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FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL OPERACIONES UNITARIAS Autores: Celiz Becerra, Marilyn Chicoma Manay, Sthefany Ramirez Chinguel, Cris Ruiz Villasis, Carla Informe para la asignatura de Operaciones y procesos unitarios Chiclayo, 9 de Octubre del 2013 1. Introducción Cualquier proceso, llevado a la escala que sea, puede ser reducido a una serie coordinada de lo que llamamos operaciones unitarias, que vienen a ser las acciones básicas y necesarias de transporte, adecuación y transformación. El número de estas operaciones no es muy grande, pero su complejidad se basa en la variedad de condiciones de temperaturas, presión, etc; bajo las cuales deben llevarse a cabo en diferentes procesos, dependiendo además de las limitaciones en cuanto a materiales de construcción y diseño de equipos (reactores, intercambiadores, bombas, mezcladores, separadores, etc.) El objetivo principal de la presente práctica es identificar, diferenciar y dominar los fundamentos, características y aplicaciones de las operaciones unitarias más conocidas, como son la extracción, filtrado y secado, con la finalidad de obtener almidón a partir de un tubérculo, en este caso, la yuca. Se busca también, conocer los principios de funcionamiento de los equipos utilizados (pipeta graduada, horno, matraz, entre otros), así como su importancia para llevar a cabo las operaciones básicas, otro punto a tener en consideración son las variables que están presentes a lo largo de las operaciones; variables como la masa del tubérculo, el volumen del solvente, la temperatura a la cual se expone el almidón fresco, las cuales ayudarán a obtener el balance de materia de la yuca, para conocer las entradas y salidas, y cuánto producto (almidón) podemos obtener a partir de una cantidad determinada de materia prima (yuca). A manera de resumen podemos decir que la presente práctica de laboratorio contiene la recopilación de datos de las operaciones industriales: extracción, filtración y secado; la definición de cada una, sus fundamentos y equipos más comunes para llevarlas a cabo. Cuenta también con sus respectivos balances de materia y diagramas de bloque que ayudan a comprender mejor las aplicaciones de cada operación. El desarrollo de la práctica es importante debido a que las operaciones unitarias dentro de la industria permiten manejar y controlar variables y parámetros de proceso que hagan más eficiente la planta de producción. El balance de materia nos permite conocer los flujos que entran y salen de una planta, indicándonos qué cantidad de materia prima es la adecuada para obtener una masa requerida, y así cumplir con las especificaciones dentro de la producción. 2. Marco teórico 2.1. Operaciones unitarias Según Orozco (1998), son el área del proceso o equipos donde se incorporan materiales, insumos o materias primas, dando lugar a una función determinada. Cambios ocurridos en una materia prima que tienen como objetivo modificar las condiciones de una determinada unidad de masa. (Ibarz, 2005) 2.1.1. Extracción Es la separación de una sustancia que puede disolverse en sólidos o líquidos; aprovechando su distinta solubilidad, en un disolvente adecuado. (García, 2000) La extracción es la técnica empleada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o para aislarlo de sus fuentes naturales. Puede definirse como la separación de un componente de una mezcla por medio de un disolvente. (Química Orgánica, 2004) La extracción es un procedimiento de separación en el que el soluto de una disolución se distribuye entre dos líquidos inmiscibles, generalmente uno acuoso y otro orgánico. (Patiño, 2004) O. por transferencia de materia •Destilación •Extracción •Adsorción/ Desarción O. por transferencia de calor •Intercambio de calor •Evaporación •Condensación O. por transferencia de calor y masa •Humidificación •Secado •Liofilización 2.1.2. Filtrado La filtración es una operación básica, muy utilizada, consistente en la separación de partículas sólidas de una suspensión mediante un medio filtrante que deja pasar el líquido y retiene el sólido. Las partículas sólidas retenidas sobre el medio filtrante van formando un lecho poroso, a