informe-de-conductividadinpre.doc

7/25/2019 INFORME-DE-CONDUCTIVIDADinpre.doc

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UNIDAD ACADMICA DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y

RECURSOS NATURALES.

CARRERA: INGENIERA AGROINDUSTRIAL.

ASIGNATURA: INGENIERA DE PROCESOS

DOCENTE: ING. MANUEL FERNNDEZ

TEMA: CONDUCTIVIDAD TRMICA EN CARNES

FRESCAS

CICLO: SEXTO

NOMBRE:

TUITISE JOSE

CONDUCTIVIDAD TRMICA EN CARNES FRESCAS


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INTRODUCCIN

La conductividad trmica es una propiedad fsica de los materialesque mide la capacidad de conduccin de calor. En otras palabras laconductividad trmica es tambin la capacidad de una sustancia de

transferir la energa cintica de sus molculas a otras molculasadyacentes o a substancias con las que est en contacto. En elSistema Internacional de Unidades la conductividad trmica se mideen !"# $m%. &ambin se le e'presa en (!"s$)*$m%. La inversa de laconductividad trmica es la resistencia trmica+ que es la capacidadde los materiales para oponerse al paso del calor. La transferencia decalor por conduccin se aplica necesariamente a un medio inmvil+ ypor lo tanto en la prctica a un slido+ en este caso el calor no esve,culado por su soporte si no que se despla-a lentamente porpropagacin progresiva de la agitacin molecular. or este motivo ycontrariamente a la conveccin se trata de un sistema de

transferencia interno y lento. *onsideremos un medio inmvil limitadopor dos placas paralelas de super/cie 0 y de anc,ura in/nitesimal d'.Una diferencia de temperatura d& entre las dos caras de la placaprovocar una corriente trmica desde la cara caliente ,asta la carafra.

OBJETIVO GENERAL

Establecer la conductividad trmica en carnes frescas a travsde la transferencia de calor para eliminar la presencia demicroorganismos.

OBJETIVOS ESPECFICOS

1eterminar la conductividad trmica en carnes frescas por unmtodo de rgimen transitorio.*omprobar los valores de la conductividad trmicae'perimentales por comparacin con datos reportados para lascarnes frescas.

MARCO TERICO

C!"#$%&'&"(" %)*+&$( ,B%#- /&012F3

2ay que tener presente+ que los alimentos contienen agua y slidos ylas relaciones deben incorporar las conductividades trmicas del aguay slidos.

3iedel propuso para 4ugos de frutas y solucionas de a-5car lasiguiente relacin6


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U!( 04/*05&6! 7#0 %&0!0 #! $(+/ "0 (/8&$($&6! +95 (+/8&(05 8( "0 M(4088:

D!"0:

Esta relacin la aplic Long a salmn que se estaba congelando y losresultados predic,os concordaron bien con los e'perimentales.

&ambin Lent- la aplic con 'ito a carne y productos crneos+aunque era este producto por tener /bras se tiene dosconductividades una paralela y otra perpendicular a la /bra+ siendo laparalela 789 mayor que la perpendicular+

;/08*!(! /*/#5 8( 5&


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D!"0:

ara el caso de materiales anistropos y que tienen conductividadtrmica dependiente de la direccin del ;u4o de calor+ se tiene6

(=conductividad trmica paralela a las /bras

D6!"0: es la fraccin de volumen de slidos o fase discontinua.

>=conductividad trmica perpendicular a las /bras

&ambin e'isten las siguientes relaciones para material /broso6

(=conductividad trmica paralela a las /bras

D6!"0: es la fraccin volumtrica de slidos o fase discontinua.

>=conductividad trmica perpendicular a la /bra

ara slidos porosos llenos de gas se tienen varias relaciones< pero+ lade ms uso es la siguiente aunque tiene un =9 de error.


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D6!"0: es la fraccin de ,uecos del lec,o de partculas.

B(88 ? O85! (! "0"#$&" #! +)%" /(*( $(8$#8(* 85$(+>&5 "0 %0+/0*(%#*( 0! 05%(" %*(!5&0!%0:

D!"0:

f6 3eciproco de la pendiente de la asntota a la curva decalentamiento. Si el papel semilogartmico es invertido y el comien-ode la lnea es numerado con >?@ ba4o la temperatura de la autoclave+con la temperatura en el e4e logartmico y el tiempo en la escalalineal+ entonces AfA es numricamente igual a>. B5mero de minutosnecesarios para que la parte recta de la curva cruce un cielologartmico

(6 Cactor de forma de la curva de calentamiento.

