Trabajo De Operaciones Unitarias I

Integrantes:

Docente:

Universidad De CartagenaFacultad De Ingeniería

Programa De Ingeniería De Alimentos21 De febrero De 2012

TALLER

1. ¿Cómo se clasifican las operaciones unitarias según la propiedad que se transfiere? Explíquelas

o Por la cantidad de movimiento

Fluidización: Circulación de un fluido a través de un lecho de sólidos.

Filtración: Separación de un sólido suspendido en un fluido reteniéndolo en un medio filtrante de menor tamaño de poro que el sólido.

Microfiltración y Ultrafiltración: Separación de los componentes de una suspensión o disolución mediante el uso de membranas.

Ósmosis Inversa: Separación de un soluto de una solución mediante una membrana y aplicación de una presión superior a la presión osmótica y que se oponga a ésta. El disolvente atraviesa la membrana en dirección opuesta al gradiente de concentración, en un lado de la membrana se concentra el soluto y en el otro el disolvente.

Sedimentación: Separación de un sólido de una suspensión por diferencia de densidades entre el sólido y el líquido.

Centrifugación: Separación de un sólido de una suspensión o de dos líquidos de densidades diferentes por acción de una fuerza centrífuga.

Mezcla: Consisten en alcanzar una distribución uniforme de dos componentes. Si son líquidos esta operación se realiza por agitación. Si son sólidos se realiza por volteo, agitación, fluidización.

Emulsificación: Mezcla de dos líquidos inmiscibles, dispersándose uno de ellos (fase discontinua, dispersa o interna) en forma de pequeñas gotas o glóbulos en el otro (fase continua, dispersante o externa.

o Por transferencia de materia

Destilación: Separación de los componentes de una mezcla líquida o gaseosa mediante un vapor o líquido, respectivamente, generados por calefacción o enfriamiento de la mezcla original.

Lixiviación: Separación de los componentes de una mezcla sólida por contacto con un disolvente ajeno a la misma.Adsorción: Separación de los componentes de una mezcla fluida mediante un sólido adsorbente ajeno a la misma.

Intercambio Iónico: Separación de algunos de los iones de una disolución líquida mediante un sólido iónico que intercambia ciertos iones del mismo signo con aquéllos.

o Por transferencia de calor

Evaporación: Separación de una mezcla líquida mediante un vapor generado a partir de la misma por ebullición, que contiene los componentes más volátiles de aquélla.

Refrigeración: Enfriamiento de un sólido o líquido gracias al calor quitado por un fluido que cambia de fase líquida a gas. Este gas es comprimido, enfriado y expandido para que vuelva de nuevo a quitar calor al sistema.

Congelación: Reducción de la temperatura de un sólido o líquido por debajo del punto de congelación, con lo que una proporción elevada del agua que contiene cambia de fase formando cristales de hielo.

Escaldado: Tratamiento térmico de corta duración y a temperatura moderada (algunos minutos a 95-100 ºC).

Pasteurización: Tratamiento térmico de baja intensidad cuyo objetivo es la destrucción de la flora patógena y la reducción de la flora banal en los alimentos poco ácidos o conseguir una estabilización del producto en alimentos ácidos.

Esterilización: Tratamiento térmico de alta intensidad que consigue una suficiente destrucción de las floras patógena y banal, incluyendo las formas esporuladas, para que queden garantizadas la salud pública y que el producto sea suficientemente estable para permitir un almacenamiento de larga duración a temperatura ambiente.

o Por transferencia de materia y calor

Secado: Separación de un líquido que impregna un sólido, mediante un gas, normalmente aire, ajeno al mismo.

Cristalización: Separación de un componente de una disolución líquida mediante contacto con una fase sólida generada a partir de aquélla. Se basa en la diferencia de solubilidades.

Liofilización: Separación del líquido que impregna un sólido mediante su congelación y ulterior sublimación a vacío.

2. Explicar la ley de Henry, ley de Raoult, ANN, HDMS, trasferencia de calor en estado inestable, porque varía Deff, PVOD.