través del cual circula el fluido, denominado torta filtrante. (Coulson, 1981) Es un método físico-mecánico que consiste en la separación de mezclas de sustancias compuestas de diferentes fases. Un medio filtrante poroso es atravesado por un líquido o gas (fase 1) y las partículas sólidas o gotículas de un líquido (fase 2) quedan retenidas en la superficie o en el interior del medio filtrante. (Acefesa, 2004) Es una operación de separación sólido- fluido basada en la retención de partículas de un tamaño superior por una malla filtrante. (López, 2004) FILTRACIÓN Operación de separación En partículas sólidas de líquidos y gases TIPOS DE FILTRACIÓN Filtración con membrana Filtración por vacío Filtración con papel TIPOS DE FILTROS Filtros prensa: compuesto por un conjuntos de placas Filtros rotarios: para el aprovechamiento del sólido Filtros centrífugos: el proceso se acelera por centrifugación 2.1.3. Secado El secado es una operación unitaria mediante la cual se elimina la humedad de una sustancia. La fase previa a todo secado es la eliminación mecánica de agua mediante filtros, prensas o centrífugas, reduciéndose después por vía térmica la humedad que quede. En la última se somete el producto húmedo a la acción de una corriente de aire caliente y seco, evaporándose el líquido con el consiguiente aumento de la humedad del aire. (Marcilla Gomis 1998) 2.2. Solventes: agua El agua es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas de vida. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. Es el disolvente universal, es decir el líquido que más sustancia disuelve. (Santillana 2007) 2.3. Variables de proceso 2.3.1. Temperatura La temperatura es una medida utilizada por la física y la química, que expresa el nivel de agitación que poseen los átomos de un cuerpo. (Barreiro, 2006) Es una magnitud escalar que nos presenta cierta información sobre la energía contenida en un cuerpo o sustancia debido a la excitación de sus partículas. (Smith, 2003) 2.3.2. Masa Dentro de las variables tenemos a la masa es una medida de la cantidad de material que hay en un objeto. La unidad SI fundamental para la masa es el kilogramo (kg), que es aproximadamente igual a 2.2 libras (lb). Esta unidad fundamental es inusual en cuanto a que utiliza el prefijo, kilo-, en lugar de la palabra gramo sola. Obtenemos otras unidades de masa añadiendo prefijos a la palabra gramo. (López, 2004) Para una explicación más precisa se muestra el siguiente esquema: 2.3.3. Volumen En las variables de proceso tenemos una que es fundamental la cual es el volumen, es considerado una propiedad intrínseca de la materia y como la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo. Es una magnitud escalar, que en la mayoría de los casos la asocian con el tamaño de un cuerpo. Es la extensión en tres dimensiones de una región de espacio. (López, 2004) 2.4. Almidón y su utilidad El almidón es un polisacárido que se encuentra en los cereales (arroz, trigo, etc) y en los tubérculos (papas, boniato, etc) y es una de las sustancias que aporta mayor cantidad de calorías a la alimentación del hombre. (El rincón de la ciencia 2013) Está compuesto químicamente por una mezcla de dos polisacáridos muy similares, la amilosa y la amilopectina. (El rincón de la ciencia 2013) Su utilidad es variada, en las industrias alimenticias como: aglutinante parael ligamento de componentes, salchichas y embutidos cocidos, estabilidad de caramelos, espesante para alimento preparados como sopas, salsas y gelatinas, emulsificante en las mayonesas y como estabilizador en la producción de mantecados y helados. En las industrias de edulcorantes como los jarabes de hidrolizados de almidón son ampliamente usados en alimentos dietéticos. En las industrias no alimenticios como: en la textil (almidonar tejidos), farmacéutica y cosmética (polvos faciales) e industria papelera y de adhesivos. (El rincón de la ciencia 2013) 3. Metodología 3.1. Extracción de almidón de la yuca con cáscara En primer lugar hemos pesado la materia prima (yuca con cáscara) para saber qué cantidad de tubérculo iba a ingresar por las diferentes operaciones, y obtuvimos como resultado: 252.3 gramos, a la cual le hemos restado el peso del plato