han sido necesarios haciendo una reflexión sobre cuál es la mejor forma de aprovechar el software para desarrollar competencias relacionadas con el razonamiento. Asimismo, se detalla la metodología de obtención de información sobre el nivel de competencia adquirido por el alumno, la cual ha permitido comparar resultados docentes obtenidos utilizando el programa con los de años previos. Los resultados indican que la metodología basada en el uso del programa ha logrado una mejora de la docencia, si bien, son necesarios ciertos reajustes para desarrollar su máximo potencial en años venideros.

[EN] The present study is focused on the exploitation of the potential of VBA and Solver tools of Excel during the execution of a computer practice lesson within the subject of “Analysis and simulation of processes” corresponding to the bachelor’s degree of Chemical Engineering. VBA was used to design an Excel spreadsheet that integrates the following items: the assignment of different series of experimental data to the students, the guided and structured execution of three exercises, and the automated evaluation of the practice questions by the professor. The integrated and structured design of the lesson has advantages for both the students and the professors, since it simplifies the execution and evaluation of the report, while it also allows an effective use of time for the development of the students’ competencies. The use of VBA and the working environment of Excel provides more flexibility and freedom to the professor for designing practice lectures or tests than other available platforms, in which the professor needs to adapt the structure of the exercise to pre-established forms. The development of the practice lecture in a compact Excel file facilitated the obtention of good qualifications by the students, [ES] El presente trabajo se centra en explotar el potencial de las herramientas VBA y Solver de Excel para la realización de un problema de optimización en una práctica de informática de la asignatura “Análisis y simulación de procesos” del grado de Ingeniería Química. Mediante el uso de macros y VBA se ha diseñado un problema en hojas de cálculo de Excel en las cuales se integran: la asignación de diferentes series de datos experimentales a los alumnos, la realización de forma guiada y estructurada de tres ejercicios, y la evaluación automatizada de las prácticas por parte del profesor. El diseño integrado y estructurado de la práctica tiene ventajas tanto para el alumnado como para el profesorado, puesto que facilita la realización y calificación de la práctica y permite una utilización efectiva del tiempo para el desarrollo de competencias en los alumnos. El uso de VBA y del entorno de trabajo de Excel permite al profesor tener mayor flexibilidad y libertad para el diseño de prácticas o de exámenes que las que permiten otras plataformas existentes en las que el profesor tiene que adaptarse a las formas preestablecidas. El desarrollo de la práctica en un archivo compacto de Excel facilitó la obtención de buenas puntuaciones por parte de los alumnos.

Process simulators are a useful tool for evaluating different configurations of chemical processes and developing new ones. Although these programs include many standard units like reactor or distillation towers, membrane units are not usually included. In this paper, it is shown the possibility to implement a reverse osmosis (RO) membrane unit in the free process simulator COCO, using input membrane parameters. The RO modeling is based on the coupling of the solution diffusion model with a model for concentration polarization. The model was implemented as a Matlab CAPE-OPEN unit operation. In order to show the functionality of the developed application, a rinsing process adapted from literature was implemented to test different configurations. In this way, the combined use of the COCO simulator and the model of a reverse osmosis unit proved to be a useful tool for comparing the performance of different process configurations., The Spanish Ministry of Economy and Competitiveness is kindly acknowledged (Project CTM 2010-20248).

El laboratorio virtual estudia la optimización multiobjetivo de un reactor químico en el que se dan dos reacciones en serie A --> B --> C. Los objetivos son maximizar la concentración de B y minimizar la concentración del componente C en función del caudal, concentración de A y temperatura como variables de decisión. Ello implicará determinar mediante simulación Montecarlo un conjunto de soluciones no dominadas óptimas conocido como frontera de Pareto. Posteriormente utilizando el método NBI (Normal Boundary Intersection) se selecciona una solución dentro del conjunto de Pareto. Entre los objetivos se busca que el alumno logre entender la influencia de las variables operativas y de los parámetros sobre la respuesta óptima de un reactor a través de la representación de la curva de Pareto y de la exposición de los valores de las variables de decisión que producen un óptimo seleccionado mediante el método NBI., Se parte de valores de volumen de reactor y parámetros cinéticos de las subreacciones A-->B y B-->C. Se deben definir los límites de estudio para las variables de decisión (caudal, concentración de reactivo A y temperatura). El programa realizará una simulación Montecarlo con un número suficiente de puntos para poder obtener una frontera de Pareto. En un plano donde las coordenadas son los objetivos de concentración se representarán los puntos calculados, la frontera de Pareto y las operaciones NBI para determinar la intersección y los valores óptimos de las variables de decisión: El alumno deberá modificar por este orden las siguientes variables, analizando cómo afectan y volviendo de nuevo al valor dado por defecto para el siguiente análisis: 1) El volumen del reactor 2) Las energías de activación de las reacciones Los límites de estudio de las variables de decisión deberán reajustarse para ver la frontera de Pareto con definición si no se obtuviera una densidad de puntos correcta.