Ley de Henry: Enuncia que a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido. Matemáticamente se formula del siguiente modo:

C = H * PDonde:P: es la presión parcial del gas.C: es la concentración del gas.H: es la constante de Henry, que depende de la naturaleza del gas, la temperatura y el

líquido.

La ley de Henry se puede usar para determinar la presión parcial de un gas en el seno de un fluido.

Ley de Raoult: establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución.Si un soluto tiene una presión de vapor medible, la presión de vapor de su disolución siempre es menor que la del disolvente puro. De esta forma la relación entre la presión de vapor de la disolución y la presión de vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución. Esta relación entre ambos se formula mediante la Ley de Raoult mediante la cual: la presión parcial de un disolvente sobre una disolución P1 está dada por la presión de vapor del disolvente puro Po

1, multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución X1.

Es decir que la presión de vapor del soluto crece linealmente con su fracción molar. En una solución que sólo contenga soluto, se tiene que X1=1-X2, donde X2 es la fracción molar del soluto, pudiendo escribir la formulación de la ley como:

Se puede ver de esta forma que una disminución en la presión de vapor, ΔP es directamente proporcional a la concentración del soluto presente.

ANN: Las redes de neuronas artificiales (denominadas habitualmente como RNA o en inglés como: "ANN") son un paradigma de aprendizaje y procesamiento automático inspirado en la forma en que funciona el sistema nervioso de los animales. Se trata de un sistema de interconexión de neuronas en una red que colabora para producir un estímulo de salida.Las redes neuronales consisten en una simulación de las propiedades observadas en los sistemas neuronales biológicos a través de modelos matemáticos recreados mediante mecanismos artificiales (como un circuito integrado, un ordenador o un conjunto de válvulas). El objetivo es conseguir que las máquinas den respuestas similares a las que es capaz de dar el cerebro que se caracterizan por su generalización y su robustez.Una red neuronal se compone de unidades llamadas neuronas. Cada neurona recibe una serie de entradas a través de interconexiones y emite una salida.

HDMS: cuando se hace vacio durante todo el proceso de deshidratación osmótica (VDO), o pulsos de vacio (PVOD) ocurre, además el mecanismo difusional, el llamado mecanismo hidrodinámico (HDMS), que consiste en que el gas presente en los poros se expande y sale gradualmente. Una vez restaurada la presión del sistema, el gradiente de presión actúa como fuerza impulsora provocando la compresión del gas remanente y permitiendo que la disolución exterior ocupe dicho espacio y se aumente el área de contacto interfacial, causando un incremento en la transferencia de masa y por lo tanto una cinética más rápida.

Transferencia de calor en estado inestable: En el proceso de transferencia de calor en estado inestable o transitorio se caracteriza por que los fenómenos térmicos varían con el tiempo y la posición en el elemento o material. La difusividad térmica es una propiedad de los materiales que caracteriza los procesos de transferencia de calor de estado inestable. Por ejemplo, durante el frenado, el perfil de temperatura a través de un forro es transitorio, y por consiguiente, el flujo de calor está asociado a la difusividad térmica.

Deff: es la difusión efectiva de una sustancia a través de un sólido, que representa en si el promedio de las variaciones de la difusividad en tres direcciones coordenadas. El coeficiente de difusión aumenta con la temperatura.

PVOD: La deshidratación osmótica utilizando vacio es una técnica que consiste en el intercambio interno de gases ocluidos en la matriz de un producto por un liquido o solución escogida, en este proceso se aplica un sistema de vacío que promueve la impregnación de los capilares de los tejidos y cuando las presión atmosférica es restablecida los poros son extensamente inoculados con la solución externa y dependiendo del radio de compresión aplicado. Esto trae como consecuencia la disminución de la actividad de agua (Aw) del alimento, ya que si se utiliza una solución concentrada de soluto (solución osmótica), se obtiene un producto de humedad intermedia (AHI).

