13-4-2015

Alumno: Carlos Adrián Martínez EspinosaProfesor: Luis Gabriel Montoya AyónEspecialidad: Ing. BioquímicaGrupo: 4FN° de control: 13040815

Balance de materia y energíaEnsayo: “Visita a la planta piloto”.

Introducción

Para la práctica, es importante conocer los equipos de laboratorio y su función, en este caso, es requerido conocer los equipos manejados en la planta piloto, para la hora en que podamos conocer diferentes industrias y su proceso, poder identificar fácilmente su parte del proceso de elaboración de dicho producto, de esta manera relacionarnos más con estos procesos.

Objetivo

Conocer la estructura y funcionamiento de los equipos utilizados en la planta piloto.

Marco teórico

Planta piloto

Una planta piloto es una planta de proceso a escala reducida. El fin que se persigue al diseñar, construir y operar una planta piloto es obtener información sobre un determinado proceso físico o químico, que permita determinar si el proceso es técnica y económicamente viable, así como establecer los parámetros de operación óptimos de dicho proceso para el posterior diseño y construcción de la planta a escala industrial.

Aplicaciones

La investigación para el estudio de nuevos procesos físico-químicos, o para la mejora de procesos ya existente se lleva a cabo en plantas a escala piloto, reduciéndose así los costes asociados a la inversión y a los gastos fijos de operación inherentes a una planta industrial. Igualmente, se utilizan plantas piloto para la investigación de bioprocesos, o procesos químicos que involucran organismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos organismos. En este caso el biorreactor debe mantener un ambiente biológicamente activo y propicio para el organismo que se cultiva, por lo que el control de las variables de proceso es crítico. En el caso de procesos catalíticos, se emplean plantas piloto para el ensayo de nuevos catalizadores, con el objeto de estudiar su actividad y selectividad para una determinada reacción química y de optimizar las variables de proceso.

Por último, también se utilizan plantas piloto como equipamiento científico para educación en Universidades, o como sistemas para demostración.

El término “Planta Piloto” abarca un amplio rango de escalas, desde plantas a escala laboratorio hasta plantas a escala semi-industrial. Los avances tecnológicos en distintas áreas (electrónica, comunicaciones, micro mecanizado, etc.) han hecho posible que hoy día se disponga de instrumentación y dispositivos adecuados para el diseño y construcción de plantas a escala muy reducida, plantas a micro escala, capaces de operar en idénticas condiciones de presión y temperatura que las plantas industriales. Estos avances ha conducido igualmente a que estas plantas a micro escala cuenten con sistemas de adquisición de datos, supervisión y control (sistemas SCADA) y puedan ser automatizadas, de manera que la producción experimental se multiplique y se reduzca, así, considerablemente el tiempo necesario para el estudio y la optimización de un proceso físico-químico concreto.

Una planta piloto debe ser mucho más flexible que una planta a escala industrial en cuanto al rango permisible de sus parámetros de operación o variables de proceso, ya que una planta industrial opera siempre en las mismas condiciones, mientras que una planta piloto, por el hecho de estar destinada a la investigación o estudio de un proceso, debe permitir trabajar en un amplio rango de valores de temperatura, presión, etc., de manera que puedan realizarse experimentos o ensayos con valores bien distintos de las variables de proceso y poder determinar, así, los valores óptimos.

Aunque, en los últimos años se han desarrollado diversas herramientas para simulación de procesos por ordenador, estos sistemas no pueden sustituir a las plantas piloto, ya que no son capaces de predecir el comportamiento de nuevos procesos, de los que no existen datos disponibles, ni de procesos complejos.

Plantas piloto reducen el riesgo asociado con la construcción de plantas de gran escala, siempre y cuando hayan sido diseñadas y operadas correctamente.

Secador por aspersión

Constando de tres etapas básicas, el secado por aspersión comienza con la atomización de una alimentación de un líquido en un espray o finas gotas, el espray entra en contacto y es suspendido por una corriente de gas caliente, permitiendo la evaporación del líquido y sacando el sólido seco, en esencial con el mismo tamaño y forma que las gotas atomizadas. Finalmente, de la corriente de gas, el polvo seco es separado y colectado. El gas de secado empleado es tratado para alcanzar

los requerimientos ambientales y entonces ser emitido a la atmósfera o, en algunos casos, re circulado al sistema.

