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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO




FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN
            ALIMENTOS
    CARRERA DE INGENIERÍA BIOQUÍMICA
         MODALIDAD PRESENCIAL


          MÓDULO FORMATIVO DE
     “DISEÑO DE PLANTAS INDUSTRIALES”

                    OCTAVO SEMESTRE




                  Juan Enrique Ramos G.
Ingeniero en Alimentos – Magíster en Gerencia Financiera Empresarial




                     AMBATO – ECUADOR

                 Septiembre 2012 – Febrero 2013




                                                                       1
NOCIÓN BÁSICA


El presente módulo pretende que los estudiantes adquieran las capacidades
integradas para:

Revisar fundamentos básicos de diseño y enriquecerse de conocimientos sobre el diseño
en Ingeniería, sabiendo que el diseño permite la búsqueda de soluciones innovadoras
para satisfacer necesidades humanas por medio de la aplicación de conocimientos
científico-tecnológicos pensando en la máxima racionalidad en el consumo de recursos;
así como también con la aplicación de procedimientos y normas básicas para la
determinación de la localización de instalaciones. Debido a que el Diseño de Plantas
Industriales supone un verdadero acto de creación que no tiene una solución única y en
la que cada una de ellas corresponde a una interpretación diferente para conseguir un
mismo objetivo, el diseño adquiere un papel fundamental en el que se deben conjugar
un eficiente cronograma del proceso, una adecuada distribución de equipos, un plan
eficiente del flujo de materiales y de personas y una distribución efectiva de las
instalaciones. Por tanto la buena planificación en el diseño de Plantas Industriales
permitirá obtener ventaja competitiva sobre las demás y el éxito de una empresa; esto se
reflejará en la capacidad que tendrán los estudiantes para desarrollar proyectos de
diseño de plantas industriales en el área de la Ingeniería Bioquímica.




                                                                                      2
ÍNDICE DE CONTENIDO




               CONTENIDOS                     PAGINA
   Datos básicos del Módulo…………………………………       4
   Ruta formativa………………………………………………            5
   Metodología de formación…………………………………       7
   Planeación de la evaluación………………………………     12
   Guías instruccionales………………………………………        14
   Material de apoyo…………………………………………..         15
   Validación del módulo……………………………………...      16




                                                       3
I.      DATOS BÁSICOS DEL MÓDULO

                            DISEÑO DE PLANTAS INDUSTRIALES


Código: BQND801                                 Prerrequisitos:
                                                    Dibujo Aplicado a la Ingeniería.
                                                    Dibujo Asistido por Computadora.


Competencia Específica:
Aplicar procedimientos y normas básicas
para el diseño de plantas industriales dentro
del área de la Ingeniería Bioquímica.


Créditos: 2           Semestre:                 Correquisitos:
                      OCTAVO
                                                    Tratamiento Biológico de
                                                     Residuos.
                                                    Seguridad e Higiene Industrial.



Nivel de
formación:            Horas clase semanal: 2
                      Horas autónomas de clase semanal: 2
Tercer nivel

                      Total horas clase al semestre: 40
                      Total horas autónomas de clase al semestre:      40




Nombre del docente: Juan Enrique Ramos
Título y Grado Académico: Ingeniero en Alimentos – Magíster en Gerencia
Financiera Empresarial
Área Académica por Competencia Global: Bioingeniería y Biotecnología
Horario de atención:
Teléfonos:
E-mail: juanenriquefcial@hotmail.com




                                                                                       4
II.     RUTA FORMATIVA
Nodo problematizador:
Inexistente generación de alternativas de solución sustentables a problemas
biotecnológicos.
Competencia Global:
Gestionar procesos de investigación científica y tecnológica para solucionar problemas
biotecnológicos de manera sustentable y con énfasis en productos agropecuarios del país
manteniendo siempre el principio de calidad.
Competencias Específicas que conforman la competencia global:
“GESTIONAR PROCESOS DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA
   Analizar los elementos del sistema informático y sus usos en los procesos de
PARA investigación y comunicación.
       SOLUCIONAR PROBLEMAS EN EL CAMPO ALIMENTARIO DE
   Aplicar SUSTENTABLE informáticos para la resolución deEN
MANERA       recursos y utilitarios Y   CON        ÉNFASIS        problemas en procesos
                                                                        PRODUCTOS
     de investigación.
AGROPECUARIOS DEL PAÍS MANTENIENDO SIEMPRE EL PRINCIPIO DE
   Aplicar
CALIDAD”. el Dibujo técnico de Ingeniería relacionado con bioquímica.
      Aplicar principios básicos para el diseño de diagramas de procesos e industriales dentro
       del área de la Ingeniería Bioquímica utilizando el CAD.
      Aplicar procedimientos y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro
       del área de la Ingeniería Bioquímica.
      Aplicar teorías, leyes y principios de Matemática, Química y Física para identificar e
       interpretar correctamente fenómenos experimentales relacionados con bioquímica.
      Aplicar principios y leyes de la Fisicoquímica para identificar e interpretar
       correctamente fenómenos experimentales relacionados con Bioquímica para la solución
       de problemas en el campo biotecnológico de manera sustentable.
      Aplicar principios y leyes de la Termodinámica para identificar e interpretar
       correctamente fenómenos experimentales relacionados con Bioquímica para la solución
       de problemas en el campo biotecnológico de manera sustentable.
      Lograr que los procesos productivos de Operaciones Unitarias involucrados para la
       transformación de los bioproductos sean eficientes.
      Lograr que los procesos productivos involucrados para la transformación de los
       bioproductos sean eficientes.
      Determinar la estequiometria y cinética del crecimiento microbiano bajo diferentes
       condiciones de cultivo para seleccionar el sistema de fermentación y los factores físico-
       químicos adecuados, para aumentar la productividad y promover síntesis de productos
       de interés.
      Identificar los procesos básicos de aislamiento, purificación, de principios activos de
       materiales biológicos.
      Conocer y aplicar conocimientos relacionados a procesos biológicos de utilidad práctica
       que contribuyan al bienestar del ser humano y a la sustentabilidad del medio ambiente
      Emplear técnicas actuales para el aprovechamiento de la actividad enzimática en
       procesos de obtención de productos específicos relacionados con la industria
       bioquímica.
      Identificar los principales procesos y mecanismos moleculares usados para el
       mejoramiento genético de seres vivos.
      Aplicar teorías, leyes y principios de la Matemática, la química y la biología para
       identificar e interpretar correctamente fenómenos experimentales relacionados con la
       bioquímica.
      Aplicar principios y leyes de la transferencia de calor para identificar e interpretar
       correctamente fenómenos experimentales relacionados con bioquímica para la solución
       de problemas en el campo bioquímico de manera sustentable.
      Aplicar teorías, leyes y principios de distintas disciplinas como la Matemática, la
       química y la biología para poder construir y mantener en funcionamiento material
       biológico con el fin de transformar un sustrato en un producto de deseado.
                                                                                            5
Módulos que conforman la Competencia Específica:
      Empleo de NTIC´s I
      Empleo de NTIC´s II
      Dibujo aplicado a la Ingeniería
      Dibujo asistido por computadora
      Diseño de Plantas Industriales
      Balance de Materia y Energía
      Físico Química
      Termodinámica
      Operaciones Unitarias I
      Operaciones Unitarias II
      Ingeniería de las Fermentaciones
      Ingeniería de Bioseparaciones
      Bioprocesos
      Ingeniería de las Enzimas
      Ingeniería Genética
      Bioingeniería
      Simulación de Procesos
      Ingeniería de Biorreactores