3. Demostrar las ecuaciones de difusión para pared, cilindro, esfera.

Ecuación de difusión de masa en una pared plana.Considere la posibilidad de una pared plana sólido (medio B) de la zona A, espesor L y densidad. El muro está sometido a ambas partes a diferentes concentraciones de una especie a la que es permeable. El límite de las superficies en x = 0 y x = L se encuentran dentro de los sólidos adyacentes a las interfaces, y las fracciones de masa de A en las superficies que se mantienen en wA, 1 y WA, 2, respectivamente, en todo momento. La fracción de la masa de la especie A en la pared puede variar en la dirección X y sólo puede ser expresado como WA (x). Por lo tanto, la transferencia de masa a través de la pared, en este caso puede ser modelado como estable y unidimensional. Aquí se determina la velocidad de difusión masiva de las especies de la A a la pared.

La concentración de la especie A en cualquier momento no va a cambiar con el tiempo ya que la ejecución es constante, y no habrá producción o destrucción de las especies A, ya que no se producen reacciones químicas en el medio. Entonces, el principio de conservación de la masa para la especie A se puede expresar como el flujo de masa de la especie A través de la pared en cualquier sección transversal es la misma. Esto es;

Entonces la ley de Fick de la difusión se convierte en;

La separación de las variables de esta ecuación y la integración a través de la pared de x = 0, donde w(0) = wA, 1, a x = L, donde w (L) = wA, 2, obtenemos;

Donde la tasa de transferencia de masa mdiffA y la zona de la pared A se sacan de la integral, ya que ambos son constantes. Si la densidad y la difusión masiva DAB coeficiente varía poco a lo largo de la pared, se puede suponer que ser constante. La integración se puede realizar en este caso para dar;

Esta relación se puede reorganizar;

Donde;

Es la resistencia a la difusión de la pared, en s / kg, que es análoga a la resistencia eléctrica o la conducción de una pared plana de espesor L y de la zona A.Así pues, podemos concluir que la velocidad de difusión masiva a través de una pared plana es proporcional a la densidad media, el área de la pared, y la diferencia de concentración a través de la pared, pero es inversamente proporcional al espesor de la pared. Asimismo, se determinará

una vez que la velocidad de difusión de masas, la fracción de masa WA (x) en cualquier posición x se puede determinar mediante la sustitución de wA, 2 en la ecuación anterior de WA (x) y L por x.El análisis anterior puede repetirse en base molar con este resultado;

Donde Rdiff, la pared L / CDAB A es la resistencia a la difusión molar de la pared en s / kmol.

Ecuación de difusión de masa en un cilindro y ecuación de difusión de masa en una esfera.Repitiendo la estrategia para la conducción del calor, se obtienen las relaciones análogas siguientes constante de transferencia de masa unidimensional no reactivos a través de las capas cilíndricas y esféricas.

O en base molar;

Aquí, L es la longitud del cilindro, r1 es el radio interior, y r2 es el radio exterior del cilindro o la esfera. Una vez más, el límite de las superficies en r = r1 y r = r2 se encuentran dentro de los sólidos adyacentes a las interfaces, y las fracciones de masa de A en las superficies que se mantienen en wA, 1 y WA, 2, respectivamente, en todo momento. (Se podría hacer declaraciones similares para la densidad, la concentración molar, y la fracción molar de la especie A en los límites.)

Mencionado anteriormente que la concentración de las especies de gas en un sólido en la

interfaz es proporcional a la presión parcial del gas adyacentes y se expresó como CA sólido = ABPA

lado, el lado de gas donde AB es la solubilidad (en kmol/m3 bar) del gas A en el B. sólidos También mencionamos que el producto de solubilidad y el coeficiente de difusión se llama la

permeabilidad, Ab = ABDAB (en kmol / m x s x bar). Entonces, la tasa de flujo molar de un gas a través de un sólido bajo una constante de las condiciones dimensionales pueden ser expresados en términos de las presiones parciales del gas adyacente a las dos partes del sólido mediante la

sustitución de CA en estas relaciones por . En el caso de una pared plana, por ejemplo.

