1. Universidad De Oriente
Núcleo De Anzoátegui
Escuela de Ingeniería y Cs Aplicadas
Dpto de Ing. Química
Operaciones unitarias I
Integrantes:
Calzadilla Gabriela C.I:22864387
Cueche Valery C.I: 26237645
Guzmán Carlos C.I:27141101
Tonito Kimberlin C.I:25675273
Profesor
Ing. Isvelia Avendaño
2. • Objetivo general:
Explicar el proceso de producción de panela o azúcar no
centrifugada a través de un modelado de sistema de evaporación de
múltiple efecto
• Objetivos específicos:
• Describir el proceso industrial de la elaboración de la panela o azúcar no centrifugada.
• Conocer las diferentes operaciones unitarias que se requieren para la producción de la panela o
azúcar no centrifugada
• Mencionar las variables que intervienen en el proceso
• Resaltar los beneficios y la finalidad de la utilización de evaporadores de múltiple efecto en el
proceso
• Estudiar los diferentes problemas operacionales que puedan afectar la eficiencia del proceso
• Optimizar el proceso de producción de panela mediante el uso de un modelado con software
Matlab con un sistema de evaporación múltiple
3. LA CAÑA DE
AZUCAR COMO
MATERIA PRIMA
MORFOLOGIA DE
LA PLANTA
PANELA
DE AZUCAR
GENERALIDADES DE LA CAÑA DE AZUCAR
4. COMPOSICIÓN La panela es un alimento nutritivo ya que no pierde sus minerales y
vitaminas durante su proceso de elaboración, al contrario que el azúcar. Los principales
componentes son los azúcares (sacarosa, glucosa y fructosa), las vitaminas (A, algunas del
complejo B, C, D y E), minerales (potasio, calcio, fósforo, magnesio, hierro, cobre, zinc y
manganeso, etc).
Tabla nutricional para 100g de panela
5. Usos de la panela
La panela, tiene exactamente los
mismos usos que el azúcar
refinado. Por tanto puede usarse
con todo tipo de dulces y postres,
infusiones, café, chocolate,
yogures, leche, batidos, zumos,
mermeladas, almíbares, etc. Es un
elemento muy valorado por chefs
de alta cocina, debido a su pureza y
su carácter natural. Suele usarse
como bebida caliente en el
desayuno, limonada, endulzar el
café, bebida helada, endulzar
postres y bañar frutas.
7. OBJ 1: DESCRIPCION GENERAL DEL PROCESO
DE PRODUCCION DE LA PANELA
RECEPCION DESCARGAY
ALIMENTACION DE LA CAÑA
EXTRACCION DE JUGO MOLIENDA
CONDUCTORES CLARIFICACION EVAPORACION
8. OBJ 2: Operaciones Unitarias en la producción
de azúcar no centrifugada (Panela)
MOLIENDA
EVAPORACION
9. VARIABLE EFECTO
Dureza Dureza moderada, no causa inconvenientes por si sola.
Presión Presiones altas de hasta 150 atm mejoren la extracción
del jugo, responsable de diseño y eficiencia del equipo.
Contenido de humedad Contenido de humedad alta, si el parámetro cae en los
últimos molinos se le agrega jugo macerado para
aumentar la humedad del bagazo.
Tamaño de la caña La caña pasa por un pre tratamiento para ser cortada al
tamaño exacto para la extracción, no causa
inconvenientes en esta etapa.
Tamaño de las ranuras Ranuras de ½’, mejora la extracción del jugo y ruptura del
bagazo.
OBJ 3: VARIABLES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO
VARIABLES EN EL PROCESO DE MOLIENDA Y SU EFECTO
10. VARIABLES EN EL PROCESO DE CLARIFICACIÓN Y SU EFECTO
VARIABLE EFECTO
PH El pH va variando en las diferentes etapas hasta llegar a 7,
responsable de la calidad del producto.
Color De 200 a 350 ICUMSA, parámetro más importante de
calidad.