&a6 &emperatura ambiental.

&iempo de estar e'puesto a esa temperatura.

&6 &emperatura medida al tiempo q en la posicin controlada.&b6 &emperatura inicial uniforme a travs del cuerpo.

0 partir de la relacin temperatura tiempo de un cilindro /nito conalto coe/ciente de transmisin de calor+ es posible calcular la

difusividad trmica del reciproco de la asintota de la curva decalentamiento AfA por medio de

D!"0:

a6 radio del cilindro /nito

b6 mitad de la longitud del cilindro que est sometido al procesotrmico.

Si se calienta un cilindro in/nito+ se tiene6


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D!"0:

a6 radio del cilindro in/nito.

*onocidos se puede calcular la conductividad trmica.

MATERIALES

T*05 '(55 "0 /*0$&/&%($&6! &ermmetros

B(8(!@( (!(8%&$( &res latas cilndricaspequeDas

P(/08 (8#+&!&

T(>8( "0 /&$(* *arne de cerdo


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C(*!0 "0 *05 *arne de pollo

PROCEDIMIENTO

>. icar las carnes utili-ando la tabla de picar la cantidadsu/ciente para que llenen completamente las latas cilndricas.

7. esar las carnes utili-ando una balan-a analtica.. *olocar la carne picada en cada una de las latas ,asta llenarlascompletamente.

F. *olocar el papel aluminio sobre la super/cie de las latas parataparlas e impedir el ingreso de agua al momento deintroducirla al baDo mara.

=. *alentar el agua ,asta llegar a una temperatura de G8 @* yestandari-ar la temperatura.

G. Introducir el termmetro ,asta llegar a la mitad de la lata.H. &omar la temperatura ambiente de las carnes.. Luego introducir la lata en el baDo mara.

J. &omar la temperatura de las carnes cada cinco.>8. 3egistrar la ,istoria de temperaturas en la carne ,asta

que se apro'ime al equilibrio.>>. 3eali-ar los mismos pasos con las dems carnes.

RESULTADOS

En papel semilogaritmico invertido gra/car la ,istoria detemperaturas colocando en ordenadas la temperaturaregistrada y en abscisas el tiempo+ la parte superior de la escalade ordenadas se iniciara con un valor menor en >@* a la

temperatura de baDo de agua+ entonces Kf es numricamenteigual al tiempo necesario para que la porcin de la lnea recta+atraviese una escala logartmica a base de lo indicado por*,arm+ S.E. fundamental of Cood Engineering.6 >G7. >J>+determinar los valores de la difusividad y de la conductividadtrmica.

*alcular seg5n lo indicado por Lent- y todas las ecuacionesindicadas por #opelman+ los valores de la conductividad trmicapara cada muestra+ considerar un valor de 8+>= M&U!,.pie7 @C+para la conductividad trmica del agua o fase liquida.


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&abular los valores e'perimentales y reportados deconductividad+ discutir los resultados.

C(8$#8(*:

0. KfM. 1ifusividad y conductividad trmica*. *alcular por Lent- y #opelman la conductividad trmica de las

muestras+ considerando un valor de 8+>= M&U!, pie7 8C+ para laconductividad trmica del agua.

1. La conductividad trmica Seg5n Lent- ">JG>%

ECUACIONES A APLICAR:

P(*( $(8$#8(*

fN y

Ky representa la ecuacin que se forma en la lnea de tendencia generadaen las tablas

P(*( $(8$#8(* 8( C!"#$%&'&"(" T)*+&$(

#N 8+8 O 8+=7"Pa%

P(*( $(8$#8(* 8( D&'&"(" %)*+&$(

QN # R *p R

1onde6

QN 1ifusividad trmica *pN *alor especi/co N 1ensidad

DIFUSIVIDAD TERMICA C&8&!"*5=

QN 8+J!"">O3T7% O "8+F7H!bT7%%Rf

1onde6

3N 3adio bN :itad de 0ltura

CALOR ESPECFICO

*pN >+GH= O 8+87="Pa%

PaN orcenta4e de aguaDENSIDAD

+-V

*ilindro perfectoN ""VR r7 R ,%!F8888%

L($!"#$%&'&"(" %)*+&$(S0


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MUESTRA CARNE DE POLLO:

DATOS

PESO DE LA MUESTRAJ8+

TEMPERATURA DEL AGUA GRADOSCENTIGRADOS K=

G8

DIAMETRO DEL ENVASE $+= =

RADIO 7+=

ATURA DEL ENVASE $+= +=

MITAD DE LA ALTURA DEL ENVASE F+7=

UMEDAD HF+J

&IE:Y"minutos%

&E:E30&U30 "Zrados*entgrados%

8 77

= 7

>8 F8

>= F78 =F

7= =

8 G8


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A= CALCULO DE :y N >+F7J' O 7F+>F

y N >+F7J"7=% O 7F+>F

yN =H+H>==

yN f

fN =H+H>==

B= CALCULO DE LA DIFUSIIVIDAD TERMICAQN 8+J!"">O3T7% O "8+F7H!bT7%%Rf

QN 8+J!"">O8+87=T7% O "8+F7H!8+8F7=T7%%R=H+H>==

QN 8+8JGH=J= m7!s

CALCULO DE LA CONDUCTIVIDAD TERMICA

#N 8+8 O 8+=7"Pa%

#N 8+8 O 8+=7"8+HFJ%#N 8+FGJF !m 8*

CALCULO DEL CALOR ESPECIFICO

*pN >+GH=O8+87="Pa%

*pN >+GH=O8+87="8+HFJ%

*pN >+GJH7= (!#g o*

CALCULO DE LA DENSIDAD

N m!


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*ilindro N "VR r7 R ,!F888%

*ilindro N "VR =T7 R +=!F888%

*ilindro N 8+>GG litros

8+>GG litros N 8+888>GG m

>J8+ g N 8+>J8 #g

N 8+>J8 ! 8+888>GG

N >>F+FJ7 #g!m

C= ;OPELMAN

rimero ,ay que calcular la masa de la fraccin slida. Si la densidadde la carne es >>F+ #g!my la del agua es >888 #g!m .

El volumen espec/co del agua es.

lN ">! 0ZU0%RPa

">!>888%R8+HFJN 8+888HFJ

y el volumen especi/co del slido es

sN ">! *03BE%R8+7G

">!>>F+%R8+7GN 8+88877H7JH

Luego+ la ecuacin de :a'Xell es


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bN s! ">Os%

N8+88877H7JH!"8+888HFJO8+88877H7JH%

N8+77>=F7F

Si la conductividad del agua es 8+>= M&U!, pie78C

Luego

aN Wl ! "7Wl O Ws%

aN "R8+>=% ! ""7R8+>=% O 8+FGJF%%

aN 8+=F>8=7>

3eempla-ando en la ecuacin de :a'Xell+ se tiene6

#N 8+>=[">\">\"8+=F>8=7>R"8+FGJF!8+>=%%%R 8+77>=F7F% ->O"8+=F>8=7>\>%R 8+77>=F7F]

#N 8+>GFFJJHH

La ecuacin de #opelman para conduccin de calor paralelo a la /braes la mismo por lo que6

#N 8+>GFFJJHH


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D= C!"#$%&'&"(" %)*+&$( S0+=H' O 77+8H>

y N >+=H"7=% O 77+8H>

yN =G+H>=

yN f

fN =G+H>=


QN 8+J!"">O7+=T7% O "8+F7H!F+7=T7%%R =G+H>=

TIEMPO+&!#%5=

TEMPERATURAG*("5C0!%


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QN 8+8J=8HJ>7 m7!s

CALCULO DE LA CONDUCTIVIDAD TERMICA

#N 8+8 O 8+=7"Pa%

#N 8+8 O 8+=7"8+HH%

#N 8+F8F !m 8*


*pN >+GH=O8+87="Pa%

*pN >+GH=O8+87="8+HH%

*pN >+GJF7= (!#g o*

CALCULO DE LA DENSIDADN m!



*ilindro N 8+>GG litros

8+>GG litros N 8+888>GG m

>H+7 g N 8+>H7 #g

N 8+>H7 ! 8+888>GG

N >>77+F78>F #g!m

C= ;OPELMAN

rimero ,ay que calcular la masa de la fraccin slida. Si la densidadde la carne es >>77+F78>F #g!my la del agua es >888 #g!m .


lN ">! 0ZU0%RPa N ">!>888%R8+HHN 8+888HH

^ el volumen especi/co del slido es6

sN ">! *03BE%R8+7GN ">!>>77+F%R8+7GN 8+8887>G


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bN s! "lOs%

N8+8887>G!"8+888HHO8+8887>G%

N8+7>7=8=


Luego

aN Wl ! "7Wl O Ws%

aN "R8+>=% ! ""7R8+>=% O 8+F8F%%

aN 8+=HGG7HH>


#N 8+>=[">\">\"8+=HGG7HH>R"8+F8F!8+>=%%%R 8+7>7=8=% ->O"8+=HGG7HH>\>%R 8+7>7=8=]

