Actividad15.Evaluacion Final (1)

25
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa TRANSFERENCIA DE MASA Presentado por: ANA CECILIA RIOS CANO. Código 39´452.259 DIANA MARGARITA ARBOLEDA TAMAYO. Código: 43.365.923 PAULA ANDREA HINCAPIÉ ARIAS. Código 39´453.879 LUZ ADRIANA SARRIA OSORIO. CODIGO: 40405062 CLAUDIA SEPULVEDA CESPEDES. CODIGO 40.216.572 TUTOR HERNANDO ENRIQUE BOHORQUEZ Universidad Nacional Abierta y a Distancia Escuela de Ciencias Básicas, tecnología e Ingeniería Unidad de ciencias Básicas Diciembre de 2012

Transcript of Actividad15.Evaluacion Final (1)

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    TRANSFERENCIA DE MASA

    Presentado por:

    ANA CECILIA RIOS CANO. Cdigo 39452.259

    DIANA MARGARITA ARBOLEDA TAMAYO. Cdigo: 43.365.923

    PAULA ANDREA HINCAPI ARIAS. Cdigo 39453.879

    LUZ ADRIANA SARRIA OSORIO. CODIGO: 40405062

    CLAUDIA SEPULVEDA CESPEDES. CODIGO 40.216.572

    TUTOR

    HERNANDO ENRIQUE BOHORQUEZ

    Universidad Nacional Abierta y a Distancia

    Escuela de Ciencias Bsicas, tecnologa e Ingeniera

    Unidad de ciencias Bsicas

    Diciembre de 2012

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    CONTENIDO

    INTRODUCCION

    1. OBJETIVOS

    1.1 OBJETIVO GENERAL

    1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

    2. DESCRIPCION DE PROCESO: Del proceso que haya seleccionado

    3. DIAGRAMA DE FLUJO DE LA ELABORACION

    4. BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

    5. PRINCIPIOS Y CALCULOS DE TRANSFERENCIA DE MASA

    6. CALCULOS DE LAS. OPERACIONES UNITARIAS CON TRANSFERENCIA DE

    MASA

    7. CALCULOS DE LAS OPERACIONES UNITARIAS CON TRANSFERENCIA

    SIMULTNEA DE MASA Y CALOR

    8. CONCLUSIONES

    9. BIBLIOGRAFIA

    10. RECONMEDACIONES

    11. ANEXO IMGENES Y FOTOGRAFAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    INTRODUCCION

    Para los ingenieros de alimentos el curso TRANSFERENCIA DE MASA busca

    incentivar el conocimiento de la Ciencia y la Tecnologa de los alimentos. Su

    objetivo fundamental est orientado hacia la identificacin, manejo y aplicacin de

    las principales operaciones de transferencia de masa, algunas de ellas asociadas

    a la transferencia de calor y de Momentum, que se utilizan en procesamiento de

    alimentos, generando as de innovaciones tecnolgicas.

    Estos procesos de transferencia de masa son muy importantes en la industria de

    los alimentos ya que la mayora de los procesos qumicos que se requieren.

    La transferencia de masa es el fenmeno de transferir gases, lquidos, slidos a

    en una direccin de gradiente direccional a travs de un medio como sistema

    determinado.

    Como futuros ingenieros, debemos tener cuidado en los costos de los procesos,

    debido a que esto hace viable o no un proyecto. Los costos de separacin de

    separacin o purificacin dependen directamente de la relacin entre la

    concentracin inicial y final de las sustancias separadas,

    Algunos de los ejemplos del papel que juega la transferencia de masa en los

    procesos industriales son: la remocin de materiales contaminantes de las

    corrientes de descarga de los gases y aguas contaminadas, , la difusin de

    sustancias al interior de poros de carbn activado, la rapidez de las reacciones

    qumicas catalizadas y biolgicas as como el acondicionamiento del aires, etc.

    En el presente proyecto se establecen las operaciones de transferencia de masa:

    Mecanismos de transferencia de masa; los Coeficientes de transferencia de masa;

    Las Operaciones unitarias con transferencia de masa, Las Operaciones unitarias

    con transferencia simultnea de masa y calor de una planta procesadora de

    duraznos en almbar.

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    1. OBJETIVOS

    1.1. OBJETIVO GENERAL

    Establecer las operaciones de transferencia de masa de una planta

    procesadora de durazno en almbar

    1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

    Describir el de proceso de una planta procesadora de duraznos en almbar

    Hacer el diagrama de flujo de una planta procesadora de duraznos en

    almbar

    Realizar el balance de materia y energa de una planta procesadora de

    duraznos en almbar.