en el cual fue pesada (111,4 gramos), y obtuvimos un peso de: 140,9 gramos. Después de haber realizado el pesado hemos lavado la materia prima para deshacernos de las impurezas impregnadas en ella (tierra, residuos sólidos), hemos secado con paños la materia prima, con cuidado de no retirar la cáscara, y posteriormente hemos realizado un segundo pesado, en el cual hemos obtenido 136,9 gramos. Como ya teníamos la materia prima limpia hemos realizado la descomposición de la misma en trozos más pequeños, la cual fue llevada a cabo en un rallador común. Después de haber realizado el rallado, hemos realizado otro pesado, ahora de la yuca rallada, y hemos obtenido un peso de: 132,1 gramos. Luego, hemos vertido en una tina de aproximadamente 5 litros todo el contenido de yuca rallada y hemos añadido 1321 mL de agua (hemos agregado 10 mL por cada gramo de raíces de yuca que teníamos). Hemos mezclado la yuca rallada con el agua y luego hemos dejado reposar la mezcla durante 15 minutos aproximadamente. Pasado este periodo de tiempo hemos procedido a colar los trozos de yuca para eliminar el agua presente, hemos pesado dicha muestra y posteriormente la hemos colocado en un vaso de precipitación de 600 ml, al cual le hemos añadido agua, y hemos dejado reposar por 10 minutos. Transcurridos los 10 minutos hemos procedido a retirar el agua haciendo uso de una pipeta graduada, y nos hemos quedado solo con la lechada de almidón. Luego, hemos colocado la muestra en un papel de filtro para quitar el exceso de agua presente en la lechada (aproximadamente 30 minutos en el matraz). Después hemos retirado el papel de filtro con el almidón fresco y lo hemos colocado en el horno a una temperatura 60°C para secar la muestra y hemos obtenido al final de la práctica el almidón de la seco que fue de 9,849 gramos. 3.2. Extracción de almidón de la yuca sin cáscara Se ha realizado un proceso manual para la extracción del almidón de un tubérculo como la yuca, pero en este caso fue yuca pelada, es decir, la muestra tuvo menos porcentaje de almidón, por tal motivo hemos realizado un pesado para poder hacer el balance posterior. Hemos empezado por un pesado de las raíces frescas de yucas, en este caso nuestra materia prima del proceso, el peso de esta fue de 158,8 g. Seguidamente hemos realizado un lavado para eliminar la tierra y aquellas impurezas adheridas a las raíces, con las toallas hemos realizado un secado rápido y nuevamente hemos llevado las raíces de yuca (en un plato de vidrio ligero) a la balanza para poder obtener la diferencia de pesos, la cual fue de 124,8 g. Una vez limpia la materia prima hemos procedido con el pelado de la misma, la hemos realizado con sumo cuidado para no retirar la parte de la pulpa y nuevamente la hemos pesado, con una diferencia de peso 23,1 g en esta parte es donde se define la menor concentración de almidón en comparación con la yuca con cascara. Cuando tuvimos lista la yuca sin cascara, hemos empezado con su desintegración, es decir, de forma manual hicimos un rallado, donde intentamos separar los gránulos de almidón contenidos en las raíces de la yuca, esta operación se realizó con mucho cuidado ya que de esta depende el rendimiento total del almidón en el proceso de su extracción. Hemos continuado con un pesado, donde la diferencia de pesos fue 4 g. Para esta muestra (yuca pelada) le agregamos 10 mL de agua por cada gramo de raíces de yuca que teníamos, el volumen total agregado fue 977 mL para obtener la lechada de almidón, hemos dejado reposar por 10 minutos en un recipiente grande, en este caso hemos utilizado una tina de plástico. Después, hemos continuado con la etapa de extracción: primero con un colado (con un colador) de la lechada de almidón, el almidón fue arrastrado por el agua a través del tocuyo y la fibra permaneció en el colador, hemos realizado esta operación para la separación de la pulpa o material fibroso de la lechada de almidón. Seguidamente hemos realizado un pesado tanto para el material colado como para la fibra que quedó en el colador, los pesos fueron 2133,7 g y 75,4 g respectivamente. Las muestras en los vasos de precipitación las hemos dejado sedimentar por 15 minutos para separar los últimos gránulos de