Descripción de la Competencia Específica:
Aplicar procedimientos y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro
del área de la Ingeniería Bioquímica.


Elementos de competencia a desarrollar con el módulo:
   1. Revisar fundamentos básicos para el diseño de Plantas Industriales dentro del
      área de la Ingeniería Bioquímica.
   2. Planificar el diseño de Plantas Industriales Bioquímicas.
   3. Aplicar procedimientos y normas básicas para determinar la localización de
      instalaciones industriales.
   4. Diseñar y distribuir las instalaciones industriales considerando el requerimiento
      de equipos y el tipo de producto.
   5. Desarrollar proyectos sobre el diseño de plantas industriales en el área de la
      Ingeniería Bioquímica.

Áreas de investigación del módulo:

    Bioingeniería y Biotecnología.

Vinculación con la sociedad a través del módulo:

Feria de Ciencias (Presentación de maquetas de las Plantas Industriales).




                                                                                    6
III. METODOLOGÍA DE FORMACIÓN

    Elementos de           Contenidos                Contenidos             Contenidos Actitudinales       Estrategias      Tiempo
    Competencia           Cognoscitivos            Procedimentales                                         Didácticas          *
                                                                                                           Específicas
1. Revisar                 Introducción           Realizar                   Demuestra interés por      Ciclo del       8 Horas
fundamentos básicos         histórica a las         organizadores               el aprendizaje de la         aprendizaje.
para el diseño de           plantas                 gráficos referentes         evolución histórica de     Talleres en
Plantas Industriales        industriales.           a la evolución              las plantas                  equipo.
dentro del área de la      Interrelaciones         histórica de las            industriales.              Exposiciones.
Ingeniería                  arquitectura-           plantas industriales.      Se motiva cuando
                                                                                                           Revisión de
Bioquímica.                 industria-             Establecer la               establece la
                            construcción.           importancia de las          importancia de las           artículos
                           Concepción              plantas industriales        plantas industriales         técnicos.
                            actual de las           ante la sociedad.           ante la sociedad.
                            plantas                Investigar                 Trabaja
                            industriales.           definiciones de             adecuadamente para
                           Generalidades           planta industrial y         encontrar la mejor
                            para el diseño          actividades                 definición de planta
                            de plantas              industriales.               industrial y
                            industriales.          Realizar                    actividades
                                                    organizadores               industriales.
                                                    gráficos referentes        Se aplica para realizar
                                                    a las generalidades         organizadores gráficos
                                                    de las plantas              referentes a las
                                                    industriales.               generalidades de las
                                                                                plantas industriales.

PRODUCTO: Presentación del portafolio con la fundamentación de una Planta Industrial.



                                                                                                                                  7
2. Planificar el diseño     Función del            Establecer la              Demuestra interés por      Ciclo del       8 Horas
de Plantas Industriales      diseño de               función de las              el estudio de la            aprendizaje.
Bioquímicas.                 plantas                 plantas industriales.       función del diseño de      Talleres en
                             industriales.          Planificar el diseño        plantas industriales.       equipo.
                            Planificación           de las plantas             Se motiva cuando           Exposiciones.
                             para el diseño          industriales.               planifica el diseño de
                                                                                                            Revisión de
                             de plantas             Utilizar los                plantas industriales.
                             industriales.           principios básicos         Trabaja en equipo para      artículos
                            Principios              de distribución en          aplicar principios          técnicos.
                             básicos para la         planta.                     básicos de distribución
                             distribución en        Considerar los              en planta.
                             planta.                 elementos básicos          Se entusiasma por
                            Elementos               de distribución en          utilizar elementos
                             básicos de la           planta.                     básicos de
                             distribución en                                     distribución.
                             planta.




PRODUCTO: Presentación de la planificación para el diseño de una planta industrial.



