PROGRAMA ANALITICO DE LA ASIGNATURA

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1 PROGRAMA ANALITICO DE LA ASIGNATURA

2 IAL PROCESOS UNITARIOS III PROGRAMA ANALITICO DE ASIGNATURA OPERACIONES UNITARIAS III IDENTIFICACIÓN NOMBRE DE LA ASIGNATURA OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERIA DE ALIMENTOS III VIGENCIA 2004 CODIGO IAL NOMBRE PROFESOR JUSTIFICACIÓN PRE- REQ. DEL IAL 255 OPE.UNI II HTS 4 HPS ING. CIPRIAN LAPACA Z. 3 THM 112 CRED. 6 SEMESTRE 9 La asignatura tiene por objeto el estudio de los Procesos de Separación basados en la transferencia simultánea de masa y energía, mediante métodos que no impliquen reacciones químicas, con el fin proyectar en forma óptima y económica los diferentes procesos en la moderna Industria Alimentaría tomando en cuenta un desarrollo sostenible. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA.- Al finalizar la asignatura el estudiante deberá ser capaz de: Diseñar equipos para procesos que impliquen transferencia simultanea de masa y energía, a nivel productivo, aplicando balances de masa, energía y mecanismos de transferencia de calor, con el fin de determinar las condiciones optimas de operación de equipos y satisfacer las necesidades de la moderna industria agroalimentaria. CONTENIDO GENERAL Cristalización. Nucleación primaria y secundaría. Balances de masa y energía. Extracción Sólido-líquido. Extracción en una sola etapa y en múltiples etapas, Balances de masa. Humidificación. Psicrometría. Torres de enfriamiento de agua.- Destilación. Relaciones de Equilibrio Vapor-Líquido. Destilación con reflujo. Método de McCabe-Thiele. Destilación Fraccionada. Método de Entalpía-Concentración. - Adsorción. Isotermas de adsorción. Operación por etapas y por contacto continuo.- Intercambio Iónico. Curva de avance y punto de ruptura. Aplicación industrial del proceso.- Simulación mediante Computadora. Prácticas de Laboratorio. CONTENIDO TEMÁTICO UNIDAD No. I.-

3 DISPONIBILIDAD DE TIEMPO: 18 HORAS. OPERACIONES LÍQUIDO SÓLIDO CON TRANSFERENCIA DE MASA Y ENERGÍA OBJETIVO DE LA UNIDAD.- Diseñar equipos para Cristalización a nivel productivo, para obtener cristales puros desde una solución líquida, y encarar áreas nuevas y complejas de los procesos con transferencia simultanea de masa y calor que representan gran interés para el desarrollo de la moderna industria agroalimentaria. 1.- CRISTALIZACIÓN Y EQUIPOS Teoría de la cristalización. Teorías de la nucleación Solubilidad de equilibrio en la cristalización Balances de masa y energía en la cristalización Equipos para la cristalización en la industria de alimentos. UNIDAD No. II.- DISPONIBILIDAD DE TIEMPO: 18 HORAS. OPERACIONES SÓLIDO LÍQUIDO CON TRANSFERENCIA DE MASA. OBJETIVO DE LA UNIDAD.- Diseñar extractores sólido-liquido, a nivel productivo, para encarar áreas nuevas y complejas de los procesos de lixiviación con transferencia de masa que representan gran interés para la moderna industria alimentaría EXTRACCIÓN SÓLIDO-LIQUIDO Relaciones de equilibrio Métodos de cálculo Lixiviación en una sola etapa Lixiviación múltiple en contracorriente. Método de McCabe y Smith. Método gráfico. UNIDAD No. III.- DISPONIBILIDAD DE TIEMPO: 28 HORAS. OPERACIONES LIQUIDO GAS CON TRANSFERENCIA SIMULTANEA DE MASA Y ENERGÍA. OBJETIVO DE LA UNIDAD.- Diseñar Torres de enfriamiento de agua por contacto directo con aire, a nivel productivo, además controlar la humedad presente dentro un espacio para encarar áreas nuevas y complejas de los procesos con transferencia simultanea de masa y energía que representan gran interés para la moderna industria de alimentos. 1.- HUMIDIFICACIÓN Y DISEÑO DE TORRES DE ENFRIAMIENTO Relaciones de fase y definiciones Diagrama Psicrométrico y su manejo Torres de enfriamiento de agua de tiro natural y tiro mecánico Diseño de torres de enfriamiento de agua Condiciones óptimas de funcionamiento de las torres de enfriamiento de agua. UNIDAD No IV.-

