INTRODUCCION
El vidr vidrio io es un mate materi rial al inor inorgá gáni nico co duro duro,, frágil frágil,, transparente transparente y y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes lentes,, botellas botellas y y una gran variedad de productos. El vidrio es formado a partir de arena de sílice ( sílice (Si Si !", carbonato de sodio ( sodio (#a #a!$%" y caliza caliza ( ($a $a$ $%". Se debe debe resa resaltltar ar que que el vidr vidrio io es un mate materi rial al tota totalm lmen ente te reciclable y no hay límite en la cantidad de veces que puede ser reprocesado. En este traba&o queremos ocuparnos en describir el proceso por medio de un diag diagra rama ma de flu& flu&o o con con sus respec respectitiva vass cond condic icio iones nes de opera operaci ci'n 'n,, presi presi'n 'n,, temperatura, concentraciones, reacciones químicas y bioquímicas, balances de materia y energía, la materia prima y la maquinaria necesaria que se encuentran involucradas para la obtenci'n final del vidrio.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL $omprender las propiedades del vidrio por medio de su respectiva producci'n industrial, dando a conocer detalladamente como se lleva a cabo este proceso y ba&o que principios químicos se desarrolla su fabricaci'n.
OBJETIVOS ESPECIFICOS dentificar la presencia de las reacciones químicas involucradas en la producci'n del vidrio. )nalizar por medio de un diagrama de flu&o las etapas necesarias para la obtenci'n del vidrio. *econocer la funcionalidad de los equipos que intervienen en cada etapa como equipos de transporte, transformaci'n, inspecci'n de calidad y obtenci'n del producto químico en una planta productora
GENERALIDADES DEL PROCESO INDUSTRIAL DEL VIDRIO
El proceso del vidrio float fue desarrollado por +ilington en -/! y es estándar mundial para la fabricaci'n de vidrio plano de alta calidad. El vidrio es una de las descubiertas más sorprendentes del hombre y su historia es llena de misterios. )lgunos autores apuntan los navegadores fenicios como los precursores de la industria del vidrio. )nclados en una playa de la costa de Siria, los fenicios improvisaron una higuera utilizando bloques de salitre y soda y, alg0n tiempo después, notaron que del fuego escurría una sustancia brillante que se solidificaba inmediatamente. )llí nacía el vidrio.
EL VIDRIO
El vidrio es una sustancia inorgánica, homogénea y amorfa, obtenida a través del enfriamiento de una masa en fusi'n. Sus principales calidades son la transparencia y la dureza. El vidrio tiene incontables aplicaciones en las más variadas industrias, dada sus características de inalterabilidad, dureza, resistencia y propiedades térmicas, 'pticas y ac0sticas, volviéndose uno de los pocos materiales a0n insustituible, estando cada vez más presente en las investigaciones de desarrollo tecnol'gico para el bienestar del hombre.
TIPOS DE VIDRIO
)tendiendo a su volumen de fabricaci'n los vidrios pueden ser clasificados en1
$omerciales
Especiales
2os vidrios comerciales son producidos en gran escala, y se usan en la mayoría de las aplicaciones, mientras que los especiales son menos comunes ver tabla
CUALIDADES DEL VIDRIO
*eciclable 3ransparencia (permeable a la luz" 4ureza #o absorbencia 5ptimo aislador dieléctrico 6a&a conductividad térmica *ecursos abundantes en la naturaleza
4urabilidad
MATERIA PRIMA
COMPONENTES DEL VIDRIO 2a chatarra de vidrio, limpia y seleccionada, es usada para ayudar la fusi'n. 2os vidrios coloridos son producidos aumentándose a la composici'n colorantes como el selenio (Se", '7ido de fierro y cobalto para alcanzar los diferentes colores
SILICIO (SiO2)
El '7ido de silicio o di'7ido de silicio (Si!" es un compuesto de silicio y o7ígeno, llamado com0nmente sílice. Es uno de los componentes de la arena. En la naturaleza se da de forma natural como cuarzo. Es utilizado para la fabricaci'n de vidrio para ventanas y aislantes. Se incorpora al vidriado como cuarzo molido.
SODIO (Na2SO4) El sulfato de sodio o sulfato s'dico (#a!S8" es una sustancia incolora, cristalina con buena solubilidad en el agua y mala solubilidad en la mayoría de los disolventes orgánicos con e7cepci'n de la glicerina. Se utiliza como aditivo en la fabricaci'n del vidrio.
CALCIO (CaO) 2a cal es un término que designa todas las formas físicas en las que puede aparecer el '7ido de calcio ($a". Su utilizaci'n en la producci'n proporciona vidrios más brillantes y con me&or color. 2a fusi'n es más rápida, lo cual supone un ahorro econ'mico durante el proceso de fabricaci'n del vidrio.