                                                                                                                                   8
3. Aplicar                 Planeación de          Planear la                  Trabaja en equipo para    Ciclo del       8 Horas
procedimientos y            la ubicación.           ubicación de las             planear la ubicación       aprendizaje.
normas básicas para        Procedimiento           instalaciones.               de las instalaciones.     Talleres en
determinar la               s para decidir         Establecer los pasos        Utiliza la lógica para     equipo.
localización de             la localización.        a seguir para                tomar decisiones sobre    Exposiciones.
instalaciones              Factores que            decidir dónde                la ubicación de las
                                                                                                           Revisión de
industriales.               afectan las             ubicar las                   instalaciones.
                                                                                                            artículos
                            decisiones              instalaciones               Se motiva cuando
                                                                                                            técnicos.
                            sobre la                industriales.                establece los factores
                            ubicación.             Establecer los               que afectan las
                           Localización            factores que afectan         decisiones sobre
                            de una sola             las decisiones sobre         ubicación de
                            instalación.            la ubicación.                instalaciones.
                                                   Localizar una               Trabaja en equipo para
                                                    instalación dentro           ubicar una instalación
                                                    de un sitio                  dentro de un sitio
                                                    geográfico.                  geográfico.




PRODUCTO: Presentación del estudio sobre la macro y microlocalización de una planta industrial.



                                                                                                                                  9
4. Diseñar y distribuir     Tipos de                Establecer los tipos        Presta atención al            Ciclo del         8 Horas
las instalaciones            distribución de          de distribución de           momento de                     aprendizaje.
industriales                 áreas.                   áreas.                       establecer los tipos de       Talleres en
considerando el             Calculo del             Calcular el número           distribución de áreas          equipo.
requerimiento de             requerimiento            y capacidad de los           de una planta                 Exposiciones.
equipos y el tipo de         de equipos.              equipos necesarios           industrial.
                                                                                                                 Revisión de
producto.                   Calculo de               para un proceso             Demuestra interés
                                                                                                                  artículos
                             superficies.             bioquímico.                  para calcular el
                                                                                                                  técnicos.
                            Métodos de              Determinar la                número y capacidad
                             generación de            superficie de cada           de los equipos
                             layouts.                 una de las áreas             necesarios para un
                                                      que conforman la             proceso bioquímico.
                                                      planta industrial.          Se motiva cuando
                                                     Aplicar los                  determina la
                                                      métodos de                   superficie de las áreas
                                                      generación de                que conforman la
                                                      layouts para lograr          planta industrial.
                                                      una efectiva                Disfruta cuando
                                                      distribución en              distribuye
                                                      planta.                      correctamente las
                                                                                   áreas de una planta
                                                                                   industrial.




PRODUCTO: Presentación de bocetos con la distribución de las instalaciones de una Planta Industrial, los mismos que serán realizados en
AutoCAD.




                                                                                                                                          10
5. Desarrollar             Características       Socializar las             Se motiva cuando           Ciclo del       8 Horas
proyectos sobre el          de los locales         características más         socializa las               aprendizaje.
diseño de plantas           de producción.         importantes que             características más        Talleres en
                           Simbología             deben tener las             importantes que deben       equipo.
industriales en el área
                            utilizada en el        instalaciones de una        tener las instalaciones    Exposiciones.
de la Ingeniería            diseño.                planta industrial.          de una planta
Bioquímica.                                                                                               Revisión de
                           Diseño de             Identificar la              industrial.
                                                                                                           artículos
                            instalaciones          simbología                 Trabaja en equipo para
                                                                                                           técnicos.
                            industriales.          apropiada para              identificar la
                                                   diseñar planos de           simbología de diseño
                                                   plantas industriales.       de planos de industrias
                                                  Diseñar                     bioquímicas.
                                                   instalaciones              Es creativo al
                                                   industriales                momento de diseñar
                                                   utilizando normas           instalaciones
                                                   técnicas de diseño.         industriales.

PRODUCTO: Presentación del proyecto y la maqueta de una Planta Industrial Bioquímica.




                                                                                                                                11
IV. PLANEACIÓN DE LA EVALUACIÓN

                                  Escala de Valoración
     Nivel Teórico práctico innovador: 9.0 a 10.0 Acreditable – Muy Satisfactorio
        Nivel Teórico práctico experto: 8.0 a 8.9 Acreditable – Satisfactorio
          Nivel teórico – práctico básico: 7.0 a 7.9 Acreditable - Aceptable
           Nivel teórico avanzado (análisis crítico): 5.5 a 6.9 No acreditable
              Nivel teórico básico (comprensión): < a 5.5 No acreditable

Competencia Específica a desarrollarse a través del módulo: Aplicar procedimientos
y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro del área de la Ingeniería
Bioquímica.

No
           ELEMENTO                            INDICADORES DE LOGROS

 1    Revisar fundamentos             Realiza organizadores gráficos referentes a la evolución
      básicos para el diseño           histórica de las plantas industriales.
                                      Establece la importancia de las plantas industriales ante la
      de Plantas Industriales          sociedad.
      dentro del área de la           Investiga definiciones de planta industrial y actividades
      Ingeniería Bioquímica.           industriales.
                                       Realiza organizadores gráficos referentes a las generalidades
                                       de las plantas industriales.

 2    Planificar el diseño de         Establece la función de las plantas industriales.
      Plantas Industriales            Planifica el diseño de las plantas industriales.
                                      Utiliza los principios básicos de distribución en planta.
      Bioquímicas.                     Considera los elementos básicos de distribución en planta.

 3    Aplicar procedimientos          Planea la ubicación de las instalaciones.
      y normas básicas para           Establece los pasos a seguir para decidir dónde ubicar las
                                       instalaciones industriales.
      determinar la                   Establece los factores que afectan las decisiones sobre la
      localización de                  ubicación.
      instalaciones                   Localiza una instalación dentro de un sitio geográfico.
      industriales.

 4    Diseñar y distribuir las        Establece los tipos de distribución de áreas.
      instalaciones                   Calcula el número y capacidad de los equipos necesarios para
                                       un proceso bioquímico.
      industriales                    Determina la superficie de cada una de las áreas que
      considerando el                  conforman la planta industrial.
      requerimiento de                Aplica los métodos de generación de layouts para lograr una
      equipos y el tipo de             efectiva distribución en planta.
      producto.

 5    Desarrollar proyectos           Socializa las características más importantes que deben tener
      sobre el diseño de               las instalaciones de una planta industrial.
                                      Identifica la simbología apropiada para diseñar planos de
      plantas industriales en          plantas industriales.
      el área de la Ingeniería        Diseña instalaciones industriales utilizando normas técnicas
      Bioquímica.                      de diseño.




