Fundamentos de Procesos (1538), 2012/13

AUTORES:

Francisco Miguel, Burlo Carbonell

Depto. Tecnología Agroalimentaria

Esta asignatura se ha impartido en
Grado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos, curso 2012-2013;

Diagramas de flujo. Balances de materia, energía y cantidad de movimiento. Propiedades de gases: diagramas termodinámicos, vapor de agua. Propiedades del aire: diagrama psicrométrico.

Transferencia de materia: Leyes de Fick. Transferencia de cantidad de movimiento: modelos reológicos de comportamiento. Transmisión de calor en sólidos y fluidos.

Tipo de materiales

Apuntes-teoría Práctica Prácticas resueltas Ejercicios Ejercicios resueltos Proyectos Estudios de casos Exámenes Autoevaluación Seminarios Presentaciones

Formato de los documentos

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Descripción

Los materiales aquí contenidos son parte de los materiales de apoyo al aprendizaje facilitados a los estudiantes durante el curso 2012/13 en la asignatura 1538 de título Fundamentos de Procesos.

En particular, corresponden a:

Apuntes-teoría Práctica Prácticas resueltas Ejercicios Ejercicios resueltos Proyectos Estudios de casos Exámenes Autoevaluación Seminarios Presentaciones

Nombre de Asignatura		Código	CT	CP	CTOT
FUNDAMENTOS DE PROCESOS		1538	4.5	3	7.5
Tipo	Troncal	Cuatrimestre	Primero	Curso	2
Descripción	Diagrámas de flujo. Balances de materia, energía y cantidad de movimiento. Propiedades de gases: diagramas termodinámicos, vapor de agua. Propiedades del aire: diagrama psicrométrico.
Departamento	TECNOLOGÍA AGROALIMENTARIA
Área	TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Grado	GRADO EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
Centro	ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE ORIHUELA

Objetivos de aprendizaje

Los objetivos de aprendizaje globales en la asignatura en que se integran los recursos desarrollados son los siguientes. Aparecen resaltados aquellos vinculados a los materiales disponibles en el OCW-UMH.

1. Identificar los distintos procesos en la Tecnología de Alimentos.
2. Aplicar y realizar los cambios de unidades que sean necesarios en la resolución de casos prácticos.
3. Aprender el uso del análisis dimensional y su aplicación en la ingeniería de procesos.
4. Diferenciar los procesos de transferencia de materia, de energía y cantidad de movimiento.
5. Saber lo que es un balance de materia.
6. Resolver problemas sobre balances de materia.
7. Saber lo que es un balance de energía.
8. Resolver problemas sobre balances de energía.
9. Relacionar presión y fluidos
10. Conocer las propiedades de los líquidos y su importancia en su comportamiento
11. Diferenciar los fluidos newtonianos de los no newtonianos.
12. Diferenciar el flujo laminar del turbulento
13. Resolver problemas de balance de materia en circulación de fluidos.
14. Resolver problemas de balance de energía en circulación de fluidos
15. Conocer la ley de Fourier y su aplicación en la transmisión de calor por conducción en estado estacionario y no estacionario.
16. Resolver problemas sobre conducción en regimen estacionario y no estacionario.
17. Conocer los principios de la convección en fluidos.
18. Resolver problemas de transmisión de calor por convección
19. Conocer los principios de la radiación de calor.
20. Resolver problemas de transmisión de calor por radiación.
21. Identificar las principales operaciones unitarias de transferencia de materia.
22. Establecer las relaciones de equilibrio y la velocidad de transferencia de materia.
23. Conocer los aparatos para la transferencia gas-líquido
24. Conocer los aparatos para la transferencia líquido-líquido
25. Conocer los aparatos para la transferencia sólido-líquido

Contenidos

Los contenidos globales de la asignatura en que se integran los recursos desarrollados son los siguientes. Aparecen resaltados aquellos vinculados a los materiales disponibles en el OCW-UMH.

1.INTRODUCCIÓN A LOS FENÓMENOS DE TRANSFERENCIA

Descripción: Unidad introductoria, donde explicaremos en que consiste la asignatura. Desarrollaremos el concepto de operación básica. Sentaremos las bases de los fenómenos de transporte y su aplicación en la tecnología de alimentos. Daremos un repaso a las principales unidades que se utilizan en ingeniería. Y acabaremos introduciendo al alumno en el análisis dimensional.

Temas:

1.1.Introducción a los fundamentos de procesos.

1.2.Fenómenos de transferencia de propiedad

Sesiones prácticas:

1.1.Las unidades en la ingeniería de procesos.

1.2.El análisis dimensional.

2.BALANCES DE MATERIA Y DE ENERGÍA

Descripción: Las cantidades materiales, como las que intervienen en las operaciones de procesado de alimentos, se pueden describir por medio de balances de materia. Estos balances ponen de manifiesto la conservación de la masa. De la misma forma, la cantidad de energía puede describirse por medio de balances de energía, que ponen de manifiesto la conservación de la energía. Cuando no existe acumulación todo lo que entra en un sistema debe salir de él. Esto se cumple tanto en operaciones continuas como en las intermitentes a discontinuas, para cualquier intervalo de tiempo elegido.

En cualquier industria, los balances de materia y de energía son muy importantes. Los balances de materia son fundamentales en el control de los procesos, particularmente en el control de los rendimientos en la obtención de los productos.

Temas:

2.1.Balances de materia.

2.2.Balances de energía

Sesiones prácticas:

2.1.Balance macroscópico de materia.