Biorreactor

Un biorreactor es un recipiente o

sistema que mantiene un

ambiente biológicamente activo.

En algunos casos, un biorreactor

es un recipiente en el que se lleva

a cabo un proceso químico que

involucra organismos o sustancias

bioquímicamente activas derivadas

de dichos organismos. Este

proceso puede

ser aeróbico o anaerobio. Estos biorreactores son comúnmente cilíndricos,

variando en tamaño desde algunos mililitros hasta metros cúbicos y son

usualmente fabricados en acero inoxidable.

Un biorreactor puede ser también un dispositivo o sistema empleado para hacer

crecer células o tejidos en operaciones de cultivo celular. Estos dispositivos se

encuentran en desarrollo para su uso en ingeniería de tejidos.

En términos generales, un biorreactor busca mantener ciertas condiciones

ambientales propicias (pH, temperatura, concentración de oxígeno, etcétera)

al organismo o sustancia química que se cultiva. En función de los flujos de

entrada y salida, la operación de un biorreactor puede ser de tres modos distintos:

1. Lote (batch)

2. Lote alimentado (fed-batch)

3. Continuo o quimiostato

Autoclave de laboratorio

Una autoclave de laboratorio es un dispositivo que sirve para esterilizar material

de laboratorio.

Las autoclaves son ampliamente

utilizadas en laboratorios, como una

medida elemental de esterilización de

material. Aunque cabe notar que,

debido a que el proceso involucra vapor

de agua a alta temperatura, ciertos

materiales no pueden ser esterilizados

en autoclave, como el papel y muchos

plásticos (a excepción

del polipropileno).

Este producto es de uso general en

laboratorio y no es un producto

sanitario por tanto no lleva marcado CE

según la directiva 93/42/EEC ni le es de

aplicación esta legislación. Cuando la

autoclave está destinada a la

esterilización de productos

sanitarios tiene unos requisitos especiales.

Homogeneizador

Un homogeneizador es un elemento

del equipamiento de laboratorio utilizado para

la homogeneización de distintos tipos de

materiales, tales como

tejidos, plantas, alimentos, suelo, y muchos

otros. En Biología y Bioquímica, los

homogeneizadores tratan de disgregar los

tejidos y romper las células, con el menor daño

a la membrana plasmática.

La homogeneización es un paso muy común en

la preparación de muestras biológicas antes del análisis de ácidos

nucleicos y proteínas, o del estudio de células, metabolismo, agentes patógenos y

otros muchos objetivos.

Columna de fraccionamiento

Una columna de fraccionamiento, también llamada columna de platos o columna de platillos, es un aparato que permite realizar una destilación fraccionada. Una destilación fraccionada es una técnica que permite realizar una serie completa de destilaciones simples en una sola operación sencilla y continua. La destilación fraccionada es una operación básica en la industria química y afines, y se utiliza fundamentalmente en la separación de mezclas de componentes líquidos.

Agitador de matraces

Un agitador, a veces llamado mezclador,

es un dispositivo que se utiliza en los

laboratorios de química y biología para

mezclar líquidos o preparar

disoluciones y suspensiones

Un agitador típico tiene una placa o

superficie que oscila horizontalmente,

propulsado por un motor eléctrico. Los

líquidos que van a ser agitados están

contenidos en vasos, [[tubos (química tubos)]] o matraces Erlenmeyer que se

colocan sobre la superficie vibrante o, a veces, en tubos de ensayo o viales que se

insertan en los agujeros de la placa.

Tipos de agitadores

Agitador magnético (con o sin calefactor): Es una placa metálica sobre la

que se coloca un vaso de precipitados o recipiente de fondo plano que

contiene el líquido o la disolución que debe ser agitada. En ella se introduce el

imán del agitador, una pequeña barra imantada cubierta de plástico inerte.

