Informe de Visita Industrial panda

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FACULTAD DE TECNOLOGIA

QUIMICA INDUSTRIAL

VISITA INDUSTRIAL (INAL LTDA HELADOS PANDA)

1. OB OBJE JETI TIVO VO GE GENE NERA RAL L •

Conocer el proceso y la intervención de las operaciones unitarias.

2. OB OBJE JETI TIVO VO ESPE ESPECI CIFI FICO COS S • •

Analizar y comprender los diferentes diferentes procesos realizado realizado en la fábrica. Realizar el estudio de las operaciones unitarias empleadas en cada sector de la industria.

3. FU FUNDA NDAME MENT NTO O TEO TEORIC RICO O •

torres de enfriamiento

Las Las torr torres es de enfr enfria iami mien ento to es una una inst instal alac ació ión n que que extra extrae e calo calorr del del agua agua mediante avaporacion o conducción. Tienen como finalidad enfriar una corriente de agua por vaporización parcial de esta con el consiguiente consiguiente intercambio de calor sensible sensible de una corriente de aire seco y frio que sircula por el mismo aparato. uncionamiento de la torre de enfriamiento !n las torres de enfriamiento se consigue disminuir la temperatura del agua caliente que proviene de un circuito de refrigeración mediante la trasferencia de calor y material al aire que circula por el interior de la torre. !l agua entra entra en la torre por la parte superior superior y e distribuye distribuye uniformeme uniformemente nte sobre sobre el rellen relleno o utiliza utilizando ndo pulver pulveriza izador dores. es. "e esta esta forma# forma# se consig consigue ue un contacto óptimo entre el agua y el aire atmosf$rico. Torres por tiro forzado !n estas se utilizan ventiladores para producir la circulación del aire. %i el ventilador está situado en la parte superior de la torre se denomina de &tiro inducido' y si está en el fondo &de tiro forzado'.

OPER OPERA ACION CIONES ES UNIT UNITAR ARIA IAS S

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BANCO DE HIELO (n banco de )ielo se encarga de recibir y acumular )ielo que será utilizado en procesos de enfriamiento. !l agua en el banco de )ielo debe estar de *+ a*, -C Lo que )ace el banco de )ielo es acumular fro durante el tiempo que el proceso industrial no requiere de agua fra. (na vez que )a acumulado el fro se forma )ielo para que# cuando se necesite# una bomba de agua )aga recircular el agua fra y permita combatir las altas temperaturas.

!n t$rminos generales# los bancos de )ielo tienen dos f ormas de operar/

0. (n fluido refrigerante circula dentro de la tubera de flu1o de agua# al reducir la temperatura se forma )ielo en las paredes exteriores de los tubos.

(na vez que se activa la bomba del agua para que esta fluya por la tubera se produce un c)oque t$rmico# la temperatura comparativamente más alta del agua que fluye provoca el derretimiento del )ielo formado OPERACIONES UNITARIAS

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en las paredes exteriores# lo que da como resultado el enfriamiento del agua. +. !n esta opción el agente refrigerante permanece estático y no se produce el derretimiento del )ielo ni el proceso de enfriamiento )asta que el agua comienza a circular por la tubera. ase de enfriamiento o de fusión/

!n el fondo del tanque se instala un circuito para la distribución del agua procedente de consumo# con el fin de para garantizar una fusión regular del )ielo acumulado. Adicionalmente )ay otra red de conductor para el aire de agitación con la misión de provocar fuerte turbulencia en el tanque. Con ello se consigue aumentar la transferencia de calor y ba1as temperaturas del agua )elada en la salida )acia consumo. La agitación del aire funciona solamente cuando se requiere. %e asegura la máxima potencia de extracción a ba1as temperaturas gracias a la casi constante superficie exterior del )ielo prácticamente )asta el final de su total fusión. CALDEROS (na caldera es una máquina que está dise2ada parar generar vapor saturado# a trav$s de una trasferencia de vapor a presión constate# en el cual el fluido originalmente en estado lquido se calienta y cambia de estado. Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor en las cuales se produce un cambio de fase.