Temperatura Por debajo de los 200°F no sedimentara la cachaza y muy
arriba de 200°F podría formar incrustaciones.
Presión Normalmente se trabaja a presión atm, no tiene mucha
relevancia.
Concentración
de dióxido de
azufre
Su concentración ideal es de 0.33 libras por tonelada de
caña para conseguir un pH de sulfatado de 4.8, más
concentración elevan costos y alteran el pH.
Concentración
de cal
Gasto de CaO es de 1.5 libras por toneladas de caña para
obtener un pH de 7, menos concentración de CaO no
neutralizara efectivamente el jugo alcalizado.
11. VARIABLE EFECTO
Temperatura Entre 200 °F a 300 °F, la materia prima es termosensible por lo tanto
si se aumenta la temperatura puede provocar su degradación.
Presión Estudios demuestran que trabajar al vacío registra los mejores
resultados que trabajar a presión atm
Concentración de
soluto
Tiene un rango de concentración de 55-60 brix, esta concentración
tiene mucha importancia ya que puede generar cristalización y
retrasar el proceso
Vapor de agua El flujo de vapor que se utiliza no debe aumentar o disminuir porque
alteraría la transferencia de calor en el equipo (se supone que los
intercambiadores están siempre limpios y el U es constante).
VARIABLES EN EL PROCESO DE EVAPORACIÓN Y SU EFECTO
12. OBJ 4: BENEFICIOS Y FINALIDAD DE LA UTILIZACIÓN DE
EVAPORADORES DE MÚLTIPLE EFECTO EN EL PROCESO
UTILIDAD DE
LA ENERGIA
DE SALIDA
AUMENTO
DE LA
ECONOMIA
RESULTADOS
MUY
CERCANOS
CONTRES O
CUATRO
EFECTOS
15. OBJ 5 MODELADO DE UN SISTEMA DE
EVAPORACIÓN MÚLTIPLE
En el 2012 Roger A. Ordoñez, Cesar A. Hernández* y Luis F. Pedraza proponen un
método para optimizar tiempos de procesamiento en el sistema de evaporación del
jugo de caña, en un evaporador de efecto múltiple mediante una función de
transferencia de tercer orden y un control proporcional derivativo. Dicho modelado
tuvo como principal aporte el mejoramiento de los tiempos de procesamiento y la
optimización de recursos, el modelado consistió en un sistema de evaporación de
tres efectos donde se aprovechaba el vapor utilizando sistemas cerrados, y el ahorro
energético fue muy notorio. Utilizaron el programa MATLAB que es un software de
simulación capaz de modelar sistemas de bloques que se usan en la industria
permitiendo un análisis exhaustivo del proceso
16. Datos experimentales para el Modelado del sistema de
evaporación de múltiple efecto
Donde:
Ws= Flujo de vapor
W1= Flujo de vapor a la salida del primer efecto
Wa= Flujo de jugo a la salida del primer efecto
W2= Flujo de vapor a la salida del segundo efecto
Wb= flujo de jugo a las salida del segundo efecto
W3= Flujo de vapor a la salida del tercer efecto
WC= Flujo de jugo a la salida del tercer efecto
Q1=calor requerido primer efecto
U1= coeficiente global de transferencia de calor en el
primer efecto
Q2= calor requerido segundo efecto
U2= coeficiente global de transferencia de calor en el
segundo efecto
Q3= calor requerido tercer efecto
U3= coeficiente global de transferencia de calor en el
tercer efecto
17. Diagrama de masa y concentración
Dónde:
We = Masa de jugo que entra (kg)
Ce = Concentración de jugo
entrante
Ws = Masa de jugo que sale (kg)
Cs = Concentración de jugo
saliente
W = Masa que se concentra (kg)
25. ¿Qué es la
amistad?
¿Para que
sirve la
amistad?
Reflexión
¿Por qué
existe la
amistad?
TRATA A
CUALQUIER
PERSONA COMO SI
FUERA UN AMIGO
Y NUNCA TE
FALTARÁ
COMPAÑÍA O UNA
MANO CUANDO
LA NECESITES