almidón del agua, para llevar a cabo dicha operación hemos usado una pipeta graduada con chupón. Nuevamente hemos pesado en la balanza presentando un peso de 249,198 g. La siguiente operación fue un filtrado con la ayuda de matraces y papeles de filtrado, y luego hemos realizado otro pesado en una balanza normal y en una analítica respectivamente. Con la intención de eliminar un sobrenadante, hemos realizado un secado artificial (medios tecnológicos), a una temperatura de 60 °C por un periodo de 24 horas para retirar la mayor cantidad de humedad del almidón, liberándolo de un 12% o 13% del mismo. Finalmente hemos realizado un pesado para saber la cantidad de almidón obtenido, el cual fue 5,55 g. 4. Resultados y discusiones 4.1. Extracción de almidón de la yuca con cáscara 4.1.1. Diagrama de flujo del proceso 4.1.2. Balance de materia 4.1.2.1. Por cada operación 4.1.2.2. Balance de masa PROCESO H F K D A - Recuperación de almidón teórico: 19,65% - Recuperación del almidón según nuestros resultados: 11,21% Podemos darnos cuenta que el porcentaje de recuperación de almidón obtenido de nuestros cálculos en la práctica de laboratorio es de 11,21 %, el cual, comparado con el resultado del porcentaje de recuperación de almidón teórico (19,65 %) es mucho menor, existiendo una variación del 8.44 %. Dicha variación puede deberse a que una determinada cantidad de almidón se quedó en el afrecho, o a que el volumen de agua no fue el adecuado (debido a la falta de instrumentos de laboratorio: vasos de precipitación), por otro lado, otra causa pudo estar en la sedimentación del producto, ya que pudo haberse ido un porcentaje de almidón en el agua residual, estos factores impidieron que la recuperación de los resultados se acerque más a la recuperación teórica. 4.1.3. Coincidenciasy discrepancias En un estudio realizado por el Dr. P.M. Giber (coordinador del departamento rural de Paraguay) sobre la obtención de subproductos de la mandioca (yuca), se tuvieron los siguientes resultados: Resultados del proceso de extracción de almidón realizado por el Dr. P.M Giber en Paraguay - Cien kilogramos de mandioca (100 kg) contienen entre 28 y 30 kg de almidón. - La pireca o cáscara contiene el 3% de almidón inicial (entre 0.84 y 0.90 kg de almidón). - Después del colado se obtiene un líquido lechoso, aproximadamente 2400 g, y lo que queda en el colador (afrecho) es aproximadamente 340 g. - Después de haber realizado el proceso se obtienen 7.44 kg de almidón. Hemos convertido los datos descritos en el estudio anterior a gramos, para poder compararlos con nuestros resultados, obteniendo: COINCIDENCIAS DISCREPANCIAS Para nuestra muestra de 132,1 g de yuca con cáscara, usando los datos del estudio realizado en Paraguay se debió obtener 9,83 g de almidón; en nuestra práctica obtuvimos 9,85 g de almidón, por lo que podemos decir que hay poca variación. La cantidad de afrecho obtenido en nuestro proceso es de 116,9 g, mientras que la cantidad de afrecho obtenido en el estudio realizado en Paraguay es de 340 g, por lo que nos damos cuenta que existe una gran variación en los datos, y que La cantidad de lechada que obtenemos en nuestro proceso es de 2386,9 g; mientras que la cantidad de lechada obtenida en el estudio en comparación es de 2400 g, no varía considerablemente. posiblemente se deban a factores externos que afectaron algunas de las operaciones del proceso. 4.1.4. Factores que afectan el proceso La falta de un buen rallador, que imposibilitó el hecho de avanzar a la par con la otra muestra de yuca sin cáscara. El tiempo no fue controlado de manera adecuada ya que puedo haber un margen de error de 1 o 2 minutos con lo que la etapa siguiente al reposo pudo verse afectada. No se llevó un control adecuado de la temperatura a la que debió permanecer el horno para lograr obtener el almidón que necesitamos. No contar con el número de equipos suficientes para realizar un mejor control de las operaciones del proceso (vasos de precipitación, pipetas graduadas). La mala calibración de la balanza que se empleó para pesar tanto la materia prima como los instrumentos. 