Termodinamica

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene como propósito que los estudiantes mediante un trabajo en grupo den aplicación a los conocimientos adquiridos mediante el estudio de los conceptos termodinámicos, para realizar cálculos termodinámicos para el proceso de elaboración de un producto a nivel industrial, del campo o casero que sea exequible a los integrantes del grupo para reproducirlo o evaluarlo.

Al estudiar un proceso, ya sea físico o químico, es necesario acotarlo en el espacio. Un sistema termodinámico es una parte del universo que es separada arbitrariamente del resto mediante límites definidos para hacerla objeto de alguna investigación.

Como ya se ha realizado un recorrido experimental por todo el modulo del curso de Termodinámica, y en cual se ha evidenciado el aprendizaje significativo por medio de los trabajos en pequeño grupo colaborativo, en el presente trabajo final o proyecto hallaremos un taller con énfasis en relacionar y plasmar en forma escrita lo aprendido durante el semestre, en el cual iniciaremos por definir un tema en concreto mediante una lluvia de ideas de todos los integrantes del grupo, luego pasaremos a desarrollar una serie de pasos para definir los diferente procesos termodinámicos, los consumos de consumos energéticos del proceso a analizar, cálculos del trabajo del mismo, cálculos de cambio de entropía y los ciclos termodinámicos. Esto con el fin de consolidar lo aprendido y desarrollar de forma experimental los cálculos termodinámicos de un proceso.

OBJETIVOS

-Objetivo General

Aprender a trabajar en grupo colaborativo y definir los diferentes cálculos termodinámicos de un proceso.

-Objetivos Específicos

• Desarrollar un trabajo colaborativo Final con el aporte de todos los participantes del curso.

• Determinar que Sistemas termodinámicos se hacen presentes en el proceso de la elaboración de mermelada de guayaba.

• Realizar cálculos de consumo energético del proceso.

• Determinar los cálculos del trabajo para la elaboración del proceso.

• Calcular el cambio de entropía del proceso.

• Determinar los ciclos termodinámicos que se emplearon el proceso.

PREPARACION DE LA MERMELADA

PROCESO DE ELABORACIÓN

1.- Proceso de elaboración.

Un sistema ideal de producción es aquel en el que se puede mantener un continuo fluir de Las materias primas hasta lograr el producto final. Esta continuidad debe aplicarse lo mismo al tiempo que al espacio; es decir, las diferentes fases de la producción deben estar tan estrechamente enlazadas como sea posible.

Proceso de elaboración.

En la anterior figura se muestran las distintas fases que compondrán el proceso de fabricación. El número de fases son tres, en la fase 1 se realiza la elaboración de la mermelada propiamente dicha desde el mezclado hasta que la mermelada está lista para ser envasada. En La fase 2 se manipulan los envases y se lleva a cabo de una forma paralela a la elaboración de la mermelada. Finalmente las fases 1 y 2 convergen en la fase 3, en la cual se realiza, desde el envasado del producto hasta la expedición de la mermelada.

Descripción del proceso.

A continuación se describen las características de los distintos procesos indicados.

ELABORACION DE LA MERMELADA

MEZCLA DE INGREDIENTES

Los distintos ingredientes a excepción de la fruta, son transportados y dosificados en su medida correspondiente por un alimentador, la pectina y el ácido desde sus respectivos bidones y el azúcar desde un silo, hasta los mezcladores. Los bidones de fruta, son colocados sobre una cinta transportadora y al final de la misma, se dispondrá de un dispositivo automático para volcar el bidón, introduciéndose el contenido en una tolva, que a su vez alimenta a un transportador de hélices con capacidad para transportar 2.500 kg/h.

Las materias primas son mezclados en dos tanques horizontales de acero inoxidables provistos de hélices opuestas de agitación, de tal forma que para que la línea sea continua, el proceso se realiza alternativamente, mientras uno de los tanques está alimentando la línea, en el otro se está llevando a cabo la mezcla. La agitación de la mezcla de ingredientes es suave, no rompiéndose los trozos de fruta.

El caudal previsto es igual al sumatorio de todos los ingredientes, igual a unos 5.000Kg/h, para ello se instalarán dos mezcladores que se encargarán de llevar a cabo la mezcla de 2.500 kg/h cada uno.Para que la mezcla sea realizada de la forma más homogénea posible en los tanques de mezcla se llevará a cabo un precalentamiento de unos 60ºC.

PRIMERA COCION

La mezcla es enviada por medio de una bomba lobular a un calentador de paletas

rascadoras donde se eleva la temperatura hasta 90-95º, temperatura suficientemente elevadapara el tratamiento de este producto, ya que éste tiene un pH inferior a 4’5. Se ha elegido estetipo de bomba, ya que no rompe los trozos de fruta, su funcionamiento será de la siguientemanera; se alimentará alternativamente de los dos tanques de mezcla, así siempre habrá untanque alimentando a la línea. El caudal teórico previsto con el que se alimenta ésta es igual aunos 5.000 kg/h.El calentador es un cilindro de diseño vertical, donde hay un eje central con paletasrascadoras. Por otra parte el fluido de calefacción (vapor), entra por arriba a una camisaconcéntrica a la cámara de producto, con lo que lo calienta. El producto sale por arribacalentado a 95ºC. La transmisión de calor del vapor al producto se ve favorecida por la agitación y rascado de las paletas. La velocidad de giro de las paletas es de unas 200 rpm (según la bibliografía consultada) para no dañar los trozos de fruta.

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