Presentación en PowerPoint guiada para aprender a Implementar una subrutina para determinar el número de etapas ideales requeridas con el fin de conseguir el grado de separación fijado aplicada a una mezcla binaria sin azeótropos usando el programa de cálculo Mathcad, Visualización del vídeo

El laboratorio virtual estudia la dispersión de un contaminante desde un foco emisor puntual continuo como puede ser una chimenea. Ésta se ve influida por la geometría del problema y las condiciones meteorológicas. En particular resulta interesante saber el impacto sobre la altura cercana a nivel del suelo. El cálculo se atiene a la norma NTP329 para este tipo de foco. El laboratorio virtual permite entender la influencia de las condiciones del foco emisor y de las condiciones metorológicas sobre el impacto de la concentración de contaminante a cota baja. Los datos complementarios deben obtenerse de la norma de emisiones para focos puntuales continuos (NTP329)., Se parte de valores por defecto de potencia de emisión de contaminante (G) y altura del foco emisor (H). Se deben definir los límites geométricos del impacto (anchura y longitud de la zona estudiada). El foco emisor se entiende situado en las coordenadas (x=0, y=0, z= H). Normalmente se escogerá una cota de impacto z=1.7 m por ser una altura representativa del ser humano. Las condiciones meteorológicas son el viento y parámetros para calcular los coeficientes de dispersión longitudinal y axial. Estos últimos deben extraerse a partir de la estabilidad atmosférica utilizando la norma. El programa realizará el cálculo de la concentración en esa cota para un número de puntos suficiente del área estudiada y con ello representar un gráfico de curvas de nivel. El alumno deberá modificar por este orden las siguientes variables, analizando cómo afectan y volviendo de nuevo al valor dado por defecto para el siguiente análisis. En particular interesa ver como afectan y concentración del punto donde se produce la concentración máxima a la cota de 1.7 m. De esta forma, se modificará: 1) La altura del foco emisor 2) La velocidad del viento 3) El tipo de estabilidad El efecto de G es proporcional, por lo que podemos dejarlo fijo en el análisis.

Presentación en PowerPoint guiada para aprender a calcular la entalpía de las corrientes líquidas y de la corriente de vapor de un evaporador simple en función de las características de la operación y para identificar los datos de partida necesarios para hacer el cálculo usando el programa de cálculo Mathcad, Visualización del video

Presentación en PowerPoint guiada para aprender a implementar la secuencia de cálculos necesaria para resolver un sistema de ecuaciones diferenciales utilizando los resolvedores incluidos en el Mathcad, Visualización del video

Presentación en PowerPoint guiada para aprender a pasar de unidades de composición expresadas en fracción másica a composiciones expresadas en relación en base libre de sólido, y viceversa, para cálculos en operaciones de extracción sólido-líquido y lavado de sólidos, Visualización del vídeo

Presentación en PowerPoint guiada para aprender a implementar una subrutina para determinar el número de etapas ideales requeridas con el fin de conseguir el grado de separación fijado aplicada a una mezcla binaria sin azeótropos usando el programa de cálculo Mathcad, Visualización del video

Entalpía, Mathcad, destilación instantánea, equilibrio líquido-vapor, relujo mínimo, rectificación, Visualización del video

Presentación en PowerPoint guiada para aprender a implementar una subrutina para determinar el número de etapas ideales requeridas para conseguir un nivel de absorción fijado usando el programa de cálculo Mathcad y para identificar los datos de partida necesarios para hacer el cálculo, Visualización del video