    Realizar principios y clculos de transferencia de masa que se aplican a la

    elaboracin de duraznos en almbar.

    Realizar los clculos de las operaciones unitarias con transferencia de

    masa que se aplican a la elaboracin de duraznos en almbar

    Hacer los clculos de las operaciones unitarias con transferencia

    simultnea de masa y calor que se aplican a la elaboracin duraznos en

    almbar

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    2. DESCRIPCION DEL PROCESO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE

    DURAZNOS EN ALMIBAR

    Recepcin, Seleccin e Inspeccin del Durazno: Las frutas son transportadas

    en camiones hasta la fbrica. La carga es pesada en la recepcin para conocer la

    cantidad de frutas que esperan recibir tratamiento. En este momento se sacan

    muestras de las materias primas para determinar si alcanzan la calidad requerida

    por la empresa. Al mismo tiempo se evala el tamao, grado de maduracin,

    temperatura durante el transporte, sustancias extraas adheridas y presencia de

    materias nocivas como vidrio o metal, con el objeto de conocer si se encuentran

    dentro de los parmetros prefijados.

    La seleccin se realiza desde tres puntos de vista: de acuerdo al tamao (grande,

    mediano o pequeo), a la madurez (verde, media madurez o pintn, maduro y

    pasado o sobre maduro) y al aspecto (sano o alterado). Para la determinacin de

    la calidad de los productos envasados la clasificacin juega un papel sumamente

    importante. Su finalidad es uniformar el producto, para poder as estandarizar las

    operaciones (esterilizacin en especial) del proceso de elaboracin en especial)

    del proceso de elaboracin.

    Lavado y limpieza: En estos procesos es de fundamental importancia que el agua

    sea renovada continuamente para que no se transforme en un caldo de cultivo a

    raz de los sucesivos lavados. Otros sistemas combinan el lavado por aspersin e

    inmersin en un mismo mecanismo con excelentes resultados. Se realiza para

    retirar sustancias extraas, tales como polvo y materiales pegajosos adheridos al

    fruto, entre otros. Es necesario incorporar cloro al agua de lavado de la materia

    prima. El cloro acta como agente desinfectante y debe ser agregado en dosis

    adecuadas para que la determinacin de cloro activo residual, realizado en

    cualquier punto del tramo de lavado, sea de no menos de 0,2 ppm ni ms ni ms

    de 0,5 ppm. Esta cantidad depende de la materia orgnica que acompae al

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    alimento como contaminante. Este tratamiento asegura la higienizacin de la

    materia prima y la resguarda de olores y sabores extraos. Luego hay que

    enjuagar los duraznos con chorros de aspersin de agua a presin sobre la banda

    transportadora para retirar trazas de desinfectante.

    Acondicionamiento: Bajo este nombre se engloban una serie de operaciones

    previas a la elaboracin de la conserva y que difieren para cada fruta.

    Pelado: Su finalidad es eliminar la cscara con el mnimo de pulpa.

    Cortado y Descarozado: El corte es realizado con el fin de obtener partes

    prcticamente iguales de la fruta (trozos); debe cortarse en formas llamativas y

    agradables a la vista del consumidor. El descarozado se hace con el fin de retirar

    la(s) pepa(s) del fruto y dejar la sola pulpa.

    Una vez trozadas, las frutas sufren una clasificacin, pasando por mesas

    vibratorias que permiten separar los trocitos o porciones defectuosas que no

    alcanzan el tamao y la forma especificada para el producto final.

    Presentaciones adecuadas de frutas en conserva

    Pelado y Cortado: el pelado se hace manualmente con cuchillos de mesa (pelador

    de papas). Normalmente, en Honduras se envasan los duraznos enteros (con

    semilla). Tambin pueden hacerse varios cortes (casquitos, tiras, etc.) removiendo

    las semillas. Los duraznos pelados (enteros o en cortes) deben permanecer

    sumergidos en agua al tiempo, para evitar el oscurecimiento de la fruta.

    La inspeccin y seleccin manual de las frutas: es la forma tradicional de

    eliminar el material no deseado de la lnea de produccin tal como restos de piel,

    unidades defectuosas por falta de consistencia, de uniformidad de color,

    rasgaduras etc. Se realiza sobre cintas o juegos de rodillos, antes del envasado.