4.2. Extracción de almidón de la yuca sin cáscara 4.2.1. Diagrama de flujo del proceso 4.2.2. Balance de materia 4.2.2.1. Por cada operación 4.2.2.2. Balance de masa - Recuperación de almidón teórico: - Recuperación del almidón según nuestros resultados: 6,32% Existe una variación de 3.41 % en la recuperación del almidón según nuestros y la recuperación teórica. Hay menor variación con respecto al proceso de la yuca con cáscara. Y puede deberse a que primero se realizó el proceso de yuca sin cáscara (por lo que nos tomamos más tiempo cuidado al momento de realizar las operaciones). Sin embargo, pudimos haber obtenido un resultado más cercano al ideal, consideramos que las causas comunes son los factores humanos tanto al momento de pelar la materia prima (pudo haberse eliminado un poco de materia prima con las impurezas) como en el momento de colar y obtener la lechada. 4.2.3. Coincidencias y discrepancias En un estudio realizado por cinco estudiantes de la escuela de Ingeniería de Antioquia en Medellín – Colombia, titulado U a irada a la agroi dustria de e tra ió de al idó de u a, desde la esta dariza ió de pro esos se tiene como proceso productivo lo siguiente: Al ponerlo en comparación con: Comparaciones Discrepancias Las operaciones de lavado y pelado, en ambos procesos se ha realizado para la eliminación de algunas impurezas y cascarillas. La operación de almacenamiento que inicia el diagrama de operaciones para la investigación realizada en Colombia evidencia un proceso industrial propiamente dicho en comparación con el de nosotras que fue resultado de una práctica de laboratorio. En ambos procesos se ha realizado la operación del rallado y ha considerado a este como un factor vital del cual depende la eficiencia del proceso, asegurando la extracción máxima de almidón. En el proyecto encontrado al rallado se le agrega agua. Las operaciones de selección y despunte de la materia prima ayuda a asegurar la calidad del producto, un factor de suma importancia para un proceso industrial. No se tomó en cuenta para nuestro proceso. El colado se ha realizado en ambos procesos. El colado es doble y se ha realizado en un proceso más tecnificado. En nuestro proceso el mezclado y el colado se hacen por separado. La sedimentación es una operación presente en ambos procesos, útil para separar al almidón de la fase acuosa. El tamizado es una de las operaciones que procede al colado para asegurar la separación de la fibra de la lechada de almidón de yuca, en nuestro proceso no se ha realizado. El secado está presente en ambos procesos, en la investigación encontrada se hace un secado natural. La fermentación (acidificación) operación que se realiza después del sedimento para la obtención del almidón agrio y dulce. En la investigación encontrada se obtuvieron los siguientes resultados: Resultados del proceso de extracción de almidón de la yuca realizado por la Escuela de Ingeniería de Antioquía (Medellín, Colombia) Las entradas del proceso: - Materia prima: Entro al proceso 1000 Kg humedad de las raíces de yuca con una humedad aproximada del 62,5%. - Agua: Entro al proceso en el lavado 1,333 Kg aproximadamente. Entro al proceso en el rallado 440 Kg aproximadamente. Entro al proceso en el colado 8,573 Kg aproximadamente. Entro al proceso en el sedimento 1600 Kg aproximadamente. Las salidas del proceso: - Afrecho: Sale 1,548 Kg aproximadamente y tiene 94 % de humedad - Agua residual: Sale del proceso después del colado y tamizado 516 Kg aproximadamente. Sale del proceso después del lavado y pelado 1,415 Kg aproximadamente. Sale del proceso después de la sedimentación 8,304 Kg aproximadamente. - Producto: Salió del proceso 232,5 Kg de almidón agrio con un 12% de humedad. Salió del proceso 459 Kg de almidón dulce con un 55% de humedad. Perdidas del proceso: - En el proceso de secado se ha perdido 197,4 Kg de agua y 4Kg de almidón. Pusimos en comparación estos datos con cada una de nuestras variables para lo cual: Coincidencias Discrepancias Para ambos procesos el agua se ha manifestado de dos formas: en agua líquida y como humedad impregnada en las raíces de yuca. No se realizó la operación del filtradose procedió a realizar una fermentación para obtener el almidón agrio. En los dos procesos el afrecho que libera la operación del colado tiene la mayor proporción de