                                                                                               12
PROCESO DE VALORACIÓN

Competencia Específica a desarrollarse a través del módulo: Aplicar procedimientos y
normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro del área de la Ingeniería
Bioquímica.

Aplicación de la auto-evaluación, co-evaluación, hetero-evaluación a partir de evidencias,
con el empleo de técnicas e instrumentos de valoración de las competencias.

  Elementos del         Evaluación         Evaluación          Evaluación de Desempeño
     módulo             Diagnóstica        formativa           Producto      Sustentación

1. Revisar            Elabora             Usa               Presenta el         Socializa el
fundamentos           definiciones        adecuadamente     portafolio con      trabajo sobre
básicos para el       coherentes y        los conceptos     la                  los
diseño de Plantas     lógicas sobre       básicos sobre                         fundamentos
                                                            fundamentación
Industriales dentro   plantas             plantas                               básicos para el
del área de la        industriales y      industriales.     de una Planta       diseño de una
Ingeniería            actividad                             Industrial.         planta
Bioquímica.           industrial.                                               industrial.


    Técnicas e        Observación         Entrevista        Observación         Observación
  instrumentos:       (lista de cotejo)   (cuestionario)    (lista de cotejo)   (lista de cotejo)

2. Planificar el      Comparte de         Establece la      Presenta la         Socializa el
diseño de Plantas     forma               importancia de    planificación       trabajo sobre la
Industriales          individual y en     la correcta       para el diseño      planificación
Bioquímicas.          equipo la           planificación     de una planta       para el diseño
                      planificación de    de una planta     industrial.         de una planta
                      una planta          industrial.                           industrial.
                      industrial.

    Técnicas e        Observación         Entrevista        Observación         Observación
  instrumentos:       (lista de cotejo)   (cuestionario)    (lista de cotejo)   (lista de cotejo)

3. Aplicar            Determina           Comparte          Elabora la          Socializa con
procedimientos y      mediante            opiniones         macro y micro       los
normas básicas        métodos de          sobre la          localización        compañeros el
para determinar la    ponderación la      localización de   para una planta     trabajo sobre la
localización de       mejor               instalaciones     industrial.         determinación
instalaciones         localización        industriales.                         de la
industriales.         geográfica para                                           localización
                      una planta                                                geográfica de
                      industrial.                                               la planta
                                                                                industrial.

    Técnicas e        Observación         Entrevista        Observación         Observación
  instrumentos:       (lista de cotejo)   (cuestionario)    (lista de cotejo)   (lista de cotejo)


                                                                                         13
4. Diseñar y             Diseña planos       Utiliza el CAD   Presentación de     Realiza
distribuir las           de plantas          para diseñar     planos con la       presentaciones
instalaciones            industriales        los planos de    distribución de     informáticas de
industriales             considerando        las plantas                          los planos de la
                                                              las instalaciones
considerando el          las superficies     industriales.                        planta
requerimiento de         de cada una de                       de una Planta       industrial.
equipos y el tipo de     las áreas.                           Industrial, los
producto.                                                     mismos que
                                                              serán realizados
                                                              en AutoCAD.

Técnicas             e   Observación         Entrevista       Observación         Observación
instrumentos:            (lista de cotejo)   (cuestionario)   (lista de cotejo)   (lista de cotejo)

5. Desarrollar           Elabora             Aplica           Diseña              Explica con
proyectos sobre el       proyectos           principios y     Industrias          detalle sobre el
diseño de plantas        grupales de         normas básicas   Bioquímicas         diseño de una
industriales en el       diseño de           de diseño.       con sus             Planta
área de la               Industrias                           respectivos         Industrial
Ingeniería               Bioquímicas.                         diagramas y         mediante la
Bioquímica.                                                   planos.             presentación
                                                                                  de una
                                                                                  maqueta.

Técnicas             e   Observación         Entrevista       Observación         Observación
instrumentos:            (lista de cotejo)   (cuestionario)   (lista de cotejo)   (lista de cotejo)



                             V. GUÍAS INSTRUCCIONALES

Competencia Específica a desarrollarse a través del módulo: Aplicar procedimientos
y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro del área de la Ingeniería
Bioquímica.



     ELEMENTOS                INSTRUCCIONES              RECURSOS           PRODUCTO

 1. Revisar                  Elaborar definiciones      Libros,           Presentación del
 fundamentos básicos         coherentes y lógicas       Internet,         portafolio con la
 para el diseño de           sobre plantas              Software del      fundamentación
 Plantas Industriales        industriales y             AutoCAD.
                                                                          de una Planta
 dentro del área de la       actividad industrial.
 Ingeniería Bioquímica.                                                   Industrial.

 2. Planificar el diseño     Planificar el diseño de Libros,              Presentación de
 de Plantas Industriales     una planta industrial.  Internet,            un perfil con la
 Bioquímicas.                                        Software del         planificación de la
                                                     AutoCAD.             planta industrial.
                                                                                              14
3. Aplicar                 Determinar la mejor        Libros,        Presentación de
 procedimientos y           localización para la       Internet,      un portafolio
 normas básicas para        instalación de una         Software del   digital con los
 determinar la              planta industrial.         AutoCAD.       cálculos de
 localización de                                                      localización de
 instalaciones                                                        instalaciones.
 industriales.

 4. Diseñar y distribuir    Distribuir                 Libros,        Presentación de
 las instalaciones          adecuadamente las          Internet,      un boceto con la
 industriales               áreas de una planta        Software del   distribución de
 considerando el            industrial y diseñar       AutoCAD.       áreas y
 requerimiento de           planos de plantas                         presentación de
 equipos y el tipo de       industriales en dos y                     un portafolio con
 producto.                  tres dimensiones.                         los planos de la
                                                                      planta industrial.
 5. Desarrollar             Aplicar los                Libros,        Presentación de
 proyectos sobre el         conocimientos              Internet,      una maqueta de
 diseño de plantas          adquiridos para            Software del   una Planta
 industriales en el área    elaborar proyectos de      AutoCAD.       Industrial.
 de la Ingeniería           diseño de Industrias
 Bioquímica.                Bioquímicas.


