OPERACIONES UNITARIAS EN LA INGENIERÍA DE ALIMENTOS

Para la obtención industrial de alimentos de máxima calidad, cada una de las etapas que conforman un determinado proceso industrial debería estar diseñada de un modo adecuado.                 

Las características más importantes que trata el libro son: los balances necesarios para plantear el modelo matemático de cualquier tipo de operación, detalle de las operaciones unitarias más comunes de la ingeniería de alimentos, discute el equipo utilizado en las operaciones de refrigeración, congelación, pasteurización, esterilización, evaporacion y deshidratación, proporciona información sobre destilación, absorción adsorción, intercambio iónico y extracción sólido-líquido. También incluye ejemplos prácticos y  problemas resueltos.

ÍNDICE COMPLETO DEL LIBRO:

    Introducción a las Operaciones Unitarias. Conceptos fundamentales. Proceso. Ingeniería de los procesos alimentarios. Transformación y comercialización de productos agrícolas. Diagramas de flujo. Descripción de algunos procesos alimentarios. Régimen estacionario y no estacionario. Operaciones discontinuas, continuas y semicontinuas. Las Operaciones Unitarias. Clasificación. Planteamiento matemático de los problemas.

    Sistemas de unidades. Análisis dimensional y semejanza. Sistemas de magnitudes y unidades. Análisis dimensional. Teoría de la semejanza.

    Introducción a los fenómenos de transporte. Fenómenos de transporte. Regímenes de circulación. Experimentos de Reynolds. Mecanismos de los fenómenos de transporte. Transferencia de materia. Transmisión de energía. Transporte de cantidad de movimiento. Leyes de velocidad. Fenómenos acoplados.

    Transporte molecular de cantidad de movimiento, energía y materia. Transporte de cantidad de movimiento. Ley de Newton de la viscosidad. Transmisión de energía. Ley de Fourier de la conducción de calor. Transferencia de materia. Ley de Fick de la difusión. Ecuación general de velocidad.

    Balances macroscópicos de materia y energía.

    Interacción aire-agua. Propiedades del aire húmedo. Diagrama psicrométrico de Mollier para aire húmedo. Temperatura de termómetro húmedo. Saturación adiabática del aire. Problemas resueltos.

    Reología de productos alimentarios. Esfuerzo y deformación. Sólidos elásticos y fluidos newtonianos. Funciones viscosimétricas. Clasificación reológica de alimentos fluidos. Flujo newtoniano. Flujo no newtoniano. Viscoelasticidad. Efecto de la temperatura. Efecto de la concentración sobre la viscosidad. Modelos mecánicos. Medidas reológicas de alimentos semilíquidos. Problemas resueltos.

    Transporte de fluidos por tuberías. Circulación de fluidos incompresibles. Criterio para flujo laminar. Distribución de velocidades. Perfil universal de velocidades. Balances macroscópicos en la circulación de fluidos. Pérdidas de energía mecánica. Diseño de tuberías. Cálculo de la velocidad y flujo de circulación. Cálculo del diámetroo mínimo de tubería. Redes de tuberías. Bombas. Características de una bomba. Punto de instalación de una bomba. Potencia de la bomba. Rendimiento de una bomba. Tipos de bombas. Problemas resueltos

    Circulación de fluidos a través de lechos porosos. Fluidización. Ley de Darcy. Permeabilidad. Ecuaciones para el flujo a través de lechos porosos. Fluidización. Problemas resueltos.

    Filtración. Fundamentos de la filtración. Filtración a caída de presión constante. Filtración a caudal volumétrico constante. Lavado de la torta. Capacidad de filtración. Condiciones óptimas de filtración a presión constante. Filtros de vacío de discos rotativos. Problemas resueltos.

    Procesos de separación por membranas. Modelos de transferencia a través de la membrana. Modelos de transferencia a través de la capa de polarización. Ósmosis inversa. Ultrafiltración.  Diseño de sistemas de ósmosis inversa y ultrafiltración. Disposición operativa de los módulos. Problemas resueltos.

    Propiedades térmicas de los alimentos. Conductividad térmica. Calor específico. Densidad. Difusividad térmica. Problemas resueltos.

    Transmisión de calor por conducción. Ecuaciones fundamentales en la conducción de calor. Conducción de calor en régimen estacionario. Conducción de calor en estado no estacionario. Problemas resueltos.

    Transmisión de calor por convección. Coeficientes de transmisión de calor. Intercambiadores de calor de tubos concéntricos. Intercambiadores de calor de carcasa y tubos. Intercambiadores de calor de placas. Intercambiadores de calor de superficie ampliada. Intercambiadores de calor de pared rascada. Depósitos agitados con camisa y serpentines. Eficacia de intercambio de calor. Problemas resueltos.

    Transmisión de calor por radiación. Leyes fundamentales. Propiedades de la radiación. Factores de visión. Intercambio de energía radiante entre superficies separadas por medios no absorbentes. Coeficiente de transmisión de calor por radiación. Transmisión simultánea de calor por convección y radiación. Problemas resueltos.

    Procesado térmico de alimentos. Cinética de destrucción térmica. Tratamiento de productos envasados. Tratamiento térmico en el procesado aséptico. Problemas resueltos.

    Conservación de alimentos por frío. Congelación. Temperatura de congelación. Propiedades térmicas de los alimentos congelados. Tiempo de congelación. Diseño de sistemas de congelación. Refrigeración. Sistemas mecánicos de refrigeración. Refrigerantes. Sistemas multipresión. Problemas resueltos.

    Deshidratación. Mezcla de dos corrientes de aire. Balances de materia y calor en secaderos ideales. Mecanismos de deshidratación. Secaderos de armario y lecho. Secado por atomización. Liofilización. Otros tipos de secado. Problemas resueltos.

    Evaporación. Transmisión de calor en los evaporadores. Evaporador de simple efecto. Aprovechamiento del vapor desprendido. Evaporadores de múltiple efecto. Equipos de evaporación. Problemas resueltos.

    Destilación. Equilibrio líquido-vapor. Destilación de mezclas binarias. Rectificación continua de mezclas binarias. Rectificación discontinua. Destilación por vapor directo. Problemas resueltos.

    Absorción. Equilibrio líquido-gas. Mecanismo de la absorción. Columnas de relleno. Columnas de platos. Problemas resueltos.

    Extracción sólido-líquido. Equilibrio sólido-líquido. Métodos de extracción. Aparatos de extracción sólido-líquido. Aplicaciones a la industria alimentaria. Problemas resueltos.

    Adsorción. Intercambio iónico. Equilibrio de los procesos. Cinética de los procesos. Operación por etapas. Columnas de lecho móvil. Columnas de lecho fijo. Problemas resueltos.

    Bibliografía. Apéndices.