humedad y de peso en residuos sólidos en comparación con otras operaciones El proceso de secado presenta perdidas debido a que en el proyecto encontrado se ha realizado un secado en espacios abiertos (secado natural), es decir, depende del viento y las lluvias; presentando una pérdida de 4 Kg de almidón. Las entradas a ambos procesos es la materia prima (raíces de yuca) y el agua, los residuos que salen de los procesos son: afrecho y agua residual. El producto final para el proceso de la Escuela de Ingeniería es el almidón agrio y el subproducto es el almidón dulce, además el afrecho fue reprocesado en un secado obteniendo otro subproducto. En el proyecto nuestro solo tiene un producto que es el almidón seco y el afrecho fue desperdiciado. 4.2.4. Factores que afectan el proceso El tiempo no se controló de la manera correcta, ya que se presentaron ciertos percances, lo que ocasionó ciertos márgenes de error. En lo que se refiere a la operación de rallado, no se contó con un buen rallador pues se necesitaba uno con más resistencia, en este caso de aluminio. La balanza pudo no estar calibrada correctamente, ocasionando un error en los pesos de la materia prima e instrumentos. Al momento de rallar la yuca pudo haberse caído parte de la materia prima, perdiendo con ella una determinada cantidad de almidón. 5. Conclusiones - La yuca es la raíz que contiene más almidón (por peso seco) que casi cualquier otro cultivo alimentario: 89,6 gramos de almidón por cada 100 gramos de dicho tubérculo. Hay disponibilidad de esta materia prima en nuestro país, por lo que se puede aprovechar para obtener de ella un producto de mayor valor agregado como lo es el almidón, y puede lograrse mediante el uso de tecnologías sencillas y el conocimiento de operaciones unitarias típicas. - El proceso de obtención del almidón de la yuca es relativamente sencillo, se necesita del conocimiento y aplicación de las operaciones básicas como son la extracción, filtración y secado; así como del adecuado manejo de equipos e instrumentos de laboratorio, factores que determinarán la máxima recuperación de almidón de la yuca. - Existen diferencias entre el color del almidón obtenido de la yuca pelada y de la yuca con cáscara, ya que el color del almidón extraído de la yuca pelada es medio blanco o crema mientras que el obtenido de la yuca con cáscara es medio opaco (con puntos marrones), consideramos que se debe a la presencia de la pireca (cáscara). - La cantidad de almidón obtenida después de realizar las operaciones teniendo como materia prima a la yuca pelada fue de 5,5468 gramos; mientras que la cantidad de almidón obtenida de la yuca con cáscara fue de 9,849 gramos (mayor que la anterior). Ante estos resultados podemos decir que en la cáscara de la yuca también se concentra una determinada cantidad de almidón, y se le podría dar otro uso aparte de ser destinada a la industria del abono. - El porcentaje de recuperación de almidón teórico de la yuca con cáscara es de 19,65%, y el que obtuvimos en la práctica fue de 11,21%. Existe una variación del 8.44%, que se debe principalmente a factores humanos (eliminar una cantidad determinada de almidón en el agua residual, no extraer toda la lechada del afrecho, colocar más volumen de agua del que se requería, entre otros) que impidieron que el resultado se acercara más al ideal. - El porcentaje de recuperación de almidón teórico de la yuca sin cáscara es de 9,73% y el que obtuvimos en la práctica fue de 6,32%. Existe una variación del 3.41%, es menor que la del proceso anterior debido a que este fue realizado con más cuidado y le dedicamos más tiempo en cada operación; sin embargo, esta pequeña variación se debe también a factores humanos (al rallar la yuca se botó parte de la materia prima, en el pelado se pudo eliminar la yuca junto a las impurezas, eliminar almidón en el agua residual, no extraer toda la lechada del afrecho) e impidieron que nuestro resultado se acercara un poco más al ideal. 