4 DISPONIBILIDAD DE TIEMPO: 27 HORAS. OPERACIONES LÍQUIDO VAPOR CON TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR CON CAMBIO DE FASE. OBJETIVO DE LA UNIDAD.- Diseñar equipos de destilación, a nivel productivo, para separar componentes de una solución líquida, y satisfacer en forma óptima las necesidades de la moderna industria de alimentos. 1.- DESTILACIÓN Relaciones de equilibrio vapor-liquido Destilación continua con reflujo. Método de McCabe-Thiele. Eficiencia de los platos en la destilación Destilación continua por método de Entalpía-Concentración. 4 UNIDAD No V.- DISPONIBILIDAD DE TIEMPO: 21 HORAS. OPERACIONES FLUIDO SÓLIDO CON TRANSFERENCIA DE MASA Y CALOR OBJETIVO DE LA UNIDAD.- Diseñar equipos para procesos que impliquen transferencia simultanea de masa y calor(adsorción e Intercambio Iónico), a nivel productivo, aplicando balances de masa y energía, para eliminar impurezas desagradables de soluciones, ablandamiento de aguas, purificación de aguas residuales, separar componentes valiosos de una solución, y satisfacer en forma óptima las necesidades de la moderna industria agroalimentaria. 1.- ADSORCIÓN Relaciones de fase y definiciones Isotermas de Adsorción Operaciones de adsorción por etapas. Adsorción por contacto y filtración. Balances de masa y energía Operaciones por contacto continuo. Adsorción en lechos porosos en estado transitorio. Adsorción de dos componentes. Fraccionamiento Diseño y selección de equipos de adsorción. 2.- INTERCAMBIO IÓNICO Mecanismos del Intercambio Iónico Curva de avance y punto de ruptura Aplicaciones del intercambio iónico en la industria Diseño de columnas de lecho fijo para intercambio iónico Simulación mediante computadora de procesos con transferencia simultanea de masa y calor. CRONOGRAMA Las formas de enseñanza utilizadas en la asignatura son los siguientes: Conferencia 60 Horas / semestre. Clase práctica 34 Horas / semestre.

5 Practica de Laboratorio 18 Horas / semestre. METODOLOGIA Métodos de enseñanza.- Los métodos de enseñanza utilizados en la asignatura son los siguientes: Expositivo-Deductivo. 5 Actividad Conjunta. Problémico. Trabajo de Laboratorio. Medios de enseñanza.- Los medios de enseñanza utilizados en la asignatura son los siguientes: Pizarra acrílica VHS y VCD. Texto de la Asignatura. Internet. Multimedia. Equipos de Laboratorio. Visitas a las Industrias. EVALUACION Tipo de Evaluación Número Forma Ponderación Evaluación Parcial 2 Escrito 50% Evaluación Final 3 Escrito 35% EXPOCIENCIA y Visita industrial 3 informe 15% BIBLIOGRAFIA 1.- Foust, A. S.; Wenzel, L.A.; Clump, C. W.; Maus, L., y Andersen, L. B.: PRINCIPÍOS DE OPERACIONES UNITARIAS, Segunda Edición, Compañía Editorial Continental S.A., México, (1996).* 2.- Geankoplis, C. J., PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS, Tercera Edición en español, Compañía Editorial Continental S.A. de C.V., Madrid, (1998).*6 3.- King, C. Judson; PROCESOS DE SEPARACIÓN, Editorial Reverté S.A.; Barcelona, (1990). 4.- McCabe, W.L.; Smith, J.C., y Harriott, P., OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERIA QUIMICA, Cuarta Edición, McGraw-Hill Interamericana de España S.A., Madrid, (1996). 5.- Ocon, G. J. y Tojo, B. G.; PROBLEMAS DE INGENIERIA QUÍMICA, TOMOS I y II, Editorial Aguilar, Madrid, (1978). 6.- Pavlov, Romankov, Noskov; PROBLEMAS Y EJEMPLOS PARA EL CURSO DE OPERACIONES BÁSICAS Y APARATOS EN TECNOLOGÍA QUÍMICA; Editorial MIR; Moscú; (1988). 7.- Sawistowski H. y Smith W., MÉTODOS DE CALCULO EN LOS PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE MASA, Editorial Alambra S.A., Madrid, (1967). 8.- Treybal, Robert R., OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA, Segunda Edición, Editorial McGraw-Hill de México S.A., México, (1987).* * Libros de lectura obligatoria Santa Cruz de la Sierra,.de.de 2006