Instrumento practico evaluacion Fase 2

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BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA – Jueves 28 de Octubre 2021
· (INDIVIDUAL - 10 puntos) Consolide un mapa mental con los siguientes aspectos bien definidos en su distribución.
(2 puntos) LISTADO DE PRÁCTICAS DESARROLLADAS EN LA FASE:
	Número de la Práctica
	Fecha
	Título de la Práctica
	N° de práctica
	Fecha
	Titulo de Práctica
	5
	28 de setiembre de 2021
	 Estudio del balance atómico relacionado con la estequiometría microbiana 
	7.1
	05 de octubre de 2021
	Balance de materia utilizando la ley de conservación de la masa (Lavoisier)
	7.2
	12 de octubre de 2021
	Elaboración de perfiles con aplicación de la ley de conservación de la masa (Lavoisier)
	8
	19 de octubre de 2021
	Estudio del balance energético en sistemas dinámicos ENE 
	9
	28 de octubre de 2021
	Actividad evaluativa utilizando cuotas de habilidad y manejo práctico en la Fase II
(3 puntos) OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
Práctica 5
· Manejar el simulador MS-Excel proporcionado con la finalidad de completar el contenido de la Práctica 5.
· Analizar el balance atómico obtenido haciendo estudio de la estequiometría de distintos microorganismos.
· Adquirir conocimiento acerca de la aplicación de la estequiometría microbiana con el propósito de tener un balance atómico.
Práctica 7.1
· Manejar de forma eficaz la ley de conservación de Lavoisier de balance de materia y energía para el planteo exitoso de balance en sistemas reales.
· Construir sistemas caseros que nos permitan simular y determinar la validez de cada uno de los términos enfocados al planteo de ecuaciones.
· Conocer, y evaluar el balance de materia en sistemas ENE usando la ley de conservación de Lavoisier en la construcción de nuestros sistemas.
Práctica 7.2
· Proporcionar y adquirir eficientemente la primera apreciación de orden experimental para determinar sistemas permanentes y sistemas no estacionarios estableciendo sus diferencias clave.
· Aplicar el balance de materia en sistemas ENE usando la ley de conservación de Lavoisier para la elaboración de perfiles.
· Resolver el balance de materia en sistemas ENE usando la ley de conservación de Lavoisier haciendo un uso eficaz del MS-Excel como herramienta informática para el reporte y manejo de datos experimentales.
Práctica 8
· Adquirir capacidades de modelación de sistema de Volumen, Masa y Temperatura de flujos.
· Recopilar y conocer distintos fluidos candidatos al sistema, asimismo, sus características.
· Construir perfiles de variación con los datos obtenidos de nuestro sistema.
Práctica 9
· Evaluar la habilidad competitiva y las habilidades adquiridas en el desarrollo de las diferentes prácticas en el transcurso de la fase II.
· Demostrar nuestras capacidades cognitivas enfocadas a poder desenvolvernos en la elaboración de simulaciones en el balance de masa y energía.
· Efectuar la medición del potencial del alumno en el desarrollo de las diversas actividades prácticas para medir la autoeficiencia. 
(3 puntos) CONCLUSIONES DE LA PRÁCTICA
Práctica 5
· Hemos aprendido cómo expresar la velocidad a la cual el microorganismo crece y genera productos biotecnológicos
· A partir de los conocimientos adquiridos, llegamos a la conclusión de que se dio una estimación óptima de los valores a los que el microorganismo en forma individual consume sustratos y produce productos (velocidades específicas).
· Se determinó la velocidad de remoción de calor en un bioproceso (velocidades volumétricas), para finalmente, estimar la velocidad de suministro (en microorganismos aeróbicos) y los rendimientos respecto a sustratos y productos.
Práctica 7.1
· Se utilizaron correctamente conceptos dictados, en los cuales se definió el significado de sistemas estacionarios y sistemas permanentes.
· Para la elaboración de los sistemas presentados en esta práctica, se utilizó fundamentalmente la ley de conservación de la masa de Lavoisier para balancear la masa y la energía del sistema.
· Se utilizaron una serie de sistemas empleando el uso de vasos, los cuales fueron modelados de distintas maneras, y posteriormente explicados dando como conclusión que se utilizó correctamente la ley de Lavoisier.
Práctica 7.2
· Se utilizó una hoja de excel para observar los valores en referencia obtenidos experimentalmente de los caudales simulados en los diferentes sistemas, definiendo las cantidades de entradas y salidas de cada sistema.
· Realizando un gráfico en el cual reflejamos todos los datos obtenidos e interpretando si hay descenso o ascenso de cada sistema reflejando que todos los datos fueron mostrados correctamente.
Practica 8
· Se pudo entender que en un sistema biológico o biotecnológico se maneja una serie de entradas que provoca que la masa del sistema pueda moverse y así mismo genere salidas.
· Producto a la generación de salidas en el sistema se pudo utilizar la ley de la conservación en sistemas dinámicos de estados no estacionarios.
· Se puede concluir que en el balance energético se plotea o se genera un perfil, que debe representar la temperatura con respecto al tiempo.
· Se logró definir e identificar de manera coherente y descriptiva los conceptos del calor específico (Cp), densidad (d), y la entalpía (∆H).
Practica 9
· Se concluyó que la presente práctica nos ayudó a juntar todos los conocimientos adquiridos en esta segunda fase del curso de balance de materia y energía.
· Se demostró nuestra capacidad para desenvolvernos elaborando simulaciones respectivas a nuestro curso de balance de materia y energía.
(2 puntos) CAPACIDADES, HABILIDADES Y DESTREZAS OBTENIDAS
Práctica 5
· Lograr el manejo del simulador MS-Excel con la finalidad de poder completar el contenido de la Práctica 5.
· La ejecución de análisis con el objetivo de levantar el RPP correspondiente.
· Conocimiento adquirido acerca de la aplicación de la estequiometría microbiana con el propósito de tener un balance atómico.
Práctica 7
· Saber proporcionar y adquirir eficientemente la primera apreciación de orden práctico y/o experimental para lograr determinar sistemas permanentes y sistemas no estacionarios estableciendo sus diferencias clave.
· Manejo eficaz de la ley de conservación de Lavoisier de balance de materia y energía para el planteo exitoso de balance en sistemas reales determinando la validez y/o existencia de cada uno de sus términos.
· Conocer, aplicar y resolver balance de materia en sistemas ENE usando la ley de conservación de Lavoisier y utilizar con eficacia MS-Excel como herramienta informática para el reporte y manejo de datos experimentales.
Práctica 8
· Tener conocimientos acerca de la aplicación de sistemas no estacionarios (ENE) para el análisis de la Ley de Lavoisier; que fundamenta el desarrollo, estudio y observación de perfiles másicos, volumétricos y energéticos.
· Saber construir sistemas de alimentación másico para el rendimiento óptimo del proceso metabólico de cada fluido.
· Saber efectuar un balance de materiales y resolver una serie de ecuaciones independientes, las cuales pueden ser construidas utilizando diferentes informaciones: balances parciales de masa, balance total de masa y especificaciones dadas o que puedan utilizarse para relacionar las variables.
· (COLABORATIVA - 10 puntos) Resuelva el siguiente caso de estudio utilizando todos los conocimientos adquiridos en la fase 2 de la asignatura en laboratorio y utilizando cuotas de habilidad y manejo práctico.
Un sistema de mezclado opera en ENE y se alimenta con tres medios de cultivo con diferente densidad y genera un único medio líquido completamente homogeneizado. La siguiente tabla resume el comportamiento del sistema:
	Corriente
	Condición
	Flujo másico, g./s.
	Densidad, g./ mL
	Condiciones iniciales
	 1
	Alimentación
	 12,55
	 1,21
	t = 0 s.
	Mo = 2,52 g.
	 2
	Alimentación
	 9,31
	 0,93
	