6. Recomendaciones Se recomienda que en la etapa de extracción se emplee la reutilización y minimización de residuos. Ya que con esto se puede obtener beneficios económicos al aprovechar los residuos, ya se para la dieta de animales u otros usos. Evaluar las técnicas de secado que me conlleven a tener un control más riguroso sobre el almidón para así evitar pérdidas futuras. Controlar con un cronómetro cada etapa, ya que así no se presentaría tanto error y obtendríamos el almidón que necesitamos. Sin factores que afecten tanto el proceso. 7. Bibliografía Barreiro, José A. 2006. Operaciones de Conservación de alimentos por bajas temperaturas. Editorial Equinoccio: Venezuela Carrillo, Myrna; Gonzáles, Rosa; Hernández, Gisela; Montagut, Pilar; Nieto, Elizabeth; Sandoval, Rebeca; Sansón, Carmen 2002. Química General, manual de laboratorio. México: Pearson educación. Corrales, Fernando; Elizondo, Rosario 2003. Manual de experimentos de laboratorio para Química I y II. Costa Rica: Editorial Universidad estatal a distancia. Coulson, J M. 1981. Ingeniería Química: Operaciones básicas. Editorial Reverté: Barcelona Espinoza García, Maria Luisa. Operaciones y procesos unitarios. Apuntes de estudio 2013-II. García, Esperanza. Operaciones Básicas: Manual de aula. Editorial Universidad Politécnica de Valencia: España Gomez, M.A. ¿Qué es el almidón?. http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Curiosid/Rc-58.htm. (acceso Octubre 4, 2013) Ibarz, Albert. 2005. Operaciones Unitarias en la Ingeniería de alimentos. Editorial Mundi- Prensa: España López, Costa J. 2004. Curso de Ingeniería Química técnica: Introducción a los procesos. Editorial Reverté: Barcelona Marcilla Gomis 1998. I t odu ió a las ope a io es de sepa a ió , ál ulo po etapas de e uili io . Lima, Publicaciones Universidad de Alicante Montoya, Susana; Tecnología de alimentos 2007. Industrialización de la yuca, obtención de almidón nativo y sus aplicaciones. Tecnología en alimentos, Universidad del valle. P.M, Gibert 2005. Obtención de subproductos de la mandioca. http://archivo.abc.com.py/suplementos/rural/articulos.php?pid=87788. (Acceso Octubre 07, 2013) Orozco. 1998. Operaciones Unitarias. Editorial Limusa: México Santilla 2007. Quí i a . Lima-Perú, Editorial Santillana. Smith. 2003. Operaciones Unitarias en la Ingeniería Química. Editorial McGraw- Hill Interamericana: México “o o a, Willia s. Ute silios té i as de o i a . España: Editorial Ti u Mas. Tellado, Manuel; Torregosa, Marisa; Rodríguez, Jezabel 1994. Manual práctico de química. Bolivia: Auxilab, S.L Montoya, Susana; Tecnología de alimentos 2007. Industrialización de la yuca, obtención de almidón nativo y sus aplicaciones. Tecnología en alimentos, Universidad del valle. ANEXOS 1. Materiales que se utilizaron 1.1. Equipos y material: 1.1.1. Pipeta plástica: Es un instrumento volumétrico de laboratorio que permite medir la alícuota de líquido con bastante precisión. Está formada por un tubo transparente que termina en una de sus puntas de forma cónica, y tiene una graduación con la que se indican distintos volúmenes. (Corrales 2003) 1.1.2. Varilla de agitación: Son varillas de aproximadamente 20 cm de longitud que se utilizan para agitar las disoluciones ayudando a que los sólidos se disuelvan en los disolventes más rápidamente. Consiste en un fino cilindro macizo de vidrio que sirve para agitar disoluciones, con la finalidad de mezclar productos químicos y líquidos en el laboratorio. (Corrales 2003) 1.1.3. Vasos de precipitación de 100 mL y 400 mL: Tieneforma cilíndrica y posee un fondo plano, se encuentran graduados. Pueden ser de plástico y vidrio. Posee componentes de teflón y otros materiales resistentes a la corrosión. Su objetivo principal es contener líquidos o sustancias químicas diversas de distinto tipo. Como su nombre lo dice permite obtener precipitados a partir de reacción de otras sustancias. Otras funciones que se le asigna son: transportar líquidos a otros recipientes, para calentar, disolver o preparar reacciones químicas. (Carrillo 2002) 1.1.4. Luna de reloj: Es un instrumento que se usa para pesar sustancias sólidas o desecar pequeñas cantidades en disolución. También es utilizado para pesar muestras húmedas después de hacer la filtración, es decir, después de haber filtrado el líquido y quedar solo la muestra sólida. (Tellado 1994) 1.1.5. Estufa: Es un instrumento de secado; es un equipo que se utiliza para secar y esterilizar recipientes de