Un motor eléctrico bajo la placa produce fuerzas magnéticas que ponen en

rotación el imán, provocando el movimiento circular del líquido. La velocidad de

rotación puede ser controlada. En muchos casos existe un sistema de

calefacción eléctrico para controlar la temperatura.

Agitador de bandeja: La bandeja posee un movimiento circular mediante un

motor que lo controla. También pueden tener movimientos de balanceo o

vibraciones. Se emplean para mover cultivos celulares. A veces tienen un

control termostático adicional. El movimiento puede ser orbital o de balanceo.

Agitador vortex o mezclador de vórtice: La superficie sobre la que se sitúa

el recipiente que debe ser agitado es de caucho o goma, está colocada en una

posición ligeramente excéntrica y al girar produce vórtices en el líquido.

Agitador de noria: Los recipientes giran en un plano vertical, como una noria.4

Agitador orbital: Son parecidos a los agitadores de bandeja. Una plataforma

paralela a la superficie de la mesa está dotada con un movimiento orbital

excéntrico.

Agitador de rodillos: Una serie de rodillos muy juntos giran en un plano

horizontal. Los tubos, convenientemente cerrados, se colocan sobre los

rodillos y el líquido desliza sobre sus paredes. Usados en laboratorios

de hematología, con muestras de sangre y anticoagulante.

Agitador vertical: El eje de rotación es vertical. El extremo que se introduce

en el recipiente con el líquido está terminado en paletas. Son parecidos a una

batidora.

Los agitadores han sido sustituidos para muchos propósitos por agitadores

magnéticos, pero todavía son utilizados de forma preferente en algunas

situaciones.

Pasteurizadora

La pasteurizadora es una máquina que tiene como función lograr que los alimentos que se introducen en ella queden libres de bacterias por medio del calentamiento de los mismos a elevadas temperaturas, haciendo que conserven sus propiedades y características tales como valor nutricional y sabor original.

La pasteurizadora recibe este nombre, en honor a su inventor, el francés Louis Pasteur en 1865.

Las primeras pasteurizadoras llegaron a Colombia a finales de la década de los años cincuenta, época en la cual las empresas que producían leche empezaron a adquirir la tecnología de punta del momento

Condensador

El término condensador puede tener distintos significados.

Un condensador térmico es un

intercambiador de calor entre

fluidos, de modo que mientras uno

de ellos se enfría, pasando de

estado gaseoso a estado líquido,

el otro se calienta. Se fabrican en

tamaños y disposiciones diversas

para ser empleados en numerosos

procesos térmicos.

Un condensador eléctrico es un

conjunto de dos superficies

conductoras en influencia total, usualmente separadas por un medio eléctrico,

que sirve para almacenar energía eléctrica.

Un condensador de flujos magnéticos y de radiofrecuencias variables .En

aerodinámica se están utilizando para la construcción de los dispositivos

satélites, debido a su reducido peso y dimensiones.

En laboratorio de química, a un tubo refrigerante.

En microscopía óptica un Condensador (microscopía) es un sistema de lentes

que concentra los haces de luz por debajo de la muestra que se desea

observar.

Deshidratador

La deshidratación ha sido desde siempre el mejor sistema de conservar los alimentos: se trata de extraer solamente el agua, mediante calor suave que no altera los nutrientes.

Si te interesa la alimentación saludable y conservar los alimentos en su época, entonces la deshidratación es un modo de conservación perfecto para ti.

Ahora, se ha convertido también en un complemento ideal para elaborar platos de la dieta cruda.

Los deshidratadores son aparatos sencillos y que nos facilitan enormemente la tarea de secar los alimentos, pero no hemos inventado nada. Los alimentos se secan desde el Neolítico y hay indicios de que todas las civilizaciones han utilizado este método. Es fácil de comprender, ya que es un método sencillísimo ¡sólo se necesita poner los alimentos al sol!

Ventajas de la deshidratación

Permite conservar todos los alimentos (frutas, verduras, carnes, pescados, setas, hierbas, especias), comidas (purés, comidas), elaboraciones de dieta cruda (crackers, galletas, pizza, rollitos, tartas, crepes, snacks, barritas, granolas…) y otras aplicaciones (fermentar pan, secar flores…).