    Pre coccin: Antes de envasar las frutas, estas se someten a una breve coccin

    en agua o vapor de agua durante unos pocos minutos y a temperaturas por debajo

    de 100C. La fruta se ubica en canastillas metlicas y se introducen al tanque que

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    contiene agua hirviendo, el tiempo vara segn el tipo de producto y de su estado

    de madurez, para los duraznos es de 2 minutos.

    La pre coccin o escaldado se realiza para fijar el color de los productos, inactivar

    enzimas, eliminar aire y gases, remover sabores extraos del alimento y completar

    el lavado del producto, reduciendo la carga microbiana y la contaminacin

    Esterilizacin envase: El envase se debe esterilizar para eliminar los

    microrganismos patgenos que puedan causar algn dao al producto.

    Industrialmente se realiza en una autoclave industrial, que mantiene en su interior

    los envases a 100C durante 5 minutos.

    Envasado: El proceso ms importante en la elaboracin de una conserva es el

    envasado, el cual consiste en calentar los alimentos y sellarlos en recipientes

    hermticos junto con el jarabe; si este proceso no se lleva a cabo con las

    precauciones suficientes de sanidad, el producto se daara.

    El llenado se efecta en recipientes de vidrio o metal y se realiza mecnica o

    manualmente. El envase debe soportar el producto listo y seleccionado.

    Un buen envase para conserva debe cumplir las siguientes condiciones:

    Capacidad perfecta, resistencia al calentamiento y al enfriado sucesivo, fcil

    manejo, tanto vaco como lleno, debe reducir al mnimo las roturas y descartes,

    debe ser de fcil embalaje y resistencia al transporte, resistencia a la accin

    qumica de los componentes del alimento, buena conductibilidad, poco peso y

    costo reducido.

    Elaboracin del jarabe: Los jarabes son los lquidos que se agregan a las frutas

    antes de las operaciones de expulsado, cierre, remachado, esterilizacin y

    enfriado. Estos lquidos generalmente se preparan en dependencias anexas en

    tanques calefaccionados que poseen dispositivos de agitacin.

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    El jarabe se elabora en un tanque con agitacin a partir de sacarosa y agua, el

    tanque esta provisto de una chaqueta de vapor y de un sistema de agitacin para

    realizar la mezcla.

    La sacarosa necesaria para fabricar el jarabe se transporta desde un silo de

    almacenamiento por transporte neumtico.

    Jarabes o solucin de gobierno: Su objetivo es llenar los espacios que deja el

    producto, desalojar el aire, el cual puede producir alteraciones en el producto.

    Acta de intermediario para la transmisin de la temperatura, de amortiguador,

    evitando as que el producto sufra durante el proceso de transporte y, acenta y

    mejorar el gusto caracterstico del producto. Para producir conservas de durazno

    el jarabe utilizado es de 50Brix, para obtener un producto de 22Brix.

    Adicin del jarabe: Existen diferentes tecnologas de aplicacin de jarabes.

    Algunas de ellas trabajan en forma lineal y el tarro lleva un movimiento a velocidad

    regulada, recibiendo el lquido caliente mediante picos vertedores. Otras, las

    rotativas, trabajan con sistemas que combinan el llenado con la eliminacin del

    aire logrando al mismo tiempo llenado y disminucin de la presin interior del

    recipiente.

    Dentro de las variables a controlar durante el proceso de llenado se incluye el

    peso del slido, el volumen del lquido de gobierno, el cociente slidos/lquidos, la

    densidad del producto envasado, el espacio de cabeza y la temperatura del

    producto durante el llenado.

    Una operacin de llenado perfectamente controlada resulta esencial en cualquier

    operacin de envasado ya que la falta de control de esta etapa puede implicar

    riesgos tanto para la calidad como para la inocuidad del producto.

    El sobrellenado puede provocar que el tratamiento trmico aplicado en los

    esterilizadores resulte inferior al necesario. Si el envase est ms lleno queda

    menos espacio para la agitacin del producto y la transferencia de calor resulta

    diferente a la prevista. Adems se pueden originar grietas en las uniones del

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    envase por el desplazamiento de una mayor cantidad de producto en su interior

    haciendo presin sobre las juntas.

    El control de llenado es necesario tambin para mantener los lmites precisos de

    espacio de cabeza; el espacio libre en la parte superior del recipiente puede influir

    sobre la efectividad del proceso de agotamiento del aire en el interior del envase.

