Guia procesos industriales

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA METROPOLITANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INDUSTRIA

Optimización de Procesos Industriales
Guía de Ejercicios

Prof. Dr. Pedro Vergara V.

1.- En un proceso químico se realiza un experimento en el que se estudian cuatro variables de acuerdo con un plan factorial aleatorizado

Variable-1 +1
A : Concentración de catalizador (%) 4 6
B : Concentración de Na(OH) (%) 38 42
C : Velocidad de agitación (rpm) 12 22
D : Temperatura 154 184

realizados los experimentos en forma aleatoria se obtienen los siguientes resultados
i A BC D % Impureza

1 -1 -1 -1 -1 0.38
2 +1 -1 -1 -1 0.40
3 -1 +1 -1 -1 0.27
4 +1 +1 -1 -1 0.30
5 -1 -1 +1 -1 0.58
6 +1 -1 +1 -1 0.56
7 -1 +1 +1 -1 0.30
8 +1 +1 +1 -1 0.32
9 -1 -1 -1 +1 0.59
10 +1 -1 -1 +1 0.62
11 -1 +1 -1 +1 0.53
12 +1 +1 -1 +1 0.50
13 -1 -1 +1 +1 0.79
14 +1 -1 +1 +10.75
15 -1 +1 +1 +1 0.53
16 +1 +1 +1 +1 0.54

A) Calcule los efectos e interacciones
B) Determine mediante semizetas cuales efectos son estadísticamente
significativos
C) Haga proyecciones y estudie las interacciones significativas. Interprete los
resultados
D) Haga una gráfica para analizar estas interacciones ¿ Qué puede concluir ?
E) Determine el modeloasociado
F) Si se considera que un valor de impureza de 0.454 es técnicamente aceptable
¿cómo optimiza el proceso?
2.- En un proceso de revelado de fotografía se realiza un experimento en el que se estudian cuatro variables de acuerdo con un plan factorial, para mejorar la calidad de las fotografía y minimizar el tiempo de revelado.

Variable -+

A : Apertura del diafragma pequeño grande
B : Tiempo de Exposición 1/200 1/600
C : Tipo de papel opaco brillante
D : Tipo de película 200 ASA 400 ASA

realizados los experimentos en forma aleatoria se obtienen los siguientes resultados

i A B C DTiempo de revelado (min)

1 -1 -1 -1 -1 1.37
2 +1 -1 -1 -1 1.34
3 -1 +1 -1 -1 1.24
4 +1 +1 -1 -1 1.25
5 -1 -1 +1 -1 1.38
6 +1 -1 +1 -1 1.66
7 -1 +1 +1 -1 1.25
8 +1 +1 +1 -1 1.42
9 -1 -1 -1 +1 1.49
10 +1 -1 -1 +1 1.52
11 -1 +1 -1 +1 1.63
12 +1 +1 -1 +1 1.54
13 -1 -1 +1 +1 1.59
14 +1 -1 +1 +11.65
15 -1 +1 +1 +1 1.43
16 +1 +1 +1 +1 1.94

A) Calcule los efectos e interacciones
B) Determine mediante semizetas cuales efectos son estadísticamente
significativos
C) Haga proyecciones y estudie las interacciones significativas.
Interprete los resultados

D) Haga una gráfica para analizar estas interacciones ¿ Qué puede concluir ?
E) Determine el modelo lineal asociadoa este proceso
F) Si se considera que un valor de tiempo de revelado de 1.438 es técnicamente
aceptable ¿cómo optimiza el proceso?

3.- Un producto químico se produce en un recipiente a presión. Se realiza un experimento factorial en una planta piloto para estudiar los efectos que se cree que influyen sobre la tasa de filtración de ese producto. Los cuatro factores son Temperatura (A),Presión (B), Concentración de los reactivos (C) y Rapidez de mezclado (D). La empresa está interesada en maximizar la rapidez de filtración. Las condiciones actuales del proceso dan por resultado velocidad de filtración aproximadas a 75 gal/h. Además, en el proceso se utiliza actualmente el nivel alto del factor C, concentración de formaldehído. El ingeniero de proceso desearía reducir todo lo...