Tesis profesional presentada por Mónica Tejeda Urrutia

Licenciatura en Ingeniería de Alimentos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Cholula, Puebla, México a 9 de mayo de 2003.

Resumen

Los procesos de transferencia de calor en la industria de alimentos se realizan en intercambiadores de calor, siendo más comunes los de placas (ICP) ya que permiten el manejo higiénico de los fluidos alimenticios, son versátiles y compactos. En ellos, la formación de costras es un problema frecuente; por lo que en el presente trabajo se planteó el objetivo de estudiar el efecto de la formación de costra utilizando un equipo ICP en escala piloto.

Para la realización del estudio se analizan las condiciones de proceso, estas son el flujo y la temperatura. Los fluidos de interés en este estudio son agua y leche; debido a que la formación de costra es mayor en el tratamiento de la leche, se estudió un número mayor de corridas con este fluido

Las aportaciones de este trabajo son el análisis de la transferencia de calor en la etapa de calentamiento, donde el proceso es producto-medio de calentamiento y en el regenerador, donde el proceso es producto-producto. Se determinó la cantidad de costra formada en el tratamiento de cada sistema en condiciones de proceso específicas, esta información se relaciona con los resultados de la transferencia de calor. Por otro lado, se determinaron los coeficientes de transferencia de calor, estos oscilan entre 1200 y 2500 W/m2 K en ambos fluidos. Los decrementos en el coeficiente global de transferencia de calor, como efecto de la formación de costra, van del 2 hasta el 34% del valor original de U. Las pérdidas de la eficiencia térmica, también como efecto de la incrustación, ascienden de 6 hasta 12 puntos porcentuales. Finalmente se han calculado los factores de incrustación (Rc) que son del orden de 1.0 x10-5 hasta 2.8 x10-4 m2 K/W, conocer los valores de Rc permite relacionar la formación de costra con los efectos hallados en la transferencia de calor del sistema.

Índice de contenido

Capítulo 1. Resumen (archivo pdf, 74 kb)

Capítulo 2. Introducción (archivo pdf, 65 kb)

Capítulo 3. Objetivos (archivo pdf, 71 kb)

Capítulo 4. Revisión bibliográfica (archivo pdf, 217 kb)

  • 4.1 Calor
  • 4.2 Transferencia de calor
  • 4.3 Intercambiador de calor de placas
  • 4.4 Leche
  • 4.5 Formación de costra

Capítulo 5. Plan de investigación (archivo pdf, 102 kb)

  • 5.1 Familiarización con el equipo de transferencia de calor
  • 5.2 Propiedades de los fluidos y desarrollo de la hoja de cálculo
  • 5.3 Desarrollo experimental
  • 5.4 Análisis de resultados

Capítulo 6. Materiales y métodos (archivo pdf, 255 kb)

  • 6.1 Intercambiador de calor de placas
  • 6.2 Metodología
  • 6.3 Algoritmo de cálculo
  • 6.4 Hoja de cálculo

Capítulo 7. Resultados (archivo pdf, 946 kb)

  • 7.1 Resultados con el agua como fluido de proceso
  • 7.2 Resultados con la leche como fluido de proceso

Capítulo 8. Conclusiones (archivo pdf, 69 kb)

Referencias (archivo pdf, 92 kb)

Apéndice A. Resultados de la corrida del sistema 1.1.1 (archivo pdf, 125 kb)

Apéndice B. Resultados de la corrida del sistema 1.1.2 (archivo pdf, 135 kb)

Apéndice C. Resultados de la corrida del sistema 1.1.3 (archivo pdf, 129 kb)

Apéndice D. Resultados de la corrida del sistema 1.2.1 (archivo pdf, 135 kb)

Apéndice E. Resultados de la corrida del sistema 1.2.2 (archivo pdf, 133 kb)

Apéndice F. Resultados de la corrida del sistema 1.2.3 (archivo pdf, 134 kb)

Apéndice G. Resultados de la corrida del sistema 2.1.1 (archivo pdf, 166 kb)

Apéndice H. Resultados de la corrida del sistema 2.1.2 (archivo pdf, 163 kb)

Apéndice I. Resultados de la corrida del sistema 2.1.3 (archivo pdf, 149 kb)

Apéndice J. Resultados de la corrida del sistema 2.1.4 (archivo pdf, 157 kb)

Apéndice K. Resultados de la corrida del sistema 2.2.1 (archivo pdf, 157 kb)

Apéndice L. Resultados de la corrida del sistema 2.2.2 (archivo pdf, 163 kb)

Apéndice M. Resultados de la corrida del sistema 2.2.3 (archivo pdf, 165 kb)

Apéndice N. Resultados de la corrida del sistema 2.2.4 (archivo pdf, 167 kb)

Tejeda Urrutia, M. 2003. Estudio de la formación de costra en un intercambiador de calor de placas. Tesis Licenciatura. Ingeniería de Alimentos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2003.