3.PRINCIPIOS BÁSICOS DEL FLUJO DE FLUIDOS

Descripción: Muchas de las materias primas de los alimentos y diversos alimentos elaborados se presentan en forma de fluidos. Como estos fluidos se han de transportar y procesar en la fábrica, el tecnólogo de los alimentos ha de conocer adecuadamente los principios que gobiernan el flujo de fluidos y los aparatos y equipos que se utilizan en su manipulación. Además, hay que tener en cuenta la tendencia cada vez mayor a transportar sustancias pulverulentas o granulares como si fueran fluidos. La fluidización, como se denomina a esta operación, se ha desarrollado porque es mucho más fácil manipular líquidos que sólidos. El estudio de los fluidos se puede dividir en dos partes: fluidos en reposo (estática de fluidos) y fluidos en movimiento (dinámica de fluidos). Para ciertos fines es conveniente una ulterior subdivisión en: fluidos compresibles (como los gases) y fluidos no compresibles (como los líquidos).

Temas:

3.1.Los fluidos en el procesado de los alimentos.

3.2.Dinámica de fluidos. Flujo por el interior de las conducciones.

Sesiones prácticas:

3.1.Caracterización reológica de fluidos alimentarios I

3.2.Caracterización reológica de fluidos alimentarios II

4.PRINCIPIOS GENERALES DE LA TRANSMISIÓN DE CALOR

Descripción: La transmisión de calor es una de las operaciones que tienen lugar en la industria alimentaria. El conocimiento de los principios que gobiernan la transmisión de calor es imprescindible para comprender los procesos de elaboración de los alimentos.La transmisión de calor es un proceso dinámico durante el cual se transmite calor desde una materia caliente a otra más fría. Su velocidad depende de la diferencia de temperaturas existente entre ellas y es mayor cuanto más grande sea ésta. El calor se puede transmitir de tres maneras diferentes: por conducción, por convección y por radiación. Asimismo estudiaremos la transmisión de calor en estado no estacionario.

Temas:

4.1.Transmisión de calor por conducción

4.2.Transmisión de calor por radiación

4.3.Transmisión de calor por convección

Sesiones prácticas:

4.1.Transmisión de calor en estado no estacionario a través de una lámina.

4.2.Transmisión de calor en estado no estacionario a través de un cilindro.

4.3.Transmisión de calor en estado no estacionario a través de una esfera.

5.OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA

Descripción: Muchas operaciones en la industria de los procesos químicos implican la transferencia de masa de una fase a otra. Generalmente un componente de la fase se transferirá en mayor medida que otro; con lo que se produce una separación de los componentes de la mezcla. El ingeniero químico está interesado en la distribución de los componentes de la mezcla entre las dos fases en equilibrio y en la velocidad de transferencia de los componentes de una fase a otra. Son una serie de operaciones básicas cuya finalidad es separar los componentes de una mezcla, total o parcialmente. La mezcla puede ser homogénea o no. La separación se consigue por transferencia de materia entre dos fases en contacto que han de ser inmiscibles o al menos, si son parcialmente miscibles, han de presentar un intervalo (pequeño o grande) de inmiscibilidad. La velocidad de transferencia de masa debe tomarse en consideración para el diseño del equipo en donde las dos fases van a estar en contacto continuo y donde va a existir un intercambio continuo de masa entre las fases. Los cálculos iniciales usados en el diseño del equipo o en la valoración del comportamiento del equipo existente, se basan en relaciones sencillas estequiométricas y de equilibrio.

Temas:

5.1.Operaciones unitarias de transferencia de materia.

Sesiones prácticas:

5.1.Estudio del equilibrio sólido-líquido. Extracción de azúcar de algarroba.

5.2.Estudio del equilibrio líquido-líquido. Extracción con tricloroetileno de una disolución acuosa de cafeína.

5.3.Estudio del equilibrio vapor-líquido. Sistema etanol-agua.

Indicaciones Didácticas

Las indicaciones didácticas de la asignatura en que se integran los recursos desarrollados son las siguientes.

Metodología

La metodología de enseñanza-aprendizaje está fundamentada en:

Aprendizaje basado en problemas
Estudio de casos
Expositivo/Lección magistral
Resolución de ejercicios y problemas

Actividades formativas

Las actividades formativas empleadas a lo largo del curso consisten en:

Clases teóricas
Clases prácticas
Estudio y trabajo en grupo
Estudio y trabajo individual
Revisión de exámenes y tareas
Evaluaciones
Tutorías
Seminarios y talleres

Evaluación

El procedimiento de evaluación de la asignatura en que se integran los recursos desarrollados es el siguiente:

GENERALIDADES:

1. La evaluación se realiza a través del seguimiento diario del estudiante y su participación en la resolución de los problemas planteados, Esto representa un 20% de la nota final.

2. La evaluación de las PRÁCTICAS (20% de la nota final), cuya asistencia es obligatoria, se realiza a través de:

– Asistencia a prácticas.

– Elaboración de la memoria de prácticas.

– Preguntas específicas en el examen final

3. Examen teórico-práctico final (60% de la nota final). La teoría será el 40% de la nota y los problemas el otro 60%. Para que promedie es necesario sacar como mínimo un cinco, tanto en teoría en como en problemas.

Profesorado

Nombre	E-mail
BURLO CARBONELL, FRANCISCO MIGUEL

Materiales de aprendizaje

Materiales audiovisuales – Guía Multimedia para las prácticas de fundamentos de procesos

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