Tratamiento Térmico - Heating and Cooling Curve

Transcripción

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
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:
⎛ T −T ⎞
−U A
t
=
ln ⎜ R
⎟
T
T
V
Cp
−
ρ
⎝ R i⎠
⎛ T −T ⎞
−U A
=
log ⎜ R
t
⎟
2.303 ρ V Cp
⎝ TR − Ti ⎠
definiendo:
1
U A
=
f h 2.303 ρ V Cp
y, considerando sólo la porción recta de la curva de calentamiento, se tiene:
⎛ TR − T ⎞
1
log ⎜
t
= ⎟
⎜ T −T ⎟
fh
pih ⎠
⎝ R
1
Profesor
2
Profesor
3
Profesor
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.
4
Profesor
5
Profesor
6
Profesor
7
Profesor
8
Profesor
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.
9
Profesor
10
Profesor
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
11
Profesor
12
Profesor
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
13
Profesor
14
Profesor
ETAPA DE ENFRIAMIENTO
Para los datos de la etapa de enfriamiento, graficando también en
semilogarítmico (T – TW ) versus t se tiene lo siguiente
15
un
papel
Profesor
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
16
Profesor
17

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