El laboratorio virtual estudia los fenómenos conjuntos de transporte convectivo, dispersión axial y reacción en un sistema con flujo pistón. Partiendo del sistema recorrido por un flujo continuo con una concentración base se simula en la salida del sistema los efectos de una descarga en la entrada con una determinada concentración pico y de una duración determinada. Los cálculos se efectúan mediante el método de diferencias finitas empleando condiciones límite derivadas del enunciado del problema. El ejemplo resulta interesante en ingeniería química y medioambiental pues responde a casos como los de reactores con relleno o descargas de contaminantes en ríos. Para una mejor comprensión, la representación se efectúa con coordenadas adimensionales. Entre los objetivos que pretende este laboratorio virtual están: - Ayudar a entender la interconexión de las variables de flujo y las propiedades relativas al componente. - Demostrar como el uso de variables adimensionales facilita la comprensión del sistema. - Transmitir la utilidad de los métodos numéricos en la resolución de problemas de ingeniería., Se recomienda partir de valores por defecto de la concentración base (C0) y la concentración pico en la entrada (C1), así como de la longitud del sistema. El alumno debe manipular por este orden las variables del sistema, volviendo de nuevo al valor de la variable antes de la siguiente prueba: 1) Velocidad de flujo (m/s) 2) Duración adimensional de la concentración pico (ésta es el cociente entre el tiempo y el tiempo medio de residencia del sistema (TMR = L/v) 3) La dispersión axial del componente (m2/s) 4) El parámetro cinético de desaparición del componente.

El laboratorio virtual estudia el comportamiento estocástico de la salida estacionaria de un reactor químico. En este caso se dan dos reacciones en serie A --> B --> C. La variabilidad se produce como consecuencia de que la entrada definida por el caudal y la concentración de reactivo A tiene un comportamiento estocástico explicado por una función de distribución probabilidad normal. Ello implicará que las concentraciones de los productos B y C en la salida adopten diferente distribución de probabilidad dependiendo tanto de los parámetros del proceso como de las características estadísticas de las distribuciones antes mencionadas., Entender la influencia de las variables operativas y de los parámetros estadísticos de las variables con carácter estocástico sobre la respuesta de un reactor a través del análisis diferencial de la distribución de salida y de un análisis gráfico de la sensibilidad de las variables de salida respecto de las variables con carácter aleatorio. Se parte de parámetros deterministas de un reactor (volumen y parámetros cinéticos de las subreacciones A-->B y B-->C), así como valores medios y desviación estándar de las variables de la corriente de entrada (caudal y concentración de A) El programa realizará una simulación Montecarlo con un número suficiente de puntos para obtener un análisis fiable y detallado, mostrando los siguientes resultados para las concentraciones de B y C en la salida: a) Histogramas que representan la probabilidad para 10 intervalos de concentración de B y C. b) Nubes de puntos de cada concentración respecto del valor correspondiente de caudal o concentración en la entrada. Los hostogramas dan una idea de la forma de la distribución de probabilidad de las variables de salida atendiendo al valor medio, anchura y asimetría. Las nubes de puntos proporcionan un análisis de sensibilidad global de las variables de respuesta respecto de las de entrada. El carácter más o menos disperso de las nubes de puntos es representativo de que el efecto de la variable en abscisa es menos o más determinista sobre la variable respuesta. El alumno deberá modificar por este orden las siguientes variables, analizando cómo afectan y volviendo de nuevo al valor dado por defecto para el siguiente análisis: 1) El volumen del reactor 2) Los parámetros cinéticos 3) El valor medio del caudal entrante 4) La desviación típica del caudal entrante 5) El valor medio de la concentración de A en la corriente entrante 6) La desviación típica de la concentración de A en la corriente entrante

Este laboratorio virtual permite representar la zona factible de problemas de programación lineal de dos grados de libertad para restricciones de mínimo y máximo de cada variable de decisión y hasta cinco restricciones lineales combinando ambas variables. Asimismo, se localiza el vértice óptimo para el cual se obtiene un valor máximo o mínimo de una función objetivo lineal, proporcionando además el valor correspondiente de la función objetivo. Resulta una herramienta muy útil para la comprensión de los conceptos de zona factible y optimización y puede utilizarse para la comprobación gráfica de problemas de éste tipo., El siguiente ejemplo ilustra cómo plantear un cálculo de optimización: Maximizar 30·x1+4·x2 sujeto a los límites: x1 >=200; x1=0 y las restricciones: x1>= 0.5·(x1+x2); x2 = 0.3·(x1+x2); x1+x2 = pasa a

El vídeo explica los operadores simbólicos de Mathcad a través de un ejemplo de optimización sencillo en el que se trata de obtener el beneficio óptimo de un proceso productivo de forma analítica., Abrir Mathcad y ajustar la ventana para que se pueda visualizar el programa y el video a la vez. Realizar los pasos del vídeo secuencialmente, deteniéndose donde sea preciso.