                             VI. MATERIAL DE APOYO


BIBLIOGRAFÍA COMENTADA:
    Miquel Casals Casanova. 2001. Complejos Industriales. Universidad

       Politécnica de Cataluña. Barcelona-España.

       Texto que contiene capítulos como: Introducción a los Complejos

       Industriales, Elementos auxiliares del sistema de producción, Distribución en

       planta, características de un edificio industrial, etc.

    Vanaclocha Ana. 2005. Diseño de Instalaciones Agroindustriales. Ediciones

       Mundiprensa. Madrid-España.

       Texto que contiene capítulos como: Plantas de procesado de Alimentos,

       Planificación de una Actividad Industrial, Sistemas de proceso, Distribución

       en Planta, Relación entre actividades, Generación de alternativas de

       distribución en planta, Diseño de almacenes, entre otros.


                                                                                        15
MATERIALES COMPLEMENTARIOS:

1.- Proyector.
2.- Computador.
3.- Pizarra.
4.- Libros electrónicos.




                VII.- VALIDACIÓN DEL MÓDULO FORMATIVO

Fecha de elaboración: 17 de Septiembre del 2012.




   Ing. Juan Enrique Ramos G.                                        .
DOCENTE PLANIFICADOR UTA




Fecha de aprobación:




  Ing. Gladys Navas                                         Ing. Lenin Garcés
Coordinador de Área                                     Coordinador de Carrera
Evaluador del Módulo                                      Aval del Módulo




                                Ing. Milton Ramos
                             Subdecano de la Facultad
                                   Visto Bueno