PROCESO DE PRODUCCION El proceso para la elaboraci'n del vidrio se puede dividir en las siguientes etapas1
RECEPCIÓN DE MATERIAS PRIMAS: En esta etapa se garantiza un control operativo y técnico en las materias primas para verificar su calidad físico 9 química se debe cumplir con el requisito de la granulometría, es decir, el tama:o de los granos de cada material, el cual, debe estar entre ; y < de milímetro. +ara el feldespato y la arena se debe cumplir unos requisitos, tales como tener una composici'n química estable y determinada. 2a arena no debe contener arcillas y su contenido de '7idos de hierro debe ser lo más ba&o posible. PREPARACIÓN DE LAS MEZCLAS: 2a preparaci'n de la mezcla se puede dividir en cuatro partes1 )lmacenamiento, +esa&e, =ezclado, 3ransporte. FUSION DE LA MEZCLA Y REFINACION DEL VIDRIO: El horno es el sitio donde se lleva a cabo la fusi'n de las materias primas. $onsiste en un recipiente rectangular construido con materiales refractarios resistentes al desgaste producido por el vidrio líquido y las llamas. Se utiliza como combustible el $rudo de $astilla para producir el calor, hay una entrada de aire de ->>>?$, con el fin de enfriar el vidrio que se encuentra dentro del horno. 2os gases producidos por el horno son e7pulsados por lo regeneradores (-%>>?$". El primer proceso que se identifica claramente en el horno es el de fusi'n@ aquí todas las materias primas no son propiamente fundidas, sino que al suministrarles calor primero se descomponen y después reaccionan@ así pues los componentes que poseen menor punto de fusi'n se vuelven líquidos más rápido que los que tienen mayor punto de fusi'n (para la sílice es mayor de -A>>?$, y para el casco entre ->/> y -->>?$"@ a medida que va aumentando la temperatura estos 0ltimos también se funden y desaparecen como materiales cristalinos. ) continuaci'n se realiza el proceso de refinaci'n, en el cual se eliminan las BsemillasC (gran n0mero de peque:as burbu&as que se originan a partir de las reacciones de las materias
primas"@ este proceso empieza casi simultáneamente con el proceso de fusi'n y contin0a hasta que la mezcla de materias primas esté completamente líquida. 2uego el vidrio fundido pasa a un segundo tanque, llamado tanque de refinaci'n, donde se intenta igualar la temperatura del vidrio en toda su e7tensi'n, para posteriormente repartirlo a las máquinas formadoras por medio de los canales. +ara obtener una temperatura uniforme en el vidrio se deben tener en cuenta las pérdidas de calor e7istentes a través del techo, las paredes y el piso del canal, así como el calor suministrado por los quemadores. gualmente para acondicionar el vidrio, es necesario tener en cuenta el color del vidrio, la cantidad de vidrio que e7trae cada máquina, la forma de la botella, la cantidad de aire disponible para enfriar el equipo de moldura de la máquina y la velocidad de fabricaci'n de la máquina.
FORMACION DEL ENVASE: Dna vez se ha acondicionado el vidrio, en el alimentador se forma la gota de vidrio con el peso correcto y la forma deseada por medio de un sistema de partes refractarias compuesto por1 un tubo que controla el flu&o de vidrio hacia el orificio, una agu&a que impulsa intermitentemente el vidrio hacia el orificio, que determina la cantidad de vidrio que tendrá la gota. PROCESO PRENSA Y SOPLO: El proceso de prensa y soplo se ha desarrollado para obtener botellas de boca ancha (proceso tradicional" o de boca estrecha (proceso conocido como ##+6". El mecanismo utilizado para el mecanismo de prensa y soplo es el mismo que se utiliza para el mecanismo de soplo y soplo.
REACCIONES Se puede establecer una clasificaci'n desde el punto de vista térmico de las diferentes reacciones que tienen lugar en el horno entre as materias primas de la composici'n1 *eacciones entre !> y 8> ?$. -%> ?$ F Eliminaci'n del agua de la composici'n (GD=E4)4"1 G! (l" 8>> ?$ F $omienza la descomposici'n de la dolomía.
⇒G!
(v"
$a$%.=g$% ⇔ =g> H $! ⇑ H $a$% /% ?$ F 3ransformaci'n polim'rfica del cuarzo (*eversible" $%#a! H $%$a ⇒ ($%"! $a#a! A>> ? $ F *educci'n del sulfato par el carb'n. *eacciones entre 8> y >> ?$. 3E=+E*)3D*). IE#=E# *E)$$# 6SE*J)4) K/ ?$ F $a$%. ⇔ $a H $! ⇑ L A> ?$ F *eacci'n del eutéctico, !$a$%.%#a!$% o del carbonato doble con el cuarzo, ($%"! $a#a! %M#a!$a ($%"!N H ->MSi!N !M#a!.!Si!N H M#a!.%$a.ASi!N H A($!" -1 %1 A
*eacciones entre >> y -8/> ?$ 3E=+E*)3D*). IE#=E# *E)$$# 6SE*J)4) -!K8 ?$ F Iusi'n congruente del #a!.!$a.%Si! (-1!1%" 8/> ?$ F 4escomposici'n del sulfato por la sílice1 El S8#a! se descompone solo a -8>> ?$ pero los granos de sílice que han quedado sin disolver, favorecen esta descomposici'n1 S8#a! H Si! ⇒ Si%#a! H KS%
DIAGRAMA DE PROCESO ETAPAS BASICAS DEL PROCESO DE PRODUCCION DEL VIDRIO
El proceso, que originalmente producía solamente vidrios con espesura de Amm, produce actualmente vidrios que varían entre -,K y - mm. 2as materias primas son mezcladas con precisi'n y fundidas en el horno. El vidrio fundido, a apro7imadamente -A>>?$, es continuamente derramado en un estanque de esta:o licuado, químicamente controlado. Iluct0a en el esta:o, esparciéndose uniformemente. 2a espesura es controlada por la velocidad de la placa de vidrio que se solidifica a medida que contin0a avanzando. 3ras el recocimiento (enfriamiento controlado", el proceso termina con el vidrio presentando superficies pulidas y paralelas.
BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
CONCLUSIONES
El vidrio es el más universal de los envases, al no contar con contraindicaci'n de uso alguna.
Es un material apto para ser reciclado.
2a elaboraci'n de productos de vidrio tiene asociada una seria de emisiones atmosféricas
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