OPERACIONES UNITARIAS

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CLA%33CAC345 "! L4% CAL"!R4% A6 7or la disposición de los fluidos *de tubos de agua 8acuatubulares6


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CLA%33CAC345 "! L4% CAL"!R4% a6 7or la disposición de los fluidos *de tubos de agua 8acuotubulares6 *de tubos de )umo 8pirotubulares6. b6 por la circulación de agua *circulación natural *circulación forzada c6 por el combustible empleado *de carbón mineral *de combustible liquido *de combustible gaseoso


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e6 por la presión de traba1o

*subcritico "e ba1a presión p9 +: ;g? ;g
(n compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y

desplazar

cierto tipo de fluidos

llamados compresibles#

tal

como gases y los vapores. !sto se realiza a trav$s de un intercambio de energa entre la máquina y el fluido en el cual el traba1o e1ercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por $l convirti$ndose en energa de flu1o# aumentando su presión y energa cin$tica impulsándola a fluir. Al igual que las bombas# los compresores tambi$n desplazan fluidos# pero a diferencia de las primeras que son máquinas )idráulicas# $stos son máquinas t$rmicas# ya que su fluido de traba1o es compresible# sufre un cambio apreciable de densidad y# generalmente# tambi$n de temperatura@ a diferencia de los ventiladores y los sopladores# los cuales impulsan fluidos compresibles# pero no aumentan su presión# densidad o temperatura de manera considerable.

!l compresor toma aire de la atmósfera# lo comprimen para realizar un traba1o y lo regresan para ser reutilizado. !l aire comprimido posee una gran energa potencial# ya que si eliminamos la presión exterior# se expandirá rápidamente. !l control de esta fuerza expansiva proporciona la fuerza motriz de muc)as. Agua de p!"e#! !s someter al lquido a una serie procedimientos# que en el ámbito de la ingeniera de procesos se denominan operaciones y procesos unitarios# los


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cuales permiten modificar las caractersticas fsicas# qumicas y biológicas# para llevarlas a un estándar de calidad. 7ozo profundo de agua 7ara una perforación se debe tomar en cuenta el estudio geofsico !ste consiste en evaluar las caractersticas geo )idrológicas del subsuelo# la finalidad especifica del estudio consiste en determinar las posibilidades de explotación del agua del subsuelo# por medio de un pozo profundo con base en lo anterior# localizar el me1or sitio para llevar a cabo la perforación de dic)o pozo# proponiendo la profundidad y los diámetros a los cuales deberán programarse la obra. 7ara esto se utilizara T(!R3A ranurada que es la permite el paso del agua )acia la construcción del pozo profundo de agua generalmente se utilizan diámetros entre B a 0? de diámetro. !quipo de bombeo !n los aforos se emplean tradicionalmente bombas tipo turbina y más recientemente bombas tipo sumergibles siempre y cuando sean capaces de alcanzar diversidad en sus velocidades# por lo general entre D:: R.7.E. y +::: R.7.E. 7ara la turbina@ +B:: R.7.E. y ,F:: R.7.E. para los sumergibles la columna debe tener la longitud necesaria para que la bomba no succione aire al abatirse el nivel dinámico. Además de la bomba se debe contar con un tacómetro de contacto# una sonda# preferentemente el$ctrica# con cable suficiente# y un dispositivo de medición de caudal entre otros. 7rocesos de 7urificación de Agua !l agua es extrada desde un pozo profundo y llega al tanque de retención. 0.

!l agua se mantiene en el tanque clorada# despu$s pasa por el proceso

de purificación. +.

!l primer filtro por donde pasa el agua es el iltro de grava y arena 806/

este se encarga de reducir la velocidad del agua y la distribuye uniformemente para ir capturando y eliminando todos g$rmenes vivos y contaminantes


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orgánicos e inorgánicos el agua sigue pasando por los tubos de descarga ya filtrada para pasar al siguiente filtro. !n las cargas del filtro de grava y arena se quedan todos los contaminantes retenidos ya que esta es su función# para mantenerse limpios los tanques se retrolavan cada cierto tiempo para seguir teniendo capacidad de filtración tomando en cuenta que las cargas tambi$n se desgastan pues tienen un periodo de vida despu$s del cual se tienen que cambiar las cargas. ,. !l segundo tanque es el de Carbón Activado 8+6/ este se encarga de eliminar el cloro libre contenido en el agua# elimina )erbicidas y pesticidas# desodoriza todo

tipo de

olores orgánicos

e

inorgánicos y

continGa

eliminando

contaminantes y rastros de )idrocarburo que se puedan encontrar tambi$n ayuda a la decloración del agua para conseguir un agua incolora. H elimina el mal sabor del agua y luego la enva al siguiente filtro. ?. !l tercer paso son los iltros %uavizadores 8,6/ que se encargan de eliminar sales y minerales elevadas )aciendo el agua más suave y ligera permitiendo as que el agua se digiera más fácil. F. !l siguiente es el iltro 7ulidor 8?6 que se encarga de complementar el tratamiento reteniendo cualquier clase de substancia que )aya quedado en el agua