#N 8+>GFG=J7

La ecuacin de #opelman para conduccin de calor paralelo a la /braes la mismo por lo que6

#N 8+>GFG=J7


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D= C!"#$%&'&"(" %)*+&$( S08 8

>= F8

78 FF

7= =8

8 =F

= =G

F8 =F= G8


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A= CALCULODE

:y N 8+J>' O 7+>7H

y N 8+J>"=% O 7+>7H

yN ==+7=

yN f

fN ==+7=


QN 8+J!"">O7+=T7% O "8+F7H!F+7=T7%%R ==+7=

QN 8+8J7GF7G m7!sCALCULO DE LA CONDUCTIVIDAD TERMICA

#N 8+8 O 8+=7"Pa%

#N 8+8 O 8+=7"8+HG%

#N 8+FH=7 !m 8*


*pN >+GH=O8+87="Pa%

*pN >+GH=O8+87="8+HG%

*pN >+GJF (!#g o*

CALCULO DE LA DENSIDAD

N m!



*ilindro N 8+>GG litros8+>GG litros N 8+888>GG m


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7G+7 g N 8+7G7 #g

N 8+7G7 ! 8+888>GGN >G8+8J=7= #g!m

C= ;OPELMAN

rimero ,ay que calcular la masa de la fraccin slida. Si la densidadde la carne es >G8+8J=7= #g!my la del agua es >888 #g!m.


lN ">! 0ZU0%RPa N ">!>888%R8+HGN 8+888HG

^ el volumen espec/co del slido es6

sN ">! *03BE%R8+7GN ">!>G8+8J=7=%R8+7GN 8+888>G>G7


bN s! "lOs%

N8+888>G>G7!"8+888HGO8+888>G>G7%

N8+>H=F78=J



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Luego

aN Wl ! "7Wl O Ws%

aN "R8+>=% ! ""7R8+>=% O 8+FH=7%%

aN 8+=8FJ==G


#N 8+>=[">\">\"8+=8FJ==GR"8+FH=7!8+>=%%%R 8+>H=F78=J% ->O"8+=8FJ==G\>%R 8+>H=F78=J]

#N 8+>G>8FG

La ecuacin de #opelman para conduccin de calor paralelo a la /bra

es la mismo por lo que6#N 8+>G>8FG

D= C!"#$%&'&"(" %)*+&$( S0


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Sellar de manera adecuada la super/cie de las latas paraimpedir el ingreso de agua al interior de la lata y as obtenerdatos ms precisos para la reali-acin de los clculos.

:antener estandari-ado la temperatura del agua del baDomara.

BIBLIOGRAFIA

BIBLIOGRAFA VIRTUAL

Yc,oa+ Yscar 0m-quita+ 0le4andro *,e4ne+ Carid ropiedades termofsicasde la carne6 revisin del estado del arte 3ed 1yna 788G

DISPONIBLE EN:

,ttp6!!site.ebrary.com!lib!cotopa'isp!reader.action_docI1N>8>7=GF

BIBLIOGRAFA RECOMENDADA

,ttp6!!spanis,.amadamiyac,i.com!glossary!glosst,ermalconductivity ,ttp6!!XXX.construmatica.com!construpedia!*onductividad`&

9*90JrmicaANEXO

POLLO RES CERDO

MUESTRAS DE CARNES

POLLO RES CERDO

TOMA DE TEMPERATURAS AL AMBIENTE
http://site.ebrary.com/lib/cotopaxisp/reader.action?docID=10125684http://spanish.amadamiyachi.com/glossary/glossthermalconductivityhttp://www.construmatica.com/construpedia/Conductividad_T%C3%A9rmicahttp://www.construmatica.com/construpedia/Conductividad_T%C3%A9rmicahttp://site.ebrary.com/lib/cotopaxisp/reader.action?docID=10125684http://spanish.amadamiyachi.com/glossary/glossthermalconductivityhttp://www.construmatica.com/construpedia/Conductividad_T%C3%A9rmicahttp://www.construmatica.com/construpedia/Conductividad_T%C3%A9rmica


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POLLO RES CERDO

PESOS INICIALES DE LAS MUESTRAS

POLLO RES CERDO

PESOS FINALES DE LAS MUESTRAS

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