UNIVERSIDAD DE CALDAS VICERRECTORÍA ACADÉMICA FORMATO PARA LA DOCUMENTACIÓN DE CURSOS

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1 UNIVERSIDAD DE CALDAS VICERRECTORÍA ACADÉMICA FORMATO PARA LA DOCUMENTACIÓN DE CURSOS Tipo de actividad Asignatura x Núcleo Participación acreditable si académica: Nombre de la Balance de Materia y Energía asignatura: Código: Departamento de adscripción de la Ingeniería asignatura: Tipo de asignatura: Teórica x Teóricopráctica Práctica Habilitable: Sí x No Número ideal de estudiantes: 30 Número de créditos que 4 otorga: Horas totales de actividades presenciales 80 Aula: programadas: Horas totales de actividad independiente del 112 estudiante: Horario: 4 a 6 p.m y jueves de 3 p.m. a 6 p.m teoría. Duración de la actividad académica (en semanas): 17 Fecha de 09 de agosto de 2004 Fecha de 17 de diciembre de inicio: terminación: 2004 Programas a los cuales va dirigida: Ingeniería de Alimentos Área o Nivel de General Disciplinar x Profesional Profundización Formación: Asignatura abierta también para: Ingenieros químicos Requisitos (haber cursado y Física II y Cálculo II aprobado): Correquisito por pérdida (haber cursado aunque se haya Fisicoquímica reprobado): Correquisito (al menos estar Termodinámica cursando): Profesor coordinador o responsable de la actividad Sandra Montoya Barreto académica: Departamento de adscripción del coordinador o Ingeniería responsable:

2 2 Justificación análisis de contexto: En la Ingeniería de Alimentos se requiere la cuantificación másica y energética; tanto para el control de los procesos, como para el diseño de los equipos y de plantas. Objetivo general: Reconocer los principios físicos y químicos que se involucran en los Balances de Materia y Energía para la Industria de Alimentos y disciplinas afines. Objetivos específicos: 1. Establecer las diferentes estrategias de solución para los problemas de Balance de materia. 2. Reconocer los diferentes tipos de procesos en la Industria de alimentos y afines. 3. Estudiar las herramientas de solución gráfica y analítica de problemas de Balance de Materia y Energía. 4. Cuantificar los cambios de estado, balances de Materia en gases y vapores. 5. Conocer los diferentes métodos, numéricos y gráficos, de obtención de propiedades de los alimentos, tales como la capacidad calorífica, muy importantes en los procesos de transferencia de calor en la industria alimentaria. Contenido del programa: Unidad 1. Conservación de la materia Principios de conservación, Relaciones estequiométricas, masa-masa, masa-volumen, conversión de unidades, base de cálculo, fracciones, densidad y peso específico. Unidad 2. Sistemas no reaccionantes. En una sola etapa y en múltiples etapas. Unidad 3. Sistemas reaccionantes. En una sola etapa y en etapas múltiples, balances de materia en procesos de combustión. Unidad 4. Balance de materia con gases y vapores. Gases ideales, presiones de vapor, humedad y saturación. Unidad 5. Conservación de la energía. Fundamentos, ecuación general, balance de energía, balance de calor. Unidad 6. Calor Calores de reacción, de combustión y de formación, capacidad calorífica de los gases, ecuaciones empíricas, capacidades caloríficas de líquidos y disoluciones, calores latentes. Unidad 7. Balances de Energía. En una sola etapa y en múltiples etapas, problemas combinados de balance.