Se muestra el comportamiento de un sistema formado por un reactor de mezcla completa y una membrana separadora en el que un reactivo A se transforma en un producto B. La entrada del sistema está definida por el caudal y la concentración de A. En el reactor se dan las reacciones de primer orden A -> B y B -> A. La membrana separa en diferente grado los componentes A y B produciendo una corriente de rechazo enriquecida en A y una corriente de permeado enriquecida en B. Se sobreentiende que se fijan las condiciones de fuerza impulsora para que el caudal de permeado saliente de la membrana coincida con el caudal entrante, recirculándose todo el caudal de corriente de rechazo hacia al reactor. Se alimenta, por tanto, en la membrana un caudal igual a la suma del caudal recirculado más el caudal entrante desde el exterior. El cálculo hará un barrido del efecto de tener diferente recirculación de caudal. A través de la combinación de la información de la derivada de la recirculación de caudal con la variación de las características de la entrada y la membrana, el laboratorio busca facilitar la comprensión de cómo afecta el rendimiento de este tipo de proceso las condiciones de flujo y las características permeoselectivas. Hay que resaltar que contribuye a la comprensión de una configuración muy típica en ingeniería química., La secuencia recomendada de trabajo con el objeto es la siguiente, se recomienda partir de los valores por defecto de los parámetros: 1) Definir el reactor introduciendo su volumen y los parámetros cinéticos de la reacción directa (A->B) e inversa (B->A). 2) Definir el rechazo de la membrana hacia cada componente, el índice de rechazo de A es típicamente alto, el índice de rechazo de B debe ser bastante menor que el de A. 3) Definir la entrada del sistema introduciendo caudal y concentración de componente clave Con ello se pueden hacer los siguientes estudios: - Aumentar y disminuir los valores de los parámetros cinéticos, incluso llegando a valores altos para que la reacción este casi en equilibrio. - Aumentar el valor del caudal de entrada. - Considerar diferente rechazo de los componentes. Para cada estudio deberá interpretarse como cambia el efecto de la recirculación de caudal.

El laboratorio virtual estudia la influencia de las variables operativas en un evaporador que concentra disoluciones de NaCl o de NaOH. Estas disoluciones poseen un incremento de su temperatura de ebullición con la concentración que es tenido en cuenta en el modelo del sistema., Se parte de los resultados de diseño concretos de un evaporador para tratar una alimentación determinada. El programa se utilizará para realizar estudios paramétricos y evaluar otros puntos de funcionamiento. El procedimiento de trabajo es el siguiente: Indicar el producto del coeficiente global por el área (kJ/(h·K)) Seleccionar el compuesto de trabajo: 0 = NaCl, 1 = NaOH Definir la alimentación que se trata, especificando el flujo (kg/h), fracción másica de componente y temperatura (ºC) El programa calculará internamente para esas condiciones cuales son los límites de presión de presión de condensador y de presión de vapor vivo que son físicamente posibles. El límite inferior de presión de vapor vivo reflejaría una situación en la que la disolución está en el punto de ebullición, pero sin concentración respecto de la entrada y el límite máximo el correspondiente a una disolución saturada a 50 ºC A partir de aquí el alumno puede introducir valores concretos de presión de condensador y presión de vapor vivo para obtener el valor numérico de la composición del líquido de salida y las necesidades de vapor vivo para cada situación concreta, así como gráficas que indican la previsión para diferentes valores de presión de vapor vivo.

Nanofiltration (NF) models can be useful to perform optimal designs of membrane systems and to estimate membrane performance for waters. There is a special interest in obtaining NF models with parameters based on measurable properties of the membrane and independent from the feed and operating conditions. However, many times, from a practical point of view, NF parameters can be directly fitted from experiments performed with salts in a range of compositions. The aim of this study is to select the better combination of experiments to yield a suitable fitting for the NF model Donnan steric-partitioning pore model with dielectric exclusion (DSPM-DE). In our case, the best fitting for a specific group of waters is searched (groundwater belonging to a Mediterranean region with moderate salinity). The first part of the work is devoted to study which combinations of salts and concentrations lead to higher information. Using known values of NF parameters, permselective results were computationally generated using the NF model for a huge number of different combinations of compositions and random parameter sets. Performance factors for permeate flux and rejection based on the comparison between the characterization groups and a control group were defined. The second part of the work focused on the experimental validation of the selection procedure. The results showed that there are characterization sets (composition and operating conditions) that yield higher fitting performance. These combinations of experiments should be the preferred ones, when direct fitting from experiments is going to be performed., This work was supported by the Ministry for Economy and Competitiveness [CTM2010-20248 (Project OPTIMEM)], [BES-2011-049230].