                                                                                 16

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  • 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS CARRERA DE INGENIERÍA BIOQUÍMICA MODALIDAD PRESENCIAL MÓDULO FORMATIVO DE “DISEÑO DE PLANTAS INDUSTRIALES” OCTAVO SEMESTRE Juan Enrique Ramos G. Ingeniero en Alimentos – Magíster en Gerencia Financiera Empresarial AMBATO – ECUADOR Septiembre 2012 – Febrero 2013 1
  • 2. NOCIÓN BÁSICA El presente módulo pretende que los estudiantes adquieran las capacidades integradas para: Revisar fundamentos básicos de diseño y enriquecerse de conocimientos sobre el diseño en Ingeniería, sabiendo que el diseño permite la búsqueda de soluciones innovadoras para satisfacer necesidades humanas por medio de la aplicación de conocimientos científico-tecnológicos pensando en la máxima racionalidad en el consumo de recursos; así como también con la aplicación de procedimientos y normas básicas para la determinación de la localización de instalaciones. Debido a que el Diseño de Plantas Industriales supone un verdadero acto de creación que no tiene una solución única y en la que cada una de ellas corresponde a una interpretación diferente para conseguir un mismo objetivo, el diseño adquiere un papel fundamental en el que se deben conjugar un eficiente cronograma del proceso, una adecuada distribución de equipos, un plan eficiente del flujo de materiales y de personas y una distribución efectiva de las instalaciones. Por tanto la buena planificación en el diseño de Plantas Industriales permitirá obtener ventaja competitiva sobre las demás y el éxito de una empresa; esto se reflejará en la capacidad que tendrán los estudiantes para desarrollar proyectos de diseño de plantas industriales en el área de la Ingeniería Bioquímica. 2
  • 3. ÍNDICE DE CONTENIDO CONTENIDOS PAGINA  Datos básicos del Módulo………………………………… 4  Ruta formativa……………………………………………… 5  Metodología de formación………………………………… 7  Planeación de la evaluación……………………………… 12  Guías instruccionales……………………………………… 14  Material de apoyo………………………………………….. 15  Validación del módulo……………………………………... 16 3
  • 4. I. DATOS BÁSICOS DEL MÓDULO DISEÑO DE PLANTAS INDUSTRIALES Código: BQND801 Prerrequisitos:  Dibujo Aplicado a la Ingeniería.  Dibujo Asistido por Computadora. Competencia Específica: Aplicar procedimientos y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro del área de la Ingeniería Bioquímica. Créditos: 2 Semestre: Correquisitos: OCTAVO  Tratamiento Biológico de Residuos.  Seguridad e Higiene Industrial. Nivel de formación: Horas clase semanal: 2 Horas autónomas de clase semanal: 2 Tercer nivel Total horas clase al semestre: 40 Total horas autónomas de clase al semestre: 40 Nombre del docente: Juan Enrique Ramos Título y Grado Académico: Ingeniero en Alimentos – Magíster en Gerencia Financiera Empresarial Área Académica por Competencia Global: Bioingeniería y Biotecnología Horario de atención: Teléfonos: E-mail: juanenriquefcial@hotmail.com 4
  • 5. II. RUTA FORMATIVA Nodo problematizador: Inexistente generación de alternativas de solución sustentables a problemas biotecnológicos. Competencia Global: Gestionar procesos de investigación científica y tecnológica para solucionar problemas biotecnológicos de manera sustentable y con énfasis en productos agropecuarios del país manteniendo siempre el principio de calidad. Competencias Específicas que conforman la competencia global: “GESTIONAR PROCESOS DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA  Analizar los elementos del sistema informático y sus usos en los procesos de PARA investigación y comunicación. SOLUCIONAR PROBLEMAS EN EL CAMPO ALIMENTARIO DE  Aplicar SUSTENTABLE informáticos para la resolución deEN MANERA recursos y utilitarios Y CON ÉNFASIS problemas en procesos PRODUCTOS de investigación. AGROPECUARIOS DEL PAÍS MANTENIENDO SIEMPRE EL PRINCIPIO DE  Aplicar CALIDAD”. el Dibujo técnico de Ingeniería relacionado con bioquímica.  Aplicar principios básicos para el diseño de diagramas de procesos e industriales dentro del área de la Ingeniería Bioquímica utilizando el CAD.  Aplicar procedimientos y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro del área de la Ingeniería Bioquímica.  Aplicar teorías, leyes y principios de Matemática, Química y Física para identificar e interpretar correctamente fenómenos experimentales relacionados con bioquímica.  Aplicar principios y leyes de la Fisicoquímica para identificar e interpretar correctamente fenómenos experimentales relacionados con Bioquímica para la solución de problemas en el campo biotecnológico de manera sustentable.  Aplicar principios y leyes de la Termodinámica para identificar e interpretar correctamente fenómenos experimentales relacionados con Bioquímica para la solución de problemas en el campo biotecnológico de manera sustentable.  Lograr que los procesos productivos de Operaciones Unitarias involucrados para la transformación de los bioproductos sean eficientes.  Lograr que los procesos productivos involucrados para la transformación de los bioproductos sean eficientes.  Determinar la estequiometria y cinética del crecimiento microbiano bajo diferentes condiciones de cultivo para seleccionar el sistema de fermentación y los factores físico- químicos adecuados, para aumentar la productividad y promover síntesis de productos de interés.  Identificar los procesos básicos de aislamiento, purificación, de principios activos de materiales biológicos.  Conocer y aplicar conocimientos relacionados a procesos biológicos de utilidad práctica que contribuyan al bienestar del ser humano y a la sustentabilidad del medio ambiente  Emplear técnicas actuales para el aprovechamiento de la actividad enzimática en procesos de obtención de productos específicos relacionados con la industria bioquímica.  Identificar los principales procesos y mecanismos moleculares usados para el mejoramiento genético de seres vivos.  Aplicar teorías, leyes y principios de la Matemática, la química y la biología para identificar e interpretar correctamente fenómenos experimentales relacionados con la bioquímica.  Aplicar principios y leyes de la transferencia de calor para identificar e interpretar correctamente fenómenos experimentales relacionados con bioquímica para la solución de problemas en el campo bioquímico de manera sustentable.  Aplicar teorías, leyes y principios de distintas disciplinas como la Matemática, la química y la biología para poder construir y mantener en funcionamiento material biológico con el fin de transformar un sustrato en un producto de deseado. 5
  • 6. Módulos que conforman la Competencia Específica:  Empleo de NTIC´s I  Empleo de NTIC´s II  Dibujo aplicado a la Ingeniería  Dibujo asistido por computadora  Diseño de Plantas Industriales  Balance de Materia y Energía  Físico Química  Termodinámica  Operaciones Unitarias I  Operaciones Unitarias II  Ingeniería de las Fermentaciones  Ingeniería de Bioseparaciones  Bioprocesos  Ingeniería de las Enzimas  Ingeniería Genética  Bioingeniería  Simulación de Procesos  Ingeniería de Biorreactores Descripción de la Competencia Específica: Aplicar procedimientos y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro del área de la Ingeniería Bioquímica. Elementos de competencia a desarrollar con el módulo: 1. Revisar fundamentos básicos para el diseño de Plantas Industriales dentro del área de la Ingeniería Bioquímica. 2. Planificar el diseño de Plantas Industriales Bioquímicas. 3. Aplicar procedimientos y normas básicas para determinar la localización de instalaciones industriales. 4. Diseñar y distribuir las instalaciones industriales considerando el requerimiento de equipos y el tipo de producto. 5. Desarrollar proyectos sobre el diseño de plantas industriales en el área de la Ingeniería Bioquímica. Áreas de investigación del módulo:  Bioingeniería y Biotecnología. Vinculación con la sociedad a través del módulo: Feria de Ciencias (Presentación de maquetas de las Plantas Industriales). 6