3 3 Propuesta metodológica: Exposiciones magistrales por parte del docente. Preparación de temas de clase por parte de los estudiantes Realización constante de actividades complementarias y evaluativos. Revisiones bibliográficas con ayuda de internet, lecturas previas, realización de plenarias en donde se fomente el debate y argumentación, teniendo en cuenta situaciones reales de tiempo y espacio. Realización de talleres y ejercicios. Elaboración de un proyecto en el transcurso del semestre acerca de temas de interés colectivo, con presentación de trabajo y exposición final. Visitas a Plantas de interés. Asesorías extraclase, uso del correo electrónico y grupos de discusión. Revisiones bibliográficas, fomentando el uso de internet. Criterios generales de evaluación: Realización de 3 (tres) parciales evaluativos 50% Controles evaluativos (Evaluaciones de lecturas, discusiones en clase) 20% Trabajo desarrollado durante el semestre 30% TOTAL 100% Bibliografía: Balance de Materia y Energía, G.V Reklaitis, Ed McGraw-Hill, 1989 Principios de los procesos químicos. Hougen, Watson, Ragatz, parte I, Ed. Reverte, 1982 Balances de Materia y Energía, Himmelblau, David. Ed. Prentice may, Principios básicos y cálculos de Ingeniería Química, Himmelblau, David, sexta edición, Ed. Prentice may, 1997 Problemas de Balance de Materia y Energía en la Industria Alimentaria. Valiente Antonio, Ed. Limusa, 2001 Manual de datos para Ingeniería de Alimentos. George D. Hayes. Editorial Acribia. Zaragoza HANDBOOK OF FOOD ENGINEERING. Dennis R. Heldman, Daryl B. Lund. Ed. Marcel Dekker, New YorK, Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. Christie J. Geankoplis. Compañía editorial Continental, S. A. De México, 1982.

4 Plan calendario: BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA Tema Actividades independientes previas Actividades presenciales Actividades independientes posteriores Total Actividad Documento Hora Actividad Horas Actividad Documento Horas horas Unidad 1. Presentación degl curso Fotocopiar Programa y plan de Clase magistral 1 1 programa de la asignatura la asignatura y plan calendario Conservación De la meateria, fundamentos Repaso ecuaciones diferenciales, métodos gráficos Unidad 2. Sistemas no reaccionantes en una sola etapa Sistemas no Lectura Internet, reaccionantes en aplicada Bibliografía múltiples etapas Primer Parcial Preparación Bibliografía, apuntes Unidad 3. Sistemas reaccionantes en una sola etapa Bibliografía 6 Clase magistral 5 Ejercicios Bibliografía 4 15 Clase magistral 5 Ejercicios Bibliografía Clase magistral, quiz acerca de la lectura. 4 Realización parcial IX-23 9 Ejercicios Bibliografía Clase magistral 4 Ejercicios Bibliografía 4 8 Sistemas reaccionantes en etapas múltiples Clase magistral 3 ejercicios Bibliografía 6 9 Balances de materia en Lecturas Bibliografía, 5 Clase magistral, 7 Ejercicios Bibliografía 4 16 procesos de aplicadas a Internet o quiz y/o debate combustión. la unidad empresas Unidad 4 Gases ideales, presión Lecturas Bibliografía 2 Clase magistral, 7 Ejercicios, carta Bibliografía 7 16 de vapor, humedad y aplicadas saturación quiz, debate psicrométrica Segundo parcial Preparación Bibliografía, 4 Realización 3 7 del parcial ejercicios, apuntes parcial, X-28 Unidad 5. Fundamentos, ecuación Clase magistral 8 Ejercicios Bibliografía 3 11

5 5 general, balances de energía y de calor Unidad 6. Calores de reacción, de formación y de combustión, capacidades caloríficas de los gases, ecuaciones empíricas, capacidades caloríficas de líquidos y disoluciones, calores latentes Unidad 7. Balances de energía en una sola etapa y en etapas múltiples, Balances combinados Tercer parcial Trabajo semestral Visita Industrial Lecturas previas Lecturas previas Preparación del parcial Preparación trabajo y exposición Lectura guía de visita Bibliografía 6 Clase magistral, quiz, discusión en clase 8 Ejercicios Bibliografía 4 18 Bibliografía 4 Clase magistral 7 Ejercicios Bibliografía 4 15 Bibliografía y 3 Realización del 3 6 apuntes parcial XII-02 Bibliografía 20 Sustentación 5 25 Guía Visita Industrial 4 Preparación de Plenaria de 2 6 informe de visita visita TOTAL 61 TOTAL 80 TOTAL Créditos 4