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La pa#$eu%&a"%'(


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Las pasteurización consiste en el tratamiento t$rmico de medios 8normalmente fluidos alimentarios6 para la eliminación de las bacterias que contienen. "ic)o proceso de pasteurización se puede realizar con intercambiadores de calor de placas de varias secciones as como intercambiadores tubulares. Las venta1as de realizar el proceso de pasteurización con intercambiadores de calor de placas residen en/

* Eenor inversión inicial

* Eenor consumo de auxiliares 8vapor# glicol# etc.6

* Eenor espacio necesario para la instalación

Los fluidos alimentarios sobre los que realiza el proceso de pasterización son muy variados# destacando/ Lec)e y todo tipo de productos lácteos# cerveza# todo tipo de zumos * naran1a# manzana# pera# tomate# bebidas carbonatadas# etc.

* a 0?,-C6.

!n ambos casos 8pasteurización * esterilización6 se emplean intercambiadores de calor de placas de varias secciones# destacando siempre el uso de secciones regenerativas o recuperadores de calor 8el fluido frio se precalienta con el saliente ya pasteurizado6 donde se pueden llegar a alcanzar eficiencias t$rmicas de )asta el DI J 7roceso de pasteurización/ !xisten tres tipos de procesos bien diferenciados/ pasteurización KAT o lenta# pasteurización

a

altas

temperaturas

8T%T# ig) Temperature<%)ort Time6

y

durante proceso

un a

breve

altas

perodo

temperaturas

8(T# (ltra*ig)Temperature6.


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7roceso KAT ue el primer m$todo de pasteurización# aunque la industria alimentaria lo )a ido renovando por otros sistemas más eficaces. !l proceso consiste en calentar grandes cantidades de lec)e en un recipiente estanco a >, MC durante ,: minutos# para luego de1ar enfriar lentamente. "ebe pasar muc)o tiempo para continuar con el proceso de envasado del producto# a veces más de +? )oras. 7roceso T%T !ste m$todo es el empleado en los lquidos a granel# como la lec)e# los zumos de fruta# la cerveza# etc. 7or regla general# es el más conveniente# ya que expone al alimento a altas temperaturas durante un perodo breve y además se necesita poco equipamiento industrial para poder realizarlo# reduciendo de esta manera los costes de mantenimiento de equipos. !ntre las desventa1as del proceso está la necesidad de contar con personal altamente cualificado para la realización de este traba1o# que necesita controles estrictos durante todo el proceso de producción. !xisten dos m$todos distintos ba1o la categora de pasteurización T%T/ en Nbatc)N 8o lotes6 y en Nflu1o continuoN. 7ara ambos m$todos la temperatura es la misma 8I+ MC durante 0F segundos6. •

!n el proceso Nbatc)N una gran cantidad de lec)e se calienta en un recipiente estanco 8autoclave industrial6. !s un m$todo empleado )oy en da sobre todo por los peque2os productores debido a que es un proceso más sencillo.

•

!n el proceso de Nflu1o continuoN# el alimento se )ace circular entre dos placas de metal# tambi$n denominadas intercambiador de calor de placas o de forma tubular 87!6.D !ste m$todo es el más aplicado por la industria alimentaria a gran escala# ya que permite realizar la pasteurización de grandes cantidades de alimento en relativamente poco tiempo.


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!squema de un intercambiador de calor de placas# comGn en el calentamiento y enfriamiento de lquidos alimentarios. 7roceso (T !l proceso (T es de flu1o continuo y mantiene la lec)e a una temperatura superior más alta que la empleada en el proceso T%T# y puede rondar los 0,B MC durante un perodo de al menos dos segundos.

"ebido a este muy breve periodo de exposición# se produce una mnima degradación del alimento. La lec)e cuando se etiqueta como NpasteurizadaN generalmente se )a tratado con el proceso T%T# mientras que la lec)e etiquetada como Nultra pasteurizadaN o simplemente N(TN# se debe entender que )a sido tratada por el m$todo (T. I($e"a)*%ad! de "a+! (n intercambiador de calor es un dispositivo dise2ado para transferir calor entre dos medios# que est$n separados por una barrera o que se encuentren en contacto.

Los mecanismos básicos de transferencia de calor son/ conducción convección y radiación# en la industria lec)era los mecanismos más utilizados son de


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convección y de conducción en donde intervienen las operaciones de calentamiento y enfriamiento. %on parte esencial en los dispositivos de calefacción# refrigeración o acondicionamiento de aire# producción de energa y procesamiento. Categoras/ •

Regeneradores.* %on intercambiadores donde un fluido caliente fluye a trav$s del mismo espacio seguido de un frio en forma alternada# con tan poca mezcla fsica como sea posible entre las dos corrientes. La superficie# que alternativamente recibe y luego libera la energa t$rmica# es muy importante en este dispositivo.

•

3ntercambiadores de tipo abierto.* son dispositivos en la que las corrientes de fluido de entrada fluye )acia una cámara abierta y ocurre una mezcla fsica completa de las corrientes# las corrientes caliente y fra que entran por separado a este intercambiador salen mezcladas en una sola.

•

3ntercambiadores de los tipos cerrados o recuperadores.* son aquellos en los cuales ocurre una transferencia de calor entre dos corrientes fluidas que no se mezclen o tengan contacto entre si. Las corrientes del fluido que están involucradas en esa forma están separadas entre s por unas pare de tubo# o por cualquier otra superficie que por estar involucrada en el camino de la transferencia de calor


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4peraciones/   •

Transferencia de calor Oradiente de temperatura

omogenizador

!n la elaboración de alimentos la )omogenización se define como la mezcla y el refinamiento de los lquidos de alimentación ba1o una acción de presión# de un impacto fuerte y de la expansión provocada por la p$rdida de presión subsecuente. "e esta materia el material lquido se puede mezclar de una manera más uniforme.

7or e1emplo en la elaboración d productos lácteos# la lec)e podra ser más blanca cuando las partculas de grasa que )an colisionado dentro del )omogeneizador )acia tama2os más peque2os.8de > micras a +.F micras o , micras6 A trav$s de la )omogenización de la lec)e# los gránulos de grasa en estas se estallan en tama2os más peque2os. La lec)e )omogenizada es fácil de digerirse y absorber. Kenta1as/


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•

%e puede notar que existe una gruesa capa de mantequilla flotando en

•

la superficie de la lec)e producida por las compa2as regulares. !ste efecto se consigue mediante la )omogenización "e la lec)e A trav$s de esta los glóbulos de grasa en la lec)e pueden ser rotos en

•

tama2os más peque2os# las partculas de casena se )acen más •

•

peque2as# estos disminuirá la formación de nata. La lec)e )omogenizada podra ser menos cremosa pero más nutritiva y deliciosa. elados s)erbet o sorbete

!l sorbete 8a veces denominado tambi$n como sorbeto6 es un postre )elado# que se diferencia del )elado por no contener ingredientes grasos# además de no incluir yema de )uevo. 7or esta razón su textura resulta menos firme# más lquida y menos cremosa que el )elado. 

!xtracción por arrastre de vapor

La extracción por arrastre de vapor

de agua

es uno de los

principales

procesos utilizados para la extracción de aceites esenciales.


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Los aceites esenciales

están constituidos

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qumicamente

por terpenoides

8mono terpenos# sequiterpenos6 y fenilpropanoides compuestos que son volátiles y por lo tanto arrastrables por vapor de agua.

,. OPERACIONES UNITARIAS

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OPERACIONES UNITARIAS Ciclo de Carnot invertido •

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QUIMICA INDUSTRIAL

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los procesos que se encuentran en la industrial Los procesos unitarios identificados en la industria son/ P Transferencia de calor P Oradiente de temperatura P 3ntercambiador de calor de placas P luidos. P calculo de capacidad de la bomba sumergible P calculo de diámetros de tubera. P Ciclo de Carnot invertido !ntre otros se encontraron balance de masa# etc

>. 3L3ORA3A  transferencia de calor olman  mecánica de fluidos Robert) Eott OPERACIONES UNITARIAS

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%)ames# 3. .# Eecánica de los fluidos. !d. del Castillo# %.A.# 0DI:. 7$rez Carrión# Q. E. y Kargas# L. !l agua. Calidad y tratamiento para Consumo )umano. Eanual 3# %erie iltración Rápida. 7rograma Regional 7!


(A!E. N7rogramas de estudio y manuales de prácticas de qumicaN !d. (A!E E$xico 80DD>6.


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