Donde PA1 y PA 2 son las presiones parciales de un gas en los dos lados de la pared. Relaciones similares pueden ser obtenidas para las paredes cilíndricas y esféricas, siguiendo el mismo procedimiento. Además, si la permeabilidad es determinado en una base de masas (en kg / s x m x bar ·), entonces la ecuación anterior dará a la difusión de caudal másico. Tomando nota de que el 1 kmol de un gas ideal a las condiciones estándar de 0 ° C y 1 atm ocupa un volumen de 22.414 m3, el caudal del gas a través de la pared por la difusión puede determinarse a partir,

El caudal de volumen en otras condiciones puede determinarse a partir de la relación de los

gases ideales

4. Escribir los modelos matemáticos y sus curvas que describen el comportamiento reologico de fluidos alimenticios.

Modelo de Bingham: es un modelo utilizado para describir el comportamiento de productos plásticos.

g = g0 + M’ ýn Donde g0 es el umbral de fluencia, ýn es la velocidad de deformación o gradiente de velocidad y M es la viscosidad plástica. Entre los alimentos típicamente plásticos se encuentran el puré de patata y la nata batida, el chocolate fundido y algunas grasas como margarinas y mantequillas.El modelo de Bingham ha sido utilizado para describir el comportamiento reológico de pastas de fécula de mandioca, suero de puré de albaricoque a gradientes de deformación bajos, de geles de pectina y de algunos zumos naturales de manzana.Modelo de Ostwald-De Waale: también conocido como ley de la potencia, modelo utilizado para describir el comportamiento reológico de los fluidos pseudoplásticos. g = K ýn Donde K es el índice de consistencia de flujo y n es el índice de comportamiento al flujo. K da una idea de la consistencia del producto y n de la desviación del comportamiento al flujo respecto al newtoniano. Esta ecuación es una de las más utilizadas para describir el flujo de los derivados de fruta que se comportan como pseudoplásticos. Modelo Casson: modelo utilizado para describir el comportamiento reológico de los fluidos pseudoplásticos. que viene definido por la ecuación: g0.5 = K0C + KC ý0.5

Modelo de Weltmann: modelo matemático utilizado para cuantificar la dependencia del tiempo de los alimentos. La expresión matemática propuesta por Weltmann

g = g0 - log tRelaciona la viscosidad plástica con el tiempo de aplicación de un determinado gradiente de velocidad a través del coeficiente temporal de ruptura tixotrópica (B), el cual representa, en cierta manera, la cantidad de estructura que se degrada durante el cizallamiento. El parámetro g0 indica la tensión tangencial necesaria para que comience a degradarse la estructura que origina la tixotropía. Una modificación de esta ecuación ha sido utilizada para analizar la dependencia del tiempo al flujo de varios alimentos, como la clara de huevo, el zumo de tomate, los aderezos de ensalada y el puré de albaricoque. g = g0 - B ln t Modelo de Hahn: log (g - ge) = g0 - B1 t Donde g0, al igual que en el modelo de Weltmann, indica el esfuerzo cortante inicial necesario para que comience a degradarse la estructura que da lugar a la tixotropía. El valor de B1 informa sobre la velocidad del proceso de degradación de la estructura y depende de la resistencia estructural del fluido frente al cizallamiento que se aplica. g es el esfuerzo cortante y ge es el esfuerzo cortante de equilibrio. Modelo de Tiu y Boger: Este modelo permite caracterizar de forma completa el comportamiento reológico de materiales cuyo comportamiento se podría definir como plástico, pseudoplástico y dependiente del tiempo: g = k (g0 + KH ýn) Este modelo asume que el parámetro estructural k varía con el tiempo según una ecuación cinética de segundo orden, válido para k > ke:

