UNIVESIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGAESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA AGROINDUSTRIALOPERACIONES BASICAS(AI -445)

PRACTICA N 0 4

EFICACIA DE MEZCLADO

DOCENTE: ING: ANNA E. ZEGARRA VILA

GRUPO: MIERCOLES 10 am _1 pmESTUDIANTE:

CANCHO PALOMINO, SOLEDAYACUCHO PERU2015

PRCTICA N 04EFEFICACIA DE MEZCLADO

I. OBJETIVOS

Determinar ndice de mezclado de un mezclador Evaluar el tiempo de mezclado

II. FUNDAMENTO TEORICO

La mezcla consiste en dispersar los componentes unos en otros, es decir, implica la interposicin de dos a ms componentes separados para formar un producto ms o menos uniforme y se presenta en muchas ocasiones en la industria.

La mezcla de lquidos se fundamenta en la creacin de corrientes de flujo que dirigen el material no mezclado hacia la zona de mezcla, alrededor del impulsor. En el caso de slidos y pastas no es posible obtener dichas corrientes, y el mezclado se completa por otros medios, tales como; el traslado del material de un sitio a otro (conveccin), movimiento aleatorio de partculas individuales (difusin) y mediante cizallamiento o corte.

En consecuencia, se requiere mucho ms poder para mezclar pastas y slidos secos que para el mezclado de lquidos.

Si se han de mezclar partculas, partiendo de grupos separados y terminando con los componentes distribuidos al azar, se pueden calcular las varianzas (S2) de las composiciones de las mezclas a partir de la composicin media de la muestra.

Las desviaciones de las composiciones de las muestras respecto a la media de la mezcla global constituyen una medida del proceso de mezclado. La desviacin disminuye al ir progresando la operacin.

Sea la fraccin p de un componente P y una fraccin q de un componente Q. Cuando la mezcla ha sido enteramente dispersa, se supone que los componentes estn distribuidos en todo el volumen de acuerdo a sus proporciones globales. La probabilidad de que una partcula escogida al azar sea del componente P es p. Ampliando a muestras que contengan N partculas, se puede demostrar por medio de la teora de la probabilidad que:

Sr2 = p(1 p)/N ; So2 = p(1 p)

Se supone para ello que todas las partculas tienen el mismo tamao y que cada partcula es componente puro P o puro Q.

Sr2:Valor al azar de la varianza.So2:Valor inicial de la varianza.p:Fraccin del componente P al inicio de la mezcla.N:Nmero de partculas.

ndice de mezclado (M), criterio de eficacia de un mezclador que permite controlar la uniformidad de la mezcla y comparar el funcionamiento de diferentes mezcladores.

M = (So2 - S2)/ (So2 - Sr2) S2 = (Xi Xp)2/(n 1)

M = (S/So) = (Xi Xp)2/[(n 1)(1 )] So2 = (1 )

Xi:Observacin i en fraccin del material trazador.Xp:Valor medio de las concentraciones del trazador.S:Desviacin estndar muestral.n:Nmero de muestras.

Velocidad de mezcla, la velocidad de mezclado se puede expresar mediante el ndice de mezclado. Se ha supuesto que el ndice de mezcla debe ser tal que la velocidad de mezcla en cualquier tiempo, bajo condiciones de operacin constantes, como un mezclador trabajando a velocidad constante, debe ser proporcional a la cantidad de mezcla conseguida en aquel momento, es decir:

dMs/dt = -K(1 Ms) ()

K:Constante de velocidad de mezcla, que depende del tipo de mezclador y de la naturaleza de los componentes.t:Tiempo de mezclado.