	
	 3
	Alimentación
	 1,38 
	 0,78
	
	ρo = 1 g./ mL
	 4
	Salida
	 3.92
	 ρ = f (t)
	
	
1. (2 puntos) ¿Cuál será la densidad del medio homogeneizado a los 60 segundos de operación? 
2. (2 puntos)¿Qué volumen demedio homogeneizado contendrá el sistema a los 90 s.? 
Datos:
· Se va a emplear la siguiente fórmula: V=Mo+xt
· Donde x va a ser la acumulación = 23.24 g
Resolución:
V=2.52+23.24(90)
V=2094.12g 
3. (2 puntos) ¿Qué tiempo se necesita para obtener medio homogeneizado de densidad 1,10 g. / mL? 
4. (2 puntos) En EE ¿cuál será la densidad del medio homogeneizado? 
· La densidad del medio homogeneizado, se concluyó tras revisar que las entradas al medio y las salidas del mismo, son iguales por lo que a pesar el paso del tiempo ni el volumen ni la masa del sistema varían por lo que la densidad sería 1 g/mL permanentemente, esta no variaría a no ser que el medio sufra un cambio externo.
5. (2 puntos) Reporte el modelo matemático que permite determinar la densidad del medio homogeneizado en función del tiempo.
Para realizar el siguiente modelo matemático se tuvo que comprender primeramente cómo se determinaría la densidad del medio homogeneizado en función al tiempo: 
· Siendo de esta manera la suma de todos los tiempos de las alimentaciones dividido entre la cantidad de alimentaciones.
· Este resultado será expresado en: ρ = f (t)
· La ecuación que será realizada en este caso será la siguiente: 
Figura: Modelo Matemático
Fuente: Elaboración propia