  • 7. III. METODOLOGÍA DE FORMACIÓN Elementos de Contenidos Contenidos Contenidos Actitudinales Estrategias Tiempo Competencia Cognoscitivos Procedimentales Didácticas * Específicas 1. Revisar  Introducción  Realizar  Demuestra interés por  Ciclo del 8 Horas fundamentos básicos histórica a las organizadores el aprendizaje de la aprendizaje. para el diseño de plantas gráficos referentes evolución histórica de  Talleres en Plantas Industriales industriales. a la evolución las plantas equipo. dentro del área de la  Interrelaciones histórica de las industriales.  Exposiciones. Ingeniería arquitectura- plantas industriales.  Se motiva cuando  Revisión de Bioquímica. industria-  Establecer la establece la construcción. importancia de las importancia de las artículos  Concepción plantas industriales plantas industriales técnicos. actual de las ante la sociedad. ante la sociedad. plantas  Investigar  Trabaja industriales. definiciones de adecuadamente para  Generalidades planta industrial y encontrar la mejor para el diseño actividades definición de planta de plantas industriales. industrial y industriales.  Realizar actividades organizadores industriales. gráficos referentes  Se aplica para realizar a las generalidades organizadores gráficos de las plantas referentes a las industriales. generalidades de las plantas industriales. PRODUCTO: Presentación del portafolio con la fundamentación de una Planta Industrial. 7
  • 8. 2. Planificar el diseño  Función del  Establecer la  Demuestra interés por  Ciclo del 8 Horas de Plantas Industriales diseño de función de las el estudio de la aprendizaje. Bioquímicas. plantas plantas industriales. función del diseño de  Talleres en industriales.  Planificar el diseño plantas industriales. equipo.  Planificación de las plantas  Se motiva cuando  Exposiciones. para el diseño industriales. planifica el diseño de  Revisión de de plantas  Utilizar los plantas industriales. industriales. principios básicos  Trabaja en equipo para artículos  Principios de distribución en aplicar principios técnicos. básicos para la planta. básicos de distribución distribución en  Considerar los en planta. planta. elementos básicos  Se entusiasma por  Elementos de distribución en utilizar elementos básicos de la planta. básicos de distribución en distribución. planta. PRODUCTO: Presentación de la planificación para el diseño de una planta industrial. 8
  • 9. 3. Aplicar  Planeación de  Planear la  Trabaja en equipo para  Ciclo del 8 Horas procedimientos y la ubicación. ubicación de las planear la ubicación aprendizaje. normas básicas para  Procedimiento instalaciones. de las instalaciones.  Talleres en determinar la s para decidir  Establecer los pasos  Utiliza la lógica para equipo. localización de la localización. a seguir para tomar decisiones sobre  Exposiciones. instalaciones  Factores que decidir dónde la ubicación de las  Revisión de industriales. afectan las ubicar las instalaciones. artículos decisiones instalaciones  Se motiva cuando técnicos. sobre la industriales. establece los factores ubicación.  Establecer los que afectan las  Localización factores que afectan decisiones sobre de una sola las decisiones sobre ubicación de instalación. la ubicación. instalaciones.  Localizar una  Trabaja en equipo para instalación dentro ubicar una instalación de un sitio dentro de un sitio geográfico. geográfico. PRODUCTO: Presentación del estudio sobre la macro y microlocalización de una planta industrial. 9
  • 10. 4. Diseñar y distribuir  Tipos de  Establecer los tipos  Presta atención al  Ciclo del 8 Horas las instalaciones distribución de de distribución de momento de aprendizaje. industriales áreas. áreas. establecer los tipos de  Talleres en considerando el  Calculo del  Calcular el número distribución de áreas equipo. requerimiento de requerimiento y capacidad de los de una planta  Exposiciones. equipos y el tipo de de equipos. equipos necesarios industrial.  Revisión de producto.  Calculo de para un proceso  Demuestra interés artículos superficies. bioquímico. para calcular el técnicos.  Métodos de  Determinar la número y capacidad generación de superficie de cada de los equipos layouts. una de las áreas necesarios para un que conforman la proceso bioquímico. planta industrial.  Se motiva cuando  Aplicar los determina la métodos de superficie de las áreas generación de que conforman la layouts para lograr planta industrial. una efectiva  Disfruta cuando distribución en distribuye planta. correctamente las áreas de una planta industrial. PRODUCTO: Presentación de bocetos con la distribución de las instalaciones de una Planta Industrial, los mismos que serán realizados en AutoCAD. 10
  • 11. 5. Desarrollar  Características  Socializar las  Se motiva cuando  Ciclo del 8 Horas proyectos sobre el de los locales características más socializa las aprendizaje. diseño de plantas de producción. importantes que características más  Talleres en  Simbología deben tener las importantes que deben equipo. industriales en el área utilizada en el instalaciones de una tener las instalaciones  Exposiciones. de la Ingeniería diseño. planta industrial. de una planta Bioquímica.  Revisión de  Diseño de  Identificar la industrial. artículos instalaciones simbología  Trabaja en equipo para técnicos. industriales. apropiada para identificar la diseñar planos de simbología de diseño plantas industriales. de planos de industrias  Diseñar bioquímicas. instalaciones  Es creativo al industriales momento de diseñar utilizando normas instalaciones técnicas de diseño. industriales. PRODUCTO: Presentación del proyecto y la maqueta de una Planta Industrial Bioquímica. 11
  • 12. IV. PLANEACIÓN DE LA EVALUACIÓN Escala de Valoración Nivel Teórico práctico innovador: 9.0 a 10.0 Acreditable – Muy Satisfactorio Nivel Teórico práctico experto: 8.0 a 8.9 Acreditable – Satisfactorio Nivel teórico – práctico básico: 7.0 a 7.9 Acreditable - Aceptable Nivel teórico avanzado (análisis crítico): 5.5 a 6.9 No acreditable Nivel teórico básico (comprensión): < a 5.5 No acreditable Competencia Específica a desarrollarse a través del módulo: Aplicar procedimientos y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro del área de la Ingeniería Bioquímica. No ELEMENTO INDICADORES DE LOGROS 1 Revisar fundamentos  Realiza organizadores gráficos referentes a la evolución básicos para el diseño histórica de las plantas industriales.  Establece la importancia de las plantas industriales ante la de Plantas Industriales sociedad. dentro del área de la  Investiga definiciones de planta industrial y actividades Ingeniería Bioquímica. industriales. Realiza organizadores gráficos referentes a las generalidades de las plantas industriales. 2 Planificar el diseño de  Establece la función de las plantas industriales. Plantas Industriales  Planifica el diseño de las plantas industriales.  Utiliza los principios básicos de distribución en planta. Bioquímicas. Considera los elementos básicos de distribución en planta. 