Resolviendo la ecuacin () Para un tiempo de 0 a t y un ndice de mezcla de 0 a Ms, tenemos:

Ms = 1- e-Kt -Ln(1 Ms) = Kt ()

Resolviendo la ecuacin () Para un t = 0 ; M = Ms,o y t = t ; M = Ms, tenemos:

Ms,o:ndice de mezclado a tiempo cero.

dt = -(1/K) dMs/(1 Ms)t = (1/K)ln[(1 Ms,o)/(1 Ms)]t = (1/K) ln[(1 1/n)/(1 Ms)] ya que: Ms,o = (Sr/So) = 1/n

EQUIPOS DE MEZCLADO SOLIDOS

Mezcladora por volteo en V Mezcladores de cinta Mezcladoras de tornillo vertical

III. MATERIALES Y EQUIPOS

3.1 Alimento seco en polvo y material trazador (HARINA, AZUCAR)3.2 mezclador (de volteo y con rodete).3.3 Cronmetro.3.4 Balanza.3.5 Agitador con controlador de velocidades.3.6 Refractmetro

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.4.1 Colocar la muestra alimenticia con el material trazador (azcar) previamente medido, en el interior del mezclador.

4.2 Poner en marcha el mezclador controlando el tiempo a velocidad constante.

4.3 Concluido el tiempo de control tomar 5 muestras al azar de diferentes partes del mezclador.

4.4 Cuantificar el material trazador. 4.5 Presentar los resultados experimentales en una tabla, para cada uno de los casos.

V. RESULTADOS

DATOS EXPERIMENTALES

A.-MEZCLADO DE HARINA

Tiempo (min)MUESTRA AMUESTRA BMUESTRA CVELOCIDAD (rpm)

21.34471

43.93.94.571

643.9471

8443.971

103.943.871

122.53.9471

1443.9471

Mharina500g

Mazucar250G

BRIX HARINA1

BRIX ZUCAR9.5

PROPORCION1GEN 10ml agua

Observacin i en fraccin del material trazador

MUESTRA A

XA= 1.3-1

ndice de refraccin

% de trazador1g100 %250 g...% trazador

ESTE VALOR ES CONSTANTE PARA TODAS LAS CONCENTRACIONES COMO SE MUESTRA EN LA TABLA DE RESULTADOS

Clculo de la desviacin estndar de harina para cualquier tiempo.

0.000243

Los datos de la muestra B y C se muestra en la tabla N 2

Clculo de la desviacin estndar con respecto a nmero de partculas.

clculo del ndice de mezclado para cada tiempo de mezclado.

tiempo minXaXb XcXS2Sr2So2MsLn (Ms)

20.0030.030.030.0210.00024300.22222220.9989065-0.0010941

40.0290.0290.0350.0310.00001200.22222220.999946-5.4001x10-5

60.030.0290.030.02966673.333x10-700.22222220.9999985-1.5x10-6

80.030.030.0290.02966673.333x10-700.22222220.9999985-1. 5x10-6

Clculo de tiempo de mezclado para una varianza mxima de 0.01 Grafica de Ln (MS) vs. Tiempo(s).

ndice de mezcladoLn (Ms)tiem(s)

-0.0010941120

-5.4001x10-5240

-1.5x10-6360

-1. 5x10-6480

Grafica de (1/MS) vs. Tiempo(s).

ndice de mezclado1/Mstiempo seg

1.0010947120

1.000054240

1.0000015360

1.0000015480

CONCLUSIONES.

Se determin la eficacia de un mezclado gracias a las herramientas estadsticas de la desviacin estndar. Se determin el ndice de mezclado del mezclador rotatorio el cual nos da como resultado a un tiempo de 8 minutos o 480 segundos de: 0.9999985.

DISCUSIONES

El tamao de partculas es el factor que ms influye sobre el mezclado uniforme de alimentos secos como azcar y harina.Tericamente si todos los ingredientes tendran el mismo tamao de partculas se requiere ms tiempo para homogenizar el mezclado.Diversos estudios se ha demostrado que conforme se incrementa el tamao de las partculas, se requiere ms tiempo para obtener con menos de 10 % de coeficiente de variacin, sin embargo en la industria alimentaria y no alimentaria se trabaja con partculas de tamaos muy diferentes por ello es necesario su estudio.Por lo general se consiguen mezclas ms uniformes con aquellos productos cuyo tamao forma y densidad son semejantes. Diferencias grandes de estas propiedades pueden impedir su mezcla.

IX. BIBLIOGRAFIA

OPERACIONES UNITARIAS EN ING. QUMICA MCGRAW-HILL Pg. 978-986 Cdigo: 660.2842/M12 MEZCLADO DE ALIMENTOS -LUISA COLINA IREZABAL PDF