vidrio y metal. Conocido también como horno de secado. (Carrillo 2002) 1.1.6. Probeta de 100 mL: Es un tubo alargado y graduado, cerrado por un extremo, usado como recipiente de líquidos o gases, el cual tiene como finalidad medir el volumen de los propios. Formado por un tubo transparente de unos centímetros de diámetro y tiene una graduación desde 0 mL indicando distintos volúmenes. La parte inferior es cerrada y posee una base de apoyo, mientras que la parte superior está abierta y tiene un pico. Es un instrumento volumétrico, que permite medir volúmenes superiores y más rápidamente que las pipetas. (Carrillo 2002) 1.1.7. Balanza de precisión: Es un instrumento para llevar a cabo mediciones de masas. Se usa para encontrar el peso exacto hasta una unidad muy pequeña. Presenta escalas iniciadas desde centésimas de gramos hasta kilogramos. Cuando se coloca alguna materia sobre su plato de medición, esta despliega en una pantalla electrónica la masa de dicha materia. (Carrillo 2002) 1.2. Muestras y material proporcionado por el alumno: 1.2.1. Rallador: Es un utensilio de cocina empleado para picar muy finamente algunos alimentos con carácter sólido. Suele ser de acero con un conjunto de perforaciones sobre su superficie que recuerda a una lima. (Sonoma 2008) 1.2.2. Cuchillos: Consta de una delgada hoja, normalmente metálica, frecuentemente acabada en punta y con uno o dos lados afilados y de un mango por el que se sujeta. (Sonoma 2008) 1.2.3. Tocuyo: Es la tela que constituye el colador, por donde se procede a realizar el colado. (Sonoma 2008) 1.2.4. Colador: Es un utensilio de cocina que emplea el concepto de filtro de alimentos con el objeto de escurrir. Se utiliza cuando se quiere separar un alimento líquido de un sólido. (Sonoma 2008) 1.2.5. Yuca: Es un tubérculo. Es rica en carbohidratos, los cuales se presentan en forma de almidón. Tiene grandes propiedades energéticas, capaz de saciar el hambre muy rápidamente. La yuca posee vitamina A, vitamina C. Materiales de laboratorio Pipeta plásti a Vasos de pre ipita ió Lu a de reloj Estufa Pro eta Bala za Papel filtro Materiales proporcionados por el alumno Rallador Colador Cu hillo Yu a 2. Procedimiento 2.1. Extracción de almidón de la yuca con cáscara PESADO DE LA MP PASO 1 LAVADO PASO 2 SECADO MANUAL PASO 3 PESADO DE LA MP PASO 4 RALLADO PASO 5 PESADO PASO 6 SE LE AGREGA AGUA PASO 7 REPOSO (10 MIN) PASO 8 COLADO PASO 9 EXTRAE AGUA PASO 10 PESADO PASO 11 FILTRADO PASO 12 2.2. Extracción de almidón de la yuca sin cáscara PESADO PASO 13 SECADO PASO 14 PESADO PASO 15 PASO 1: PESADO PASO 2: LAVADO PASO 3: SECADO PASO 4: PESADO PASO 5: PELADO PASO 6: PESADO PASO 7: RALLADO PASO 8: PESADO PASO 9: AGREGA AGUA PASO 10: REPOSO PASO 11: COLADO PASO 12: EXTRAE AGUA PASO 13: PESADO PASO 14: FILTRADO PASO 15: PESADO 3. Diagrama de operaciones unitarias que utilizamos 3.1. Operaciones unitarias controladas por la transferencia simultánea de materia y calor 3.1.1. Secado Es una operación unitaria mediante la cual se elimina humedad de una sustancia, en este caso de la yuca. La fase previa al secado es la eliminación mecánica de agua mediante los filtros, reduciéndose después por vía térmica la humedad que quede. El almidón de yuca ingresará a un horno, el cual se encuentra a una temperatura de 60ºC, en donde se eliminará el sobrenadante. El secado durará un periodo de 24 horas, en donde se eliminará la mayor cantidad de agua posible. (Apuntes de estudio) 3.2. Operaciones complementarias 3.2.1. Tamizado Es un método de separación de partículas baso exclusivamente en el tamaño de las mismas. En esta oportunidad el tamizado se realizó en húmedo, a través de un colador de cocina, el cual tiene un tocuyo, por donde los restos más pequeños del rayado de la yuca pasaron a través de éste mientras que los de mayor tamaño quedaron sobre él (no pasaron). (Apuntes de estudio) 3.2.2. Filtrado La filtración es la separación de partículas sólidas a partir de un fluido haciendo pasar el fluido a través de un papel filtrante en donde se depositan los sólidos. (Apuntes de estudio) 4. Composición de la mandioca cruda por cada 100 gr. 5. ¿Cómo se utiliza el papel filtro? -
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