3 Aplicar procedimientos  Planea la ubicación de las instalaciones. y normas básicas para  Establece los pasos a seguir para decidir dónde ubicar las instalaciones industriales. determinar la  Establece los factores que afectan las decisiones sobre la localización de ubicación. instalaciones  Localiza una instalación dentro de un sitio geográfico. industriales. 4 Diseñar y distribuir las  Establece los tipos de distribución de áreas. instalaciones  Calcula el número y capacidad de los equipos necesarios para un proceso bioquímico. industriales  Determina la superficie de cada una de las áreas que considerando el conforman la planta industrial. requerimiento de  Aplica los métodos de generación de layouts para lograr una equipos y el tipo de efectiva distribución en planta. producto. 5 Desarrollar proyectos  Socializa las características más importantes que deben tener sobre el diseño de las instalaciones de una planta industrial.  Identifica la simbología apropiada para diseñar planos de plantas industriales en plantas industriales. el área de la Ingeniería  Diseña instalaciones industriales utilizando normas técnicas Bioquímica. de diseño. 12
  • 13. PROCESO DE VALORACIÓN Competencia Específica a desarrollarse a través del módulo: Aplicar procedimientos y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro del área de la Ingeniería Bioquímica. Aplicación de la auto-evaluación, co-evaluación, hetero-evaluación a partir de evidencias, con el empleo de técnicas e instrumentos de valoración de las competencias. Elementos del Evaluación Evaluación Evaluación de Desempeño módulo Diagnóstica formativa Producto Sustentación 1. Revisar Elabora Usa Presenta el Socializa el fundamentos definiciones adecuadamente portafolio con trabajo sobre básicos para el coherentes y los conceptos la los diseño de Plantas lógicas sobre básicos sobre fundamentos fundamentación Industriales dentro plantas plantas básicos para el del área de la industriales y industriales. de una Planta diseño de una Ingeniería actividad Industrial. planta Bioquímica. industrial. industrial. Técnicas e Observación Entrevista Observación Observación instrumentos: (lista de cotejo) (cuestionario) (lista de cotejo) (lista de cotejo) 2. Planificar el Comparte de Establece la Presenta la Socializa el diseño de Plantas forma importancia de planificación trabajo sobre la Industriales individual y en la correcta para el diseño planificación Bioquímicas. equipo la planificación de una planta para el diseño planificación de de una planta industrial. de una planta una planta industrial. industrial. industrial. Técnicas e Observación Entrevista Observación Observación instrumentos: (lista de cotejo) (cuestionario) (lista de cotejo) (lista de cotejo) 3. Aplicar Determina Comparte Elabora la Socializa con procedimientos y mediante opiniones macro y micro los normas básicas métodos de sobre la localización compañeros el para determinar la ponderación la localización de para una planta trabajo sobre la localización de mejor instalaciones industrial. determinación instalaciones localización industriales. de la industriales. geográfica para localización una planta geográfica de industrial. la planta industrial. Técnicas e Observación Entrevista Observación Observación instrumentos: (lista de cotejo) (cuestionario) (lista de cotejo) (lista de cotejo) 13
  • 14. 4. Diseñar y Diseña planos Utiliza el CAD Presentación de Realiza distribuir las de plantas para diseñar planos con la presentaciones instalaciones industriales los planos de distribución de informáticas de industriales considerando las plantas los planos de la las instalaciones considerando el las superficies industriales. planta requerimiento de de cada una de de una Planta industrial. equipos y el tipo de las áreas. Industrial, los producto. mismos que serán realizados en AutoCAD. Técnicas e Observación Entrevista Observación Observación instrumentos: (lista de cotejo) (cuestionario) (lista de cotejo) (lista de cotejo) 5. Desarrollar Elabora Aplica Diseña Explica con proyectos sobre el proyectos principios y Industrias detalle sobre el diseño de plantas grupales de normas básicas Bioquímicas diseño de una industriales en el diseño de de diseño. con sus Planta área de la Industrias respectivos Industrial Ingeniería Bioquímicas. diagramas y mediante la Bioquímica. planos. presentación de una maqueta. Técnicas e Observación Entrevista Observación Observación instrumentos: (lista de cotejo) (cuestionario) (lista de cotejo) (lista de cotejo) V. GUÍAS INSTRUCCIONALES Competencia Específica a desarrollarse a través del módulo: Aplicar procedimientos y normas básicas para el diseño de plantas industriales dentro del área de la Ingeniería Bioquímica. ELEMENTOS INSTRUCCIONES RECURSOS PRODUCTO 1. Revisar Elaborar definiciones Libros, Presentación del fundamentos básicos coherentes y lógicas Internet, portafolio con la para el diseño de sobre plantas Software del fundamentación Plantas Industriales industriales y AutoCAD. de una Planta dentro del área de la actividad industrial. Ingeniería Bioquímica. Industrial. 2. Planificar el diseño Planificar el diseño de Libros, Presentación de de Plantas Industriales una planta industrial. Internet, un perfil con la Bioquímicas. Software del planificación de la AutoCAD. planta industrial. 14
  • 15. 3. Aplicar Determinar la mejor Libros, Presentación de procedimientos y localización para la Internet, un portafolio normas básicas para instalación de una Software del digital con los determinar la planta industrial. AutoCAD. cálculos de localización de localización de instalaciones instalaciones. industriales. 4. Diseñar y distribuir Distribuir Libros, Presentación de las instalaciones adecuadamente las Internet, un boceto con la industriales áreas de una planta Software del distribución de considerando el industrial y diseñar AutoCAD. áreas y requerimiento de planos de plantas presentación de equipos y el tipo de industriales en dos y un portafolio con producto. tres dimensiones. los planos de la planta industrial. 5. Desarrollar Aplicar los Libros, Presentación de proyectos sobre el conocimientos Internet, una maqueta de diseño de plantas adquiridos para Software del una Planta industriales en el área elaborar proyectos de AutoCAD. Industrial. de la Ingeniería diseño de Industrias Bioquímica. Bioquímicas. VI. MATERIAL DE APOYO BIBLIOGRAFÍA COMENTADA:  Miquel Casals Casanova. 2001. Complejos Industriales. Universidad Politécnica de Cataluña. Barcelona-España. Texto que contiene capítulos como: Introducción a los Complejos Industriales, Elementos auxiliares del sistema de producción, Distribución en planta, características de un edificio industrial, etc.  Vanaclocha Ana. 2005. Diseño de Instalaciones Agroindustriales. Ediciones Mundiprensa. Madrid-España. Texto que contiene capítulos como: Plantas de procesado de Alimentos, Planificación de una Actividad Industrial, Sistemas de proceso, Distribución en Planta, Relación entre actividades, Generación de alternativas de distribución en planta, Diseño de almacenes, entre otros. 15
  • 16. MATERIALES COMPLEMENTARIOS: 1.- Proyector. 2.- Computador. 3.- Pizarra. 4.- Libros electrónicos. VII.- VALIDACIÓN DEL MÓDULO FORMATIVO Fecha de elaboración: 17 de Septiembre del 2012. Ing. Juan Enrique Ramos G. . DOCENTE PLANIFICADOR UTA Fecha de aprobación: Ing. Gladys Navas Ing. Lenin Garcés Coordinador de Área Coordinador de Carrera Evaluador del Módulo Aval del Módulo Ing. Milton Ramos Subdecano de la Facultad Visto Bueno 16