Conservación durante meses o años: la conservación es más larga cuanto menos agua retengan y alimentos totalmente deshidratados se conservan perfectamente durante años en envases cerrados.

Mantiene las propiedades nutricionales de los alimentos: mejor conservación cuanto menor sea la temperatura de deshidratado.

Los sabores se intensifican, al concentrarse. ¡Las frutas se convierten en verdaderas golosinas!

Reduce el espacio de almacenaje, manipulación y transporte.

Son por ello ideales para cuando viajamos, hacemos excursiones (ocupan poco, no manchan, son nutritivos y deliciosos).

Si tienes la tentación de picar entre horas… es mejor tomar estos saludables snacks.

Podemos conservar excedentes de cosechas.

Podemos conservar esas frutas o verduras que no gastamos antes de que se echen a perder.

Ventajas de usar deshidratadores

Cuando secamos al sol tenemos la ventaja de que es un método barato, pero hay una serie de inconvenientes:

Variabilidad del clima: la temperatura no es estable ¡y puede ser que llueva!

Exposición al polvo y a los insectos (con sus larvas y demás).

No podemos controlar adecuadamente el tiempo de secado ni la temperatura.

Extractor de jugo

Un extractor de jugos es una máquina utilizada para

obtener el jugo de las frutas y hortalizas. Se puede

utilizar en casa con todo tipo de frutas y vegetales

nutritivos, y hacer bebidas saludables para todas la

familia.

Un extractor es diferente de un exprimidor que a

menudo sólo se utiliza con jugos cítricos como las

naranjas y los pomelos. Aprenderás sobre los

diferentes tipos de extractores de jugo y lo que debes buscar cuando compras

uno. Aprenderás como elegir un extractor de jugo.

Entiende que los extractores de jugo son máquinas eléctricas o manuales

utilizadas para la extracción de jugo de frutas y verduras. Hay esencialmente tres

tipos diferentes de máquinas para elegir.

Los automáticos se llaman extractores de jugo de centrífuga. El extractor de

jugo centrífuga utiliza cortadores que trituran los alimentos y luego los hace girar

en una cesta. El jugo debe ser utilizado de inmediato debido a la oxidación que la

maquina crea. Tiene una canasta con los lados inclinados. Este modelo es

ruidoso, pero fácil de usar.

Hay extractores que jugo que muelen o mastican las frutas y hortalizas, y operan a

una velocidad inferior. Ellos producen el jugo que puede ser almacenado y

utilizado más tiempo debido a una menor oxidación. Estos extractores de jugo son

más baratos.

El tercer tipo es el exprimidor de prensa hidráulica. Se trata de la unidad más cara

y de mayor calidad. La prensa ejerce una gran fuerza para exprimir y producir

jugo, la oxidación es mínima. Si vas a exprimir regularmente entonces vale la pena

el gasto.

Desarrollo

Ingresamos a la planta piloto donde se nos dio a conocer la información del equipo utilizado en ella.

Como práctica, utilizamos la línea de enlatado observando su proceso y funcionamiento, dándonos una idea de lo que sucede a nivel industrial.

Conclusión

Como estudiantes de ingeniería bioquímica, debemos de contar con la información y práctica necesarios para el uso y aplicación de los diferentes equipos que hay en la planta piloto, la cual es una base para poder laborar en cualquier industria de alimentos, o para la creación de una empresa propia productora de alimentos.

Bibliografía:

http://www.international.com.mx/blog/extractor-de-jugo.html http://www.conasi.eu/blog/productos/deshidratadores/

deshidratacion-la-forma-mas-antigua-y-sana-de-conservar-los-alimentos/

http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador http://www.banrepcultural.org/blaavirtual/ayudadetareas/

matapa/matapa70.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Agitador_%28laboratorio%29 http://www.sabelotodo.org/termicos/destilacionfraccionada.html http://es.wikipedia.org/wiki/Homogeneizador https://sites.google.com/a/goumh.umh.es/practicas-de-

microbiologia/indice/esterilizacion-desinfeccion-y-antisepsis/autocave

http://www.zeanconsultores.com/plantas-piloto.html