    Exhausting: Es una operacin muy importante en el proceso de envasado, ya que

    adems de reducir al mnimo la tensin sobre los cierres del envase durante el

    tratamiento trmico, la eliminacin del oxgeno ayuda a conservar la calidad y a

    reducir la corrosin interna. Su objetivo es la eliminacin del aire disuelto en el

    producto y la formacin de un consecutivo vaco dentro del envase. El oxgeno es

    indeseable porque reacciona con el producto afectando en forma adversa su

    calidad, provoca o acelera la corrosin de la hojalata (en caso del uso de latas

    como envase de la conserva), reduce el valor nutritivo del alimento al oxidar y

    destruir ciertas vitaminas (A y C), y puede provocar en muchos alimentos una

    coloracin gris o marrn griscea.

    As pues el exhausting o preesterilizacintiene por propsito eliminar el aire que

    queda en el espacio libre del envase y el disuelto en el producto, preserva el color

    del producto por eliminacin del oxgeno, produce un vaco dentro del espacio libre

    y evitar la destruccin de vitaminas A y C.

    El vaco en el interior del recipiente puede lograrse mediante distintos mtodos.

    Algunos de ellos, lo producen al inyectar vapor en el espacio libre de la parte

    superior del recipiente, para lo cual ste atraviesa un tnel de vapor antes de ser

    cerrado; el mtodo resulta eficaz en lo que respecta a los valores de vaco

    logrados.

    En el proceso del exhausting, despus del llenado, los tarros se hacen pasar por

    un tnel, por el cual circula vapor de agua (80C). Con esto, el contenido se dilata,

    ocupando todo el volumen interior del envase, de modo que una vez cerrado el

    tarro y enfriado, se produce un cierto vaco en su interior.

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    Cierre de los recipientes: Su objetivo es cerrar definitivamente el envase para

    someterlo a la esterilizacin.

    Un recipiente cerrado hermticamente es un requisito indispensable para la

    inocuidad de un alimento enlatado. Si las uniones o cierres no cumplen las normas

    establecidas o si aparecen orificios u otros defectos, es probable que se produzca

    contaminacin posterior al tratamiento trmico. En esta operacin las variables de

    control radican fundamentalmente en el mantenimiento de las mquinas

    remachadoras y en el conocimiento que los mecnicos y el personal especializado

    restante tengan sobre las especificaciones de las mquinas de la empresa. Los

    mecnicos deben conocer las consecuencias de un cierre anormal sobre la

    calidad y la inocuidad microbiolgica de los productos enlatados.

    Los envases de vidrio para conservas vegetales deben ser transparentes y

    disponer de un cierre hermtico y duradero que resulte adecuado para el

    tratamiento industrial al que sern sometidos. Las tapas (segn su tipo) se colocan

    y cierran en mquinas tapadoras con flujo de vapor.

    Esterilizacin Industrial: La esterilizacin industrial o comercial de un alimento

    envasado sometido a tratamiento trmico puede definirse como la situacin

    alcanzada mediante la aplicacin de calor suficiente, por s sola o en combinacin

    con otros tratamientos adecuados, para obtener un alimento exento de

    microorganismos capaces de multiplicarse en las condiciones normales de

    almacenamiento, con el fin de asegurar la conservacin del producto inalterado

    durante tiempo indefinido.

    El control del proceso real de envasado de frutas puede ser considerado en dos

    fases. La primera se refiere a los factores relacionados con las operaciones

    previas al tratamiento trmico, tales como el control de la temperatura antes de

    que la conserva entre al bao mara o autoclave segn el caso, el control del

    tiempo transcurrido desde el cierre del envase hasta la recepcin del tratamiento

    calrico y el control de cierre de los envases. La segunda fase consiste en

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    supervisar el buen funcionamiento de los esterilizadores y sus dispositivos de

    medicin.

    Enfriamiento: El enfriamiento, al que se someten los tarros luego de la

    esterilizacin, debe realizarse cuidadosamente para evitar la contaminacin del

    contenido de los envases con microorganismos procedentes del medio usado para

    el enfriamiento. Se hace con el fin de detener el proceso de coccin.

    Se debe tener en cuenta que durante el enfriamiento la temperatura interior del

    producto, al final del proceso, debe oscilar entre los 37 y 40C. De esta manera, se

    evita el desarrollo de microorganismos termfilos esporulados que pudieron resistir

    el tratamiento trmico y que se multiplican en el rango de temperaturas entre 45 y

    55C.

