Operaciones Unitarias i Ing. Diaz 2013-II

SÍLABO ASIGNATURA: OPERACIONES UNITARIAS I CÓDIGO: 5B0070 1. DATOS GENERALES

1.1. Departamento Académico : Ingeniería Agroindustrial 1.2. Escuela Profesional : Ingeniería Agroindustrial 1.3. Especialidad : Ingeniería Agroindustrial 1.4. Nombre de la Carrera : Ingeniería Agroindustrial 1.5. Ciclo de Estudios : VI 1.6. Créditos : 4 1.7. Área de la Asignatura : Profesional 1.8. Condición : Obligatorio 1.9 Horas de Clase Semanal : 6 horas

Teoría (2) Práctica (4) 1.10 Horas de Clase Total : 102 horas 1.11 Profesores Responsables : MSc. Ing. Ali Epifanio Díaz Cama 1.12 Año Lectivo Académico : 2013 - II

2. SUMILLA

El curso está orientado para lograr que los estudiantes tengan un conocimiento básico sobre las operaciones unitarias fundamentales que se utilizan en la ingeniería de alimentos y afines. En este sentido es objetivo de este curso que los estudiantes sean capaces de realizar los cálculos básicos para el estudio de los fundamentos del flujo de fluidos, la transferencia de calor por conducción, convección y radiación, así como el flujo de calor por otros mecanismos correctivos como secado, evaporación y condensación, calculo en el diseño de equipos y aplicaciones de la transferencia de calor en planta agroindustrial.

3. OBJETIVOS GENERALES Al terminar el curso el alumno debe ser capaz de:

Conocer los principios básicos de las operaciones unitarias.

Describir las características de los equipos fundamentales utilizados en las principales operaciones unitarias.

Conocer los principios básicos del flujo de fluidos y de la transferencia de calor.

Calcular las principales variables operacionales y de diseño de la transmisión de calor.

4. APORTES DE LA ASIGNATURA AL PERFIL PROFESIONAL:

Que el futuro profesional conozca y aplique las principales operaciones unitarias que se dan en los procesos utilizados en la ingeniería agroindustrial.

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA

AGROINDUSTRIAL

Que el futuro profesional conozca el estado de desarrollo y modernización de las industrias nacionales.

Que el futuro profesional pueda insertarse en la industria e interrelacionarse con otros profesionales sin ninguna dificultad.

5. ORGANIZACIÓN DE LA ASIGNATURA

6. PROGRAMACIÒN POR UNIDADES DE APRENDIZAJE

6.1. UNIDAD 01: INTRODUCCIÓN A LAS OPERACIONES UNITARIAS PRIMERA SEMANA Primera Sesión 6.1.1. Proceso 6.1.2. Ingeniería de los procesos alimentarios 6.1.3. Transformación y comercialización de productos agrícolas 6.1.4. Diagramas de flujo. Descripción de algunos procesos alimentarios 6.1.5. Régimen estacionario y no estacionario 6.1.6. Operaciones discontinuas, continuas y semicontinuas 6.1.7. Las operaciones unitarias. Clasificación Objetivos Específicos Al finalizar la unidad, el estudiante conocerá los principios y fundamentos básicos de las operaciones unitarias y su importancia. Actividades:

Práctica calificada I Bibliografía Específica:

Ibarz A, Barbosa-Cánovas G. 2005. Operaciones Unitarias en la Ingeniería de Alimentos. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid - España.

6.2. UNIDAD 02: FLUJO DE FLUIDOS SEGUNDA SEMANA Primera Sesión 6.2.1. Estática de fluidos TERCERA SEMANA Segunda Sesión 6.2.2. Dinámica de fluidos CUARTA SEMANA Tercera Sesión 6.2.3. Balance de masa y energía en flujo de fluidos

UNIDAD DENOMINACIÓN HORAS

1 Introducción a las Operaciones Unitarias 6

2 Flujo de fluidos 24

3 Transferencia de Calor e intercambiadores de Calor 24

Practica-Examen- 1er Parcial 6

4 Secado 18

5 Evaporación 12

Práctica-Examen Final 6

EXAMENES PARCIAL/FINAL/SUSTITUTORIO 6

TOTAL DE HORAS 102

QUINTASEMANA Cuarta Sesión 6.2.4. Pérdidas por fricción en flujo de fluidos Objetivos Específicos Al finalizar la unidad, el estudiante será capaz de: Conocer los principios básicos del flujo de fluidos; iidentificar las características generales de los equipos y aparatos asociados al flujo de fluidos; calcular las principales variables operacionales y de diseño básicos en el estudio de flujo de fluidos. Actividades:

Práctica calificada dirigida Bibliografía Específica:

Valiente Barderas A. Problemas de flujo de fluidos, Editorial Limusa, México, 2002

Díaz, A: Apuntes de Operaciones Unitarias I, UNFV, Lima-Perú, 2013

6.3. UNIDAD 03: TRANSFERENCIA DE CALOR SEXTA SEMANA Primera Sesión 6.3.1. Introducción. 6.3.2. Transmisión de calor por conducción: Ecuación de Fourier, conducción en

estado estacionario y resistencias térmicas en serie SÉPTIMA SEMANA Segunda Sesión 6.3.3. Transmisión de calor por convección: Tipos de convección, módulos

adimensionales OCTAVA SEMANA Tercera Sesión 6.3.4. Transmisión de calor por radiación NOVENA SEMANA Cuarta Sesión 6.3.5. Intercambiadores de Calor Objetivos Específicos Al finalizar la unidad, el alumno será capaz de: Conocer los principios básicos de la transferencia de calor. Identificar las características generales de los equipos y aparatos asociados con la transferencia de calor. Calcular las variables operacionales y de diseño básicos en el estudio de la transferencia de calor. Actividades: Expositivo, clases magistrales, resolución de problemas y ejercicios, así como el cálculo de las variables de interés para el diseño y operación de los equipos de transferencia de calor. Practica calificada III. Bibliografía Específica:

IInnccrrooppeerraa,, FF.. FFuunnddaammeennttooss ddee TTrraannssffeerreenncciiaa ddee CCaalloorr.. EEddiitt.. PPrreennttiiccee HHaallll,,

MMééxxiiccoo.. 11999999..

DD.. KKeerrnn.. PPrroocceessooss ddee TTrraannssffeerreenncciiaa ddee CCaalloorr

DDííaazz,, AA:: AAppuunntteess ddee OOppeerraacciioonneess UUnniittaarriiaass II,, UUNNFFVV,, LLiimmaa--PPeerrúú,, 22001133

6.4. DÉCIMA SEMANA Primera Sesión 6.4.1. Denominación : Primer examen. 6.4.2. Denominación : Primer examen práctico

6.5. UNIDAD 04: SECADO DÉCIMA PRIMERA SEMANA

Primera Sesión 6.5.1. Introducción y métodos de secado 6.5.2. Equipos para secado 6.5.3. Presión de vapor del agua y humedad 6.5.4. Contenido de humedad de equilibrio de materiales DÉCIMA SEGUNDA SEMANA Segunda Sesión 6.5.5. Curvas de velocidad de secado 6.5.6. Métodos para calcular el periodo de secado de velocidad constante 6.5.7. Método para calcular el periodo de secado de velocidad decreciente 6.5.8. DÉCIMA TERCERA SEMANA Tercera Sesión 6.5.9. Procesamiento térmico en estado estacionario y esterilización de materiales

biológicos Objetivos Específicos Al finalizar la unidad, el alumno estará en condiciones de: Conocer los principios básicos de los procesos de secado de productos alimenticios. Identificar las características generales de los equipos y aparatos asociados con los procesos de secado. Calcular las variables operacionales y de diseño básicos en el estudio de los procesos de secado. Actividades: Expositivo, clases magistrales, resolución de problemas y ejercicios, así como el cálculo de las variables de interés para el diseño y operación de los secadores. Practica calificada V. Bibliografía Específica:

GGEEAANNKKOOPPLLIISS,, CC.. PPrroocceessooss ddee TTrraannssppoorrttee yy OOppeerraacciioonneess UUnniittaarriiaass.. EEddiitt..

CCoonnttiinneennttaall,, SS..AA..,, MMééxxiiccoo.. PPpp.. 774400..

TTrreeyybbaall,, RR.. 11998800.. OOppeerraacciioonneess ddee TTrraannssffeerreenncciiaa ddee MMaassaa.. EEdd.. MMcc GGrraaww HHiillll..

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6.6. UNIDAD 05: EVAPORACIÓN

DÉCIMA CUARTA SEMANA Primera Sesión 6.6.1. Introducción. 6.6.2. Tipos De equipos de evaporadores y métodos de separación. 6.6.3. Coeficientes totales de transferencia de calor en evaporadores. 6.6.4. Métodos de cálculo para evaporadores de un solo efecto. DÉCIMA QUINTA SEMANA Segunda Sesión 6.6.5. Método de cálculo para evaporadores de efecto múltiple 6.6.6. Condensadores para evaporadores 6.6.7. Evaporación de materiales biológicos Objetivos Específicos Al finalizar la unidad el estudiante estará en condiciones de: Conocer los principios básicos de los procesos y técnicas de evaporación. Identificar las características generales de los equipos y aparatos asociados con las técnicas de evaporación. Calcular las variables operacionales y de diseño básicos en el estudio de los procesos de evaporación. Actividades: Expositivo, clases magistrales, resolución de problemas y ejercicios, así como el cálculo de las variables de interés para el diseño y operación de los evaporadores. Practica calificada VI.

