Esercizi svolti e teoria Operazioni Unitarie

Esame di Operazioni Unitarie della Tecnologia Alimentare 27/01/2016

completo

Risolvere i seguenti esercizi

1. Un evaporatore viene utilizzato per produrre un concentrato a base frutta. Si miscelano 77% di succo di mela (solidi=11%), 20% di succo di mirtillo (solidi = 12%) e 3% di zucchero (anidro). Si trattano 1500 kg di prodotto. La miscela è inviata a 12°C nell’evaporatore che opera nelle seguenti condizioni: pressione 19.9 kPa, temperatura del vapore di riscaldamento 98°C. Il prodotto concentrato viene scaricato con una percentuale in solidi del 46%. Calcolare:
   • la portata del concentrato
   • il consumo di vapore e l'economia
   • il coefficiente globale di scambio termico U, sapendo che l’evaporatore ha una superficie di scambio termico di 12 m²
2. Del vino scorre in una condotta liscia di 10 cm di diametro ad una velocità di 0.90 m/s. La densità del vino è di 985 kg/m³, la sua viscosità è di 1,5 cP (1 cP = 10^-3 Pa*s) Il vino passa in uno scambiatore di calore dal quale esce attraverso una condotta liscia di 5 cm di diametro. Calcolare la velocità media del vino in questa condotta. Calcolare il numero di Reynolds nella prima e nella seconda condotta. Calcolare le perdite di carico continue per 50 metri di scorrimento nella prima e nella seconda condotta.
3. Un essiccatore viene utilizzato per essiccare della frutta in pezzi da un contenuto di umidità iniziale dell’84% ad un tenore in solidi dell’88%. La frutta è alimentata ad una portata di 400 kg/ora. L’essiccatore opera in riciclo parziale: l’aria ambiente ha una temperatura di 25°C e umidità assoluta di 0,007; l’aria entrante nell’essiccatore ha una temperatura di 75°C e una umidità assoluta di 0,026, e viene scaricata a 50°C (l'aria segue una linea di raffreddamento adiabatico). Per il riscaldamento dell’aria si utilizza uno scambiatore di calore indiretto con vapore condensante a 100°C (calore latente di condensazione = 2257,06 kJ/kg). Calcolare la portata dell’aria secca, la percentuale di riciclo e il consumo di vapore

Rispondere alle seguenti domande

• Illustrare i sistemi di risparmio energetico nell’evaporazione.
• Definire il parametro attività dell’acqua e descriverne i metodi di misura.
• Descrivere il principio teorico e le modalità di funzionamento delle centrifughe a calotte
• Descrivere l’operazione di essiccamento in corrente d’aria, in termini di fenomeni di trasporto (calore e materia) e di cinetiche di processo.

Esame di Operazioni Unitarie della Tecnologia Alimentare 27/01/2016

completo

Risolvere i seguenti esercizi

1. Un evaporatore viene utilizzato per produrre un concentrato a base frutta. Si miscelano 77% di succo di mela (solidi=11%), 20% di succo di mirtillo (solidi=12%) e 3% di zucchero (anidro). Si trattano 1500 kg di prodotto. La miscela è inviata a 12°C nell’evaporatore che opera nelle seguenti condizioni: pressione 19.9 kPa, temperatura del vapore di riscaldamento 98°C. Il prodotto concentrato viene scaricato con una percentuale in solidi del 46%.

Calcolare:

• la portata del concentrato
• il consumo di vapore e l’economia
• il coefficiente globale di scambio termico U, sapendo che l’evaporatore ha una superficie di scambio termico di 12 m²

2. Del vino scorre in una condotta liscia di 10 cm di diametro ad una velocità di 0.90 m/s. La densità del vino è di 985 kg/m³, la sua viscosità è 1,5 cP (1 cP = 10^-3 Pa*s) Il vino passa in uno scambiatore di calore dal quale esce attraverso una condotta liscia di 5 cm di diametro. Calcolare la velocità media del vino in questa condotta. Calcolare il numero di Reynolds nella prima e nella seconda condotta. Calcolare le perdite di carico continue per 50 metri di scorrimento nella prima e nella seconda condotta.
3. Un essiccatore viene utilizzato per essiccare della frutta in pezzi da un contenuto di umidità iniziale dell’