    Las conservas se sumergen mediante unas canastillas de acero inoxidable en un

    tanque con agua fra.

    Almacenamiento y distribucin: El recipiente seleccionado, para conservar

    alimentos por accin del calor, deber cumplir las condiciones previstas durante su

    almacenamiento y distribucin.

    Lo importante es que el recipiente conserve su integridad para mantener las

    condiciones de inocuidad del producto. Para ello se hace necesario evitar la

    corrosin externa que puede conducir a la perforacin del envase. Este fenmeno

    de corrosin ser frecuente si ha sido daada la cubierta externa del envase y se

    acelerar en condiciones de almacenamientos incorrectos que incorporen

    humedad o cambios bruscos de temperatura que conducen a condensacin. Este

    fenmeno se hace ms comn cuando las latas son apiladas de tal manera que

    evitan la circulacin del aire.

    La alteracin fsica de los recipientes puede ocurrir al mover sin cuidado las pilas

    de latas o frascos, trayendo como consecuencia roturas o deformaciones que

    adems de brindar condiciones para una posterior contaminacin hacen que la

    misma pierda valor comercial.

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    3. DIAGRAMA DE FLUJO

    DIAGRAMA DE BLOQUES

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    4. BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA PARA UNA PRODUCCION DE 100

    TONELADAS DIARIAS

    BALANCE DE MATERIA %

    ENTRADAS Smbolo Toneladas

    Fruta lavada F 100

    Relacin agua- Almbar 1,50% 0

    Agua A 2

    Agua para compensar Evaporada 10% Ab 0

    TOTAL ENTRADAS 102

    SALIDAS

    Agua recuperada 215

    Agua Evaporada 10% 150

    TOTAL SALIDAS 365

    BALANCE DE CALOR Unidades Simbolo Valores Frmula Frmula general

    Parmetros

    Calor especifico del agua kcal/kgC Coa 1

    Calor latente de evaporacin kcal/kg l 530

    Calor especifico fruta kcal/kgC Cpf 0,97 Cpf = 0,8 +0.2 x H H es humedad de la fruta

    Temperatura inicial C Ti 12

    Temp final agua C Ta 90

    Clculos

    Calor para calentar agua kcal Qa 2.302.092 Qa = Ae x Cpa x (Ta -Tb) Q = W x Cp x DT Calor de calentamiento del agua

    Calor de evaporacin de agua kcal Qe 1.564.242 Qe = Ab x l Q = We x l Calor de cambio de fase ( evaporacin)

    Calor calentamiento fruta kcal Qf 342.362 Qf = n x F x Cpf x DTf Q = W x Cp x DT Calor de calentamiento fruta

    Calor de Proceso kcal Qp 4.208.696 Qp = S Qi Q = Qa + Qe + Qf Calor de proceso

    Calor equipo kcal Qc ** Q = W x Cp x DT

    Subtotal calor necesario kcal Qn Qn = Qp +Qc

    Calor prdido kcal Qd ***

    Calor total requerido kcal Qt Qt = Qn +Qd

    * Los clculos de escaldado establecen que este % de calor se consumen, respecto a si toda la fruta se calentara a T de escaldado

    ** Este valores se calcula si se conoce el peso y material del equipo en el cual se hace el escaldado

    *** Se clcula por transferencia de calor se toma un % del subtotal del calor necesario

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    PREPARACIN DE ALMIBAR

    BALANCE DE MATERIA % Smbolo Ton

    ENTRADAS

    Almbar (durazno) 100,00

    Estabilizante 0,07 7,00

    Azcar 10% A 0,70

    TOTAL ENTRADAS 107,70

    SALIDAS

    Jarabe J 106,62

    Prdida Agua 35,00

    TOTAL SALIDAS 141,62

    BALANCE DE CALOR Frmula Frmula general

    Parmetros Unidades Simbolo Valores

    Calor especifico del agua kcal/kgC CPa 1

    Calor especifico del azucar kcal/kgC

    Calor latente de evaporacin kcal/kg l 530

    Temperatura inicial C Ti 12

    Temperatura ebullicin C Te 102

    Clculos

    Calor para calentar el agua kcal Qa 31379 Qa = A x Cpa x (Te -Ti) Q = W x Cp x DT Calor de calentamiento del agua

