• Author / Uploaded
• laura Palomino

• Categories
• café
• Densidad
• Materia suave
• Agua
• Ciencias fisicas

Citation preview

Escuela de Ingeniería de Alimentos Operaciones con sólidos Tarea 5 Fecha de entrega: Septiembre 03 de 2019 1. Partículas esféricas de extracto de café provenientes de un secador tienen un diámetro de 400 µm y caen a través de aire caliente a 422 k. La densidad de las partículas es 1030 kg/m​3​. Calcule la velocidad terminal de sedimentación y la distancia de caída en 5 s. La presión es de 101.32 kPa. (Calcular la velocidad con el) método de aproximaciones sucesivas. 2. Gotas de aceite que tienen un diámetro de 200 µm se están sedimentando en aire en reposo a 294.3 K y 101.32 kPa. La densidad del aceite es 900 kg/m​3​. Se sedimentan en una cámara de sedimentación que tiene 0.457 m de altura. Calcule la velocidad terminal de sedimentación. Cuánto tiempo le tomará a las gotas sedimentarse? 3. Sedimentación frenada de partículas sólidas​. Partículas sólidas esféricas que tienen un diámetro de 0.090 mm y una densidad de 2002 kg/m3 se están sedimentando en agua a 26.7 0​​ C. La fracción volumétrica de los sólidos en agua es 0.45. Calcúlese la velocidad terminal de sedimentación y el número de Reynolds. 4. Se tiene una mezcla de partículas sólidas a, b, c con las siguientes propiedades físicas: Da = 1.0 cm Db = 0.5 cm Dc= 0.3 cm

ρ = 988 kg/m3 ρ = 1080 kg/m3 ρ = 1150 kg/m3

Proponga un clasificador con agua para separar dichas partículas. Demuestre donde se depositarán cada tipo de partículas en el clasificador. 5. En las trilladoras de café después de la clasificación por tamaño de los granos se sigue una clasificación neumática para separar los granos ligeros, o sea vanos, huecos o que hayan sido atacados por insectos (material 1) de los granos pesados y sanos (material 2). Para la clasificación neumática si los granos de café en materiales 1 y 2 tienen igual tamaño (diámetro) cuál es la relación de sus velocidades terminales de sedimentación en aire (v​t1​/v​t2​) si las densidades son 1200 y 1400 kg/m​3 respectivamente para los granos 1 y 2? 6. En el beneficio del café son necesarias diferentes operaciones de separación y clasificación para obtener café pergamino ​de exportación​. Uno de los subproductos obtenido es el café denominado ​pasilla​, que puede tener un tamaño similar al café de exportación, pero con una diferencia significativa en su densidad. Si estos tipos de café se separan hidráulicamente mientras son transportados en una corriente de agua a 20 0​​ C y l0 m/s estime la longitud mínima del clasificador de la figura para obtener la separación. Considere: Profundidad del sedimentado 1.4 m, diámetro del café 0.8 cm, densidad del café de exportación 1250 kg/m​3​, densidad del café pasilla

1050 kg/m​3​, densidad del agua a 20 0​​ C 998.23 kg/m​3​, viscosidad del agua a 20 0​​ C 1,005 x 10​-3​ Pa.s. 7. Una suspensión diluida contiene partículas de un alimento cuyo diámetro es de 5 x 10​-2 mm, las cuales se van a extraer por centrifugación. La densidad de las partículas es 1050 kg/m​3 ​y la densidad de la suspensión es 1000 kg/m​3​. La viscosidad del líquido es 1.2 x 10​-3 Pa.s. Se usará una centrifuga a 3000 rev/min. Las dimensiones de la taza son b = 100.1 mm, r​1 = 5.0 mm y r​2 = 30.0 mm. Calcúlese la tasa de flujo necesaria en m​3​/s para extraer estas partículas. 8. Se va a clarificar por centrifugación una solución viscosa que contiene partículas con densidad 1461 kg/m​3​. La densidad de la solución es de 801 kg/m​3​, y su viscosidad 0.100 Pa.s. La centrífuga tiene una taza cilíndrica con r​2 = 0.02225 m, r​1 = 0.00716 m y altura b = 0.1970 m. Calcule el diámetro crítico de la partícula más grande en el corriente de salida si N = 23000 rev/min y la tasa de flujo es q = 0.002832 m​3​/h. 9. Repita el problema anterior con los siguientes cambios: (a) Reduzca N a 10000 rev/min y doble r​2 a 0.0445 m, manteniendo r​1 = 0.00716 m; (b) Mantenga todas las variables excepto que doble q m​3​/h.