Bibliografía Específica:




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6.7. DÉCIMA SEXTA SEMANA Primera Sesión 6.7.1. Denominación : Examen final. 6.7.2. Denominación : Examen práctico final.

6.8. DECIMA SEPTIMA SEMANA

Diecisieteava Sesión 6.8.1. Denominación : Examen Sustitutorio. 6.8.2. Denominación : Examen de aplazados.

7. ESTRATEGIAS METODOLÒGÍCAS

7.1. Métodos Clases magistrales de tipo expositivo usando la pizarra, retroproyector y proyector multimedia, dando énfasis a la conceptualización, diálogo y discusión, enseñanza en grupo. Exposiciones, clases prácticas, seminarios

7.2. Técnicas En las clases magistrales y exposiciones el profesor expondrá los fundamentos básicos de los tópicos mencionados. Se buscara la participación activa de los alumnos en tales exposiciones. En los seminarios los estudiantes expondrán los aspectos específicos propuestos por el docente, profundizándose en el análisis de dichos contenidos. Las clases prácticas estarán dirigidas al desarrollo de habilidades en el trabajo independiente de los estudiantes, para lo cual se desarrollaran problemas, ejercicios y ejemplos sobre los temas tratados.

7.3. Medios didácticos

Retroproyector Pizarra acrílica Proyector multimedia

8. MEDIO DIDACTICO

8.1 TECNICAS Se utilizaran las siguientes técnicas:

Clases magistrales expositivas.

Exposición de temas específicos por los alumnos.

Clases prácticas.

Videos.

8.2 INSTRUMENTOS Los instrumentos a utilizar son:

Computadora.

Bibliografía sobre los temas a tratar en la biblioteca de la facultad.

Internet.

Retroproyector de la facultad.

Televisor y videograbador de la facultad. 8.3 ASPECTOS

Para las clases magistrales expositivas se utilizaran la pizarra acrílica, el proyector multimedia, y el retroproyector. Para la exposición de los temas señalados por los alumnos se cuenta con la pizarra acrílica y el retroproyector. Para las clases prácticas se cuenta con la pizarra acrílica y el laboratorio.

9. EVALUACION

La evaluación de la asignatura será permanente y consistirá en la evaluación de cada tópico durante el desarrollo de la asignatura. Las técnicas a utilizarse serán:

Evaluaciones escritas.

Exposiciones sobre un tema especifico del curso y practicas calificadas. Se tomaran dos exámenes escritos que abarcaran las siguientes unidades: Primer examen escrito: Unidades I, II y III. Segundo examen escrito: Unidades IV y V En cuanto a los seminarios se evaluaran mediante un trabajo de exposición sobre un tema propuesto por el profesor. Las clases prácticas serán evaluadas por el profesor encargado de las prácticas. Para la obtención de la nota final se consideraran las siguientes evaluaciones: Promedio de los dos exámenes escritos (60%) Practicas calificadas (40%) La obtención del promedio final será

)(4,0)(60,0 PCPENF

La nota final aprobatoria será de Once (11). El sistema de calificación será el vigesimal, de cero (0) a veinte (20). Las fracciones de 0,5 o más se redondearan al entero inmediato superior.

10. BIBLIOGRAFIA GENERAL

IIbbaarrzz AA,, BBaarrbboossaa--CCáánnoovvaass GG.. 22000055.. OOppeerraacciioonneess UUnniittaarriiaass eenn llaa IInnggeenniieerrííaa ddee

AAlliimmeennttooss.. EEddiicciioonneess MMuunnddii--PPrreennssaa.. MMaaddrriidd -- EEssppaaññaa..

IInnccrrooppeerraa,, FF.. FFuunnddaammeennttooss ddee TTrraannssffeerreenncciiaa ddee CCaalloorr.. EEddiitt.. PPrreennttiiccee HHaallll,, MMééxxiiccoo..

11999999..



DD.. KKeerrnn.. PPrroocceessooss ddee TTrraannssffeerreenncciiaa ddee CCaalloorr



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MSc. Ing. Ali Epifanio Díaz Cama

Docente Responsable

Mag. Ing, Pedro Alvarado Ignacio Jefe de Departamento Académico

Ingeniería Agroindustrial

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