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Universidad Austral de Chile Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (ICYTAL) Asignatura : Ingeniería de Procesos III (ITCL 234) Profesor : Elton F. Morales Blancas

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MÉTODOS DE CÁLCULO Y EVALUACIÓN DE PROCESOS TÉRMICOS:

MÉTODOS FÓRMULA

Curvas de Calentamiento y Enfriamiento - Ecuaciones

Todos los métodos fórmula (Método de Ball, Método de Stumbo, y Método de Hayakawa) están basados en la Ecuación de la Capacidad Calorífica Global (NBi < 0.1). Así, la temperatura en el interior del tarro (punto más frío) se puede describir con la siguiente ecuación:

ln

R

R i

T T U A tT T V Cpρ⎛ ⎞− −

=⎜ ⎟−⎝ ⎠

log 2.303

R

R i

T T U A tT T V Cpρ⎛ ⎞− −

=⎜ ⎟−⎝ ⎠

definiendo:

1 2.303 h

U Af V Cpρ=

y, considerando sólo la porción recta de la curva de calentamiento, se tiene:

1 log - R

R pih h

T T tT T f⎛ ⎞−

=⎜ ⎟⎜ ⎟−⎝ ⎠


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donde: Tih = Temperatura inicial del producto en la etapa de calentamiento Tpih = Temperatura pseudo inicial del producto en la etapa de calentamiento. Se

halla de la intersección de la prolongación recta de la curva de calentamiento con el tiempo cero corregido.

TR = Temperatura de retorta o autoclave conocido también como la temperatura

de trabajo del autoclave. jh = Factor de retraso de la etapa de calentamiento. fh = Tiempo requerido para que la porción recta de la curva de calentamiento

pase un ciclo logarítmico y es numéricamente igual a la inversa de la pendiente.

CUT = Come-up time, tiempo de subida de la retorta, es decir, es el tiempo que se

demora la retorta en llegar a la temperatura de trabajo (TR). Se ha establecido que el 42% del CUT tiene efecto letal.

0’ = Cero corregido, y corresponde al 0.58 del CUT. Tg = Temperatura máxima que alcanza el tarro en su punto más frío durante el

proceso. Viene a ser la temperatura final de calentamiento e inicial del enfriamiento.

g = TR - Tg

tg = tiempo a la Tg

B = En la práctica es el tiempo medido desde que el punto donde la retorta alcanza la

temperatura de trabajo.


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donde: Tic = Temperatura inicial del producto en la etapa de enfriamiento Tpic = Temperatura pseudo inicial del producto en la etapa de enfriamiento. Se halla de

la intersección de la prolongación recta de la curva de enfriamiento con el tiempo inicial de esta etapa (tg).

TW = Temperatura del medio de enfriamiento. jc = Factor de retraso de la etapa de enfriamiento. fc = Tiempo requerido para que la porción recta de la curva de enfriamiento pase un

ciclo logarítmico y es numéricamente igual a la inversa de la pendiente.


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SOLUCIÓN:

ETAPA DE CALENTAMIENTO

Para los datos de la etapa de calentamiento, graficando en un papel semilogarítmico (TR – T) versus t se tiene lo siguiente


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Rotar 180 º el papel semilogarítmico y cambio de Escala de la siguiente manera:

graficando en un papel semilogarítmico T versus t se tiene lo siguiente


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ETAPA DE ENFRIAMIENTO

Para los datos de la etapa de enfriamiento, graficando también en un papel semilogarítmico (T – TW ) versus t se tiene lo siguiente


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Rotar 180 º el papel semilogarítmico y cambio de Escala de la siguiente manera:

graficando en un papel semilogarítmico T versus t se tiene lo siguiente


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