    Calor para calentar azcar kcal Qs 0 Qs = S x Cps x (Te -Ti) Q = W x Cp x DT Calor de calentamiento del azucar

    Calor evaporacin agua kcal Qe 6019 Qe = Ab x l Q = We x l Calor de cambio de fase ( evaporacin)

    Calor de proceso kcal Qp 37.399 Qp = S Qi Q = Qa + Qe + Qf Calor de proceso

    Calor equipo kcal Qc ** Q = W x Cp x DT

    Subtotal calor necesario kcal Qn Qn = Qp +Qc

    Calor prdido kcal Qd ***

    Calor total requerido kcal Qt Qt = Qn +Qd

    ** Este valores se calcula si se conoce el peso y material del equipo en el cual se hace el almibar

    *** Se clcula por transferencia de calor se toma un % del subtotal del calor extraido

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    5. PRINCIPIOS DE TRANSFERENCIA DE MASA Y CALCULOS QUE SE

    APLICAN A LA ELABORACION DE DURAZNOS EN ALMIBAR

    Pre coccin.

    En este proceso hay transferencia de masa por secado donde se extraen gases

    como el etileno encargado de la maduracin del fruto despus de la cosecha,

    tambin se retira aire del durazno.

    Llenado de fruta y adicin del sirope o almbar.

    Cuando se ponen en contacto fruta y jarabe se produce una transferencia de masa

    denominada difusin molecular en la cual la fuerza motriz es el gradiente de

    concentracin. Esta transferencia se debe al equilibrio que espontneamente se

    busca establecer, entonces si el jarabe posee una menor concentracin de

    sustancias que la fruta, estas sustancias tienden a ir del interior de la fruta al

    jarabe, si las paredes celulares lo permiten. La primera que sale y en mayor

    cantidad es el agua. Tambin otros componentes de la fruta tratan de salir; estos

    son algunos cidos, minerales, pigmentos y sustancias de sabor. Otra

    transferencia de masa que se produce es del soluto del jarabe que trata de entrar

    a la fruta, si las paredes celulares lo permiten esta migracin no es muy elevada y

    se produce generalmente en los primeros momentos de contacto, tratando de

    permanecer constante a lo largo de su permanencia en almacenamiento.

    La pulpa de durazno maduro tiene un contenido de agua del 48% y 10 grados brix

    lo que implica que por cada 100 gr de agua en el durazno hay 10 gr de azcar. La

    literatura nos dice que el producto final (durazno) al mezclase con el almbar

    absorbe su sacarosa hasta llegar a los 22 grados brix lo que hace necesaria una

    transferencia de sacarosa por difusin molecular desde el almbar al interior del

    durazno de 57.6 gr por cada kilogramo de durazno procesado.

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    6. CALCULOS DE LAS. OPERACIONES UNITARIAS CON TRANSFERENCIA DE MASA

    Modelo de transferencia de masa aplicado a secado se bas en un mtodo que ha

    sido probado en el estudio de los slidos porosos como por ejemplo en

    frutas.Carnes.

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    7. CALCULOS DE LAS OPERACIONES UNITARIAS CON TRANSFERENCIA SIMULTNEA DE MASA Y CALOR.

    A partir de la segunda ley de Fick y toma en consideracin lo siguiente: Geometra de placa plana infinita

    Transferencia unidireccional de masa La resistencia externa convectiva es mucho menor que la resistencia difusional interna, lo que permite suponer un contenido de agua en la interfase constante e igual al valor de equilibrio con el aire circundante

    El coeficiente efectivo de difusin constante

    Distribucin inicial de humedad uniforme

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    Condiciones externas (velocidad, temperatura y humedad relativa del aire) constantes

    No se considera retraccin del slido debido al cambio de volumen durante el secado

    Difusin de slo un componente a travs del slido

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    8. CONCLUSIONES

    Las operaciones de transferencia de masa son fundamentales para los ingenieros,

    ya que todas las plantas qumicas, petroqumicas, farmacuticas y de productos

    alimentarios contienen procesos y aparatos que pueden definirse como

    intercambiadores de masa.

    La transferencia de masa se refiere al transporte de materia el cual se produce en

    presencia de un cierto movimiento en el seno del fluido que depende tanto de las

    propiedades de la transferencia como de las caractersticas del fluido.

    Esta presenta una caracterstica particular que es la de transferir una sustancia a

    travs de otra a escala molecular, es decir dos fases que estn en contacto con

    diferente composicin, una de ellas la cual se difunde, migra de una regin de alta

    concentracin a una regin de baja concentracin.

    El mecanismo de transferencia de masa, depende de la dinmica del sistema en

    que se lleva a cabo.

    En el rea de Ingeniera en Alimentos, el fenmeno de transferencia de masa

    juega un papel muy importante en diferentes aplicaciones, como por ejemplo:

    En productos secos (prdida de agua)

    Productos deshidratados osmticamente (prdida de agua ganancia de

    solutos).

    Permeabilidades a travs de materiales de empaque (prdida o ganancia de gas

    en el empaque)

    Las frutas y hortalizas forman un grupo muy variable de alimentos ricos en

    vitaminas y minerales para la alimentacin humana. La mayora de las frutas se

    Consumen en estado fresco, pero para aprovechar estos productos a largo plazo,

    es necesario transformarlos mediante mtodos de conservacin, los mismos que

    consisten en cambiar la materia prima, de tal manera que los organismos

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    putrefactores, reacciones qumicas y enzimticas no puedan desarrollarse y daar

    el producto final.

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    9. BIBLIOGRAFIA

    J.R, H. B. (2000). Fundamentos de Ingenieria de Procesos Agroindustriales.

    Barcelona, ESPAA: AEDOS S.A.

    Mc river, r. (1997). Conceptos Bioquimicos. Barcelona, Espaa: Reverte S.A.

    Ullauri, P. G. (2010). Transferencia de masa. Quito, Ecuador: Universidad de

    Quito.

    http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/2006228/teoria/obfrualm

    Programa Conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias, Comisin Codex

    Alimentarius CAC/RS 99-1978 Norma internacional recomendada para la

    ensalada de frutas tropicales en conserva.

    Bergueret G., 1963 "Conservas Vegetales: Frutas y Hortalizas. Salvat Editores.

    S.A. Barcelona 2 Ed. pp.150-191.

    Duckworth. R.B., 1968 "Frutas y Hortalizas". Ed. Acribia, Zaragoza, Espaa. pp.

    216-255.

    Woodroof., J.G. 1990 "50 years of fruit and vegetables processing". Fd. Techn.

    Feb. pp. 91-95.

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    10. RECONMEDACIONES

    Es necesario considerar especialmente la variedad de la fruta u hortaliza con la

    que se est trabajando. Existen variedades de una mismaespecie que requieren

    un manejo especial previoal procesamiento, como tambin duranteste. Tampoco

    debe obviarse que ciertas variedadesson exclusivas para la elaboracin de

    determinado producto.

    Hay que procesar las frutas que tienen un punto de madurezptimo, que

    normalmente no coincide con lamadurez ptima vegetativa.

    Contribuye mucho con el cuidado de la materia

    Se recomienda realizar el procesamiento apenasrecibida la materia prima. En

    caso que poralguna razn no se pueda procesar (falta demadurez, saturacin de

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    lnea, paro por reparaciones,etc.) es necesario almacenar la materiaprima en

    condiciones que la protejan de cualquiercontaminacin y reduzcan al mnimo el

    Deterioro.

    Los contenedores y dispositivos en que setransportan las materias primas

    deberan serinspeccionados durante la recepcin para verificarque su estado no

    haya contribuido a lacontaminacin o deterioro de los productos.

    Tanto en la construccin de los equipos comode la planta en general, deben

    evitarse:

    Antepechos, salientes y toda estructura que

    Permita acumular suciedad.

    Pernos, tornillos, remaches, etc. que sobresalgan.

    Esquinas de difcil acceso, superficies desparejas

    Y depresiones.

    Bordes afilados.

    Bordes huecos.

    La distribucin de los equipos y lneas de elaboracindentro de la planta tiene que

    permitiruna buena circulacin del personal, de los materialesy de los equipos de

    limpieza, as comoel fcil acceso a todas las partes de las mquinaspara su

    higienizacin y mantenimiento

    11. ANEXO IMGENES Y FOTOGRAFAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS QUE SE APLICAN A LA ELABORACION

    AUTOCLAVE CERRADORA

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    DUCHA DE ASPERSION DE AGUA

    ENVASADORA DE FRUTAS

    LLENADORA DE JARABE

    MARMITA CON SISTEMA DE AGITACION

  • UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Trabajo finalCurso: Transferencia de Masa

    TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE SACAROSA