En la que la constante Kt es una constante de velocidad que es función de la velocidad de deformación y debe ser determinada experimentalmente. Modelo de Figoni y Shoemaker: Este modelo supone que la disminución del esfuerzo cortante es una suma de funciones cinéticas de primer orden: g - ge = Pi (g0i - gei) exp (-Kit) Donde ge es el esfuerzo cortante del equilibrio, g0 es el esfuerzo cortante correspondiente al tiempo inicial y Ki las constantes cinéticas de degradación de la estructura.Modelo de Maxwell: g + Ug = M ý Donde U es el tiempo de relajación definido como la relación entre la viscosidad newtoniana (M) y el módulo de elasticidad (G). Este modelo resulta ser excesivamente simple, por lo que tiene el defecto de ser demasiado restringido ya que solamente puede ser aplicado cuando el comportamiento viscoelástico es lineal y, por lo tanto, no es adecuado cuando lo que se pretende representar es un comportamiento no lineal como el observado en los materiales reales. Es por esto, que son necesarias expresiones más complicadas que modelicen de forma más apropiada los comportamientos viscoelásticos no lineales.

5. Explicar: el coeficiente de transferencia de masa y el de calor dependen del material y no de las propiedades del fluido donde se encuentra el material.

La anterior afirmación es falsa puesto que los coeficientes de transferencia de masa y de calor no dependen del material sino de las propiedades del medio donde se encuentra el material.

6. ¿Que indica el número de Fourier, Biot, carta de Heisler?

Número de Fourier: es un número adimensional que caracteriza la conducción de calor. Conceptualmente es la relación entre la velocidad de la conducción de calor y la velocidad del almacenamiento de energía.

Número de Biot (Bi): es un número adimensional utilizado en cálculos de transmisión de calor en estado transitorio (inestable-estado). Relaciona la transferencia de calor por conducción dentro de un cuerpo y la transferencia de calor por convección en la superficie de dicho cuerpo.

Carta de Heisler: son diagramas de temperatura transitoria para una pared plana grande, un cilindro largo y una esfera.

7. ¿Qué factores afectan en la galleta la resistencia interna y externa en la transferencia de masa?

Entre los factores que afectan en la galleta la resistencia interna y externa a la transferencia de masa están la hinchazón de la galleta al absorber agua, la cual no es considerada en la formulación del modelo, ésta puede causar que el agua superficial de la galleta sea dependiente del contenido de humedad y pueda así afectar el valor de la difusividad obtenida en el modelo. Otro factor son los diferentes mecanismos de transferencia de humedad que hacen difícil determinar los valores exactos de difusividad de la cinética de absorción para la transferencia de humedad en alimentos compuestos.

TALLER #1 – PREGUNTAS EN INGLÉS

Cuál de las siguientes afirmaciones son verdaderas y cuáles son falsas

1. La 1ra ley de Fick se refiere a la transferencia de masa por difusión en estado estacionarioRespuesta: verdadero, ya que esta dado para los sistemas de flujo en la difusión de un fluido estacionaria, es decir, donde no ha habido movimiento neto o flujo convectivo.

2. La difusión molecular es un fenómeno análogo a la transferencia de calor por conducción.Respuesta: verdadero, dado que los dos mecanismos de transferencia de calor, la conducción y la convección, son análogos a la difusión molecular y a la transferencia convectiva de masa. La difusión molecular está definida como la transferencia de moléculas individuales a través de un fluido por medio de los desplazamientos individuales y desordenados de las moléculas. La difusión de las moléculas se debe a un gradiente de concentración.

3. La resistencia a la transferencia de masa aumenta linealmente con la difusividad.Respuesta: falso, dado que esta resistencia se expresa como el cociente de el flujo de masa.

4. Difusividad de masa tiene las mismas unidades que la difusividad térmica y la viscosidad cinemática.Respuesta: falso, ya que las unidades de la difusividad de masa están dadas en metros cuadrados sobre segundos al igual que la difusividad térmica pero no podemos decir lo mismo de la viscosidad ya que ella esta dada en kilogramos por metros sobre segundos.

5. Difusividad en los gases es de aproximadamente 10.000 veces mayor que en los líquidos.Respuesta: verdadero, Las difusividades de líquidos son generalmente de 4 a 5 órdenes de magnitud inferiores a las de gases a la presión atmosférica. La difusión en líquidos ocurre debido al movimiento al azar de las moléculas, pero la distancia media recorrida entre las colisiones es inferior al diámetro molecular, en contraposición con 10 que ocurre en gases.

6. La difusividad no varía con la temperaturaRespuesta: falso, ya que ella es una propiedad que depende tanto de la temperatura como de la presión incluyendo ahí los componentes naturales de la naturaleza. Al aumentar la temperatura aumenta la difusividad.

7. Difusividad en los sólidos pueden variar con la concentración.Respuesta: falso, debido a que no se producen cambios en la concentración de soluto con el tiempo, en esos planos. Estas condiciones de difusión se conocen como estado estacionario y tienen lugar cuando un gas no reactivo se difunde a través de una lámina metálica.

8. La fuerza impulsora para la transferencia de masa por difusión molecular es la diferencia de potencial químicoRespuesta: verdadero, La difusión molecular es el viaje de uno o más componentes a través de otros ocasionados por una diferencia de concentraciones o de potencial químico cuando

se ponen en contacto dos fases inmiscibles, que se encuentran estancadas o en régimen laminar. La rapidez con la cual se transfiere un componente en una mezcla de penderá del gradiente de concentración existente en un punto y en una dirección dados. Su movimiento está descrito por el flujo, el cual está relacionado con la difusividad por medio de la Primera Ley de Fick para un sistema isobárico e isotérmico.

9. Hay un flujo mayor en contra difusión equimolar.Respuesta: falso, ya que en la contradifusion equimolar, por cada mol de A que se difunde en una dirección dada, un mol B se difunde en la dirección opuesta, es decir, que elflujo será igual en ambos lados, sino que con signos diferentes.

10. Ni en equimolar = -Nj, donde Nj y Ni son los flujos de gas i y j del gas con respecto a una posición fijaRespuesta: Verdadero

11. Cuando las concentraciones se diluyen, el flujo de la masa puede ser insignificante.Respuesta: verdadero, ya que el flujo de masa es directamente proporcional al gradiente de concentración, y así como aumente uno, el otro igualmente aumentará.

12. La permeabilidad se refiere a la difusión de un gas en un sólido y se utiliza ampliamente en el cálculo de transferencia de masa en los materiales de embalajeRespuesta: verdadero, dado que la permeabilidad es independiente de la concentración y, por tanto, de la presión.

13. La permeabilidad es igual al producto del coeficiente de difusión y la solubilidad del gas en el sólido.Respuesta: verdadero, dado que la permeabilidad dependen de los coeficientes de difusión, teniendo presente que entre más sea permeable el soluto mayor va a hacer su permeabilidad.

14. La diferencia de presión parcial dentro y fuera del material de embalaje se utiliza como la fuerza motriz para el cálculo de la transferencia de masaRespuesta: verdadero, debido a que la fuerza motriz la conforma la diferencia de concentraciones en fase acuosa con su concentración de equilibrio en la transferencia de masa

15. Disminuye la permeabilidad al aumentar la temperaturaRespuesta: verdadero, dado que la temperatura hace parte de los tres factores básicos de ella, incluyendo la porosidad, presión y densidad que es la más afectada con la temperatura

16. Capas de diferentes materiales se pueden combinar en laminados para darle un material compuesto con propiedades de barrera bueno para vapor de agua, gases, y la luz.Respuesta: verdadero, ya que el vapor, los gases y la luz son considerados agentes ambientales dañinos, entonces se deben usar capas de diferentes materiales para que sean propiedades de barrera

17. El polietileno es una buena barrera de vapor de agua y sirve como un adhesivo para la siguiente capaRespuesta: verdadero, dado que es de baja densidad, es un material transparente, fácilmente sellable por calor, que es perfectamente imprimible pudiéndose obtener de ella extraordinarias calidades de impresión.

18. Papel de aluminio es una buena barrera de gasRespuesta: verdadero, dado que es resistente a la estabilidad del gas y más que el papel aluminio es utilizado para aumentar la vida de consumo en productos sensibles.

19. La transferencia de masa por convección es análoga a la transferencia de calor por conducciónRespuesta: verdadero, dado que ambos son una clase de transferencia térmica basados en el contacto directo de partículas con referencias a las temperaturas.

20. El coeficiente de transferencia depende de las propiedades físicas del fluido, el régimen de flujo, y la geometría del sistema.Respuesta: verdadero, ya que todas las propiedades de los fluidos, en el caso de la convección, tiene especial interés la viscosidad, que es la propiedad que tienen los fluidos en oponerse al desplazamiento o resbalamiento entre sus capas. Mientras más viscoso sea un fluido, menor será el movimiento y desorden de las partículas del mismo y por tanto la intensidad de la transferencia de calor por convección. En el caso de los líquidos un aumento de la temperatura trae consigo una disminución de la viscosidad. En el caso de los gases al aumentar la temperatura aumenta la viscosidad pues disminuye el recorrido medio de las moléculas.

21. Existen gradientes de concentración en las capas de la concentración límiteRespuesta: verdadero, ya que la capa limite de concentración determina la transferencia de masa y si una mezcla binaria de la especie química A y B fluye sobre una superficie y la concentración de la especie A en la superficie se producirá una capa limite de concentración

22. El número de Schmidt representa la relación de la difusividad de masa para el impulso de difusividadRespuesta: falsa, porque él representa la relación de difusividad de masa y la difusión de cantidad de masa (viscosidad)

23. El número de Lewis representa la relación de la difusividad térmica de la difusividad de masaRespuesta: verdadero, debido a que el numero de Lewis está definido como el cociente entre la difusividad térmica y la difusividad másica.

24. El número de Schmidt se refiere el espesor de la capa límite hidrodinámica el espesor de la capa límite de concentración.Respuesta: falsa, ya que El número de Schmidt relaciona los grosores de las capas límite de cantidad de movimiento y de masa. Donde su ecuación está dada en viscosidad cinemática y difusividad másica.

25. La 2da ley de Fick se utiliza en estado estacionario en problemas de transferencia de masa.Respuesta: falso, El estado estacionario, en el cual las condiciones permanecen invariables con el tiempo, no se presenta con frecuencia en aplicaciones de ingeniería. En la mayoría de los casos, la difusión es en estado no estacionario, en la cual la concentración de los átomos de soluto en cualquier punto del material cambia con el tiempo, es la que tiene lugar.

26. Gráficos Gurnie & Lurie y Heisler son válidos para los problemas de transferencia de estado inestable en masaRespuesta: falso, ya que estas graficas están dadas para la transferencia de calor exactamente en la conducción de calor en estado no estacionario

27. El gráfico Heisler se puede utilizar para encontrar la concentración en cualquier punto de un cuerpo si se conoce el número de Biot y de Fourier.Respuesta: verdadero, porque cuando el gradiente de temperatura en el interior del solido no es despreciable (Bi>0.1), se recurre alas graficas de Heisler para resolver los problemas en régimen transitorio, dado que el método del gradiente nulo no es aplicable.

Interpretación de las graficas

Fig. 1. Absorción de agua isoterma de una galleta a 20 ° C: los datos experimentales (símbolos) y Ferro Fontan predicción (curva continua).

En la grafica podemos observar la isoterma de sorción de la galleta probado a 20 ° C para aw varía de 0 a 0,97. La absorción de agua se observo un gran equilibrio para aw entre 0,7 y 1, por ejemplo, un contenido de humedad de 14 g / 100 g wb en el 0,8 w. comparado con Resultados similares a 0,8 w fueron observados por Palou, López-Malo, y Argaiz (1997) en las cookies y diversos aperitivos de maíz y por Arogba (2001) en la galleta con el contenido de humedad de equilibrio, respectivamente, de 20 g/100 g (BM) en 25 º C y 15 g/100 g wb a 31 C.

Fig. 2. La humedad difusividad en galleta a 20 ° C como una función del contenido de humedad sea identificado a partir de (1) la cinética de sorción de vapor de agua (valor r Deff para cada nivel aw obtiene de la ecuación. (2) y (â € "â €") los valores calculados Deff a partir de la ecuación. (6)) o de (2) experimentos migración de la humedad en un sistema de dos

compartimentos ().

En la anterior grafica podemos observar que el coeficiente de difusión efectiva aumentó de forma pronunciada desde 3,53 hasta 6,59 Â · 10 10 m2 / s como el contenido de humedad de la galletaaumentó de 1,7% a 10,0% luego disminuyó gradualmente a medida que el contenido de humedad de la galleta aumentó aún más el 10,0%, hasta alcanzar un valor mínimo de 0,63Â · 10 10 m2 / s para un 32,3%. Estos valores están en el mismo rango con los reportados por Tong y Lund (1990) para galletas (de 8,6 a 11,0 Â · 10 10 m2 / s para el contenido de humedad que varía de 9,0% a 44,4%), con isotermas secado de convección a 20 º C.

Fig. 3. Comparación entre el grupo experimental (símbolos) y potencial (curvas continuas)la evolución del contenido de humedad con el tiempo a 20 ° C de una galleta en contacto directo con un gel de agar de 0.999 w inicial. El error

experimental fue muy baja en comparación con el tamaño del símbolo para ser representados y no fue, por tanto, que se muestra en el gráfico. Las líneas punteadas representan los errores de predicción. 0.0

De la anterior grafica podemos observar que la humectación drástica de la galleta, se pone en contacto directo con gel de alta agar aw se observó experimentalmente a través de mediciones de la evolución del contenido de humedad con el tiempo en tanto galleta y gel de agar para aw inicial gel de agar de 0,999 (Fig. 3) y 0,900 (fig. 4). Considerando un contenido crítico de humedad del 10% wb (Roudaut et al., 1998) para crujientes a base de cereales, la pérdida de textura dentro de la galleta que se llegó rápidamente en unas pocas horas lo que el gel de agar actividad de agua. Humedeciendo de galleta se redujo provisionalmente mediante la colocación de una película comestible de monoglicéridos acetilados, elegido por sus propiedades de barrera interesantes (Guillard y col., 2003c), en la interface entre galleta y gel de agar. Dicha película de 316,1

Fig. 4. Comparación entre el grupo experimental (símbolos) y potencial (curvas) la evolución del contenido de humedad con el tiempo a 20 ° C de una galleta en contacto directo con un gel de agar de 0,900 w inicial. Las barras verticales y las

líneas de puntos representan, respectivamente, los errores experimentales y predictivo.

Fig. 5. Comparación entre el grupo experimental (símbolos) y potencial (curvas) la evolución del contenido de humedad con el tiempo a 20 ° C de una galleta separada de un gel de agar de 0,900 w inicial de un 316,1 lm monoglicéridos

acetilados (AMG) de la película. El error experimental fue muy baja en comparación con el tamaño del símbolo para ser representados y no fue, por tanto, que se muestra en el gráfico.

Atra ves de las graficas (4 y 5) observamos la validez del modelo con los parámetros identificados para Deff ðXÞ modelo dentro de la galleta se puso a prueba mediante la comparación de la evolución prevista y experimental de contenido de humedad con el tiempo en otros 2 experimentos independientes con diferentes condiciones iniciales: ya sea en gel de agar aw menor (0,90, Fig. 4.) O un monoglicéridos acetilados barrera película en la interface de los dos compartimientos (fig.5).

En ambos casos, el modelo predijo con éxito experimentalcontenido de humedad evolución del perfil con los valores de RMSE de ± 2,2 y ± 1,1 g/100 g wb, ligeramente superior, pero en consonancia con los errores experimentales de ± 1,4 y± 0,8 g/100 g wb para las figuras. 4 y 5, respectivamente. El modelo puede ser por tanto considerado como una herramienta adecuada para predecir el contenido de humedad el perfil de evolución en el tiempo de galletas y varios geles de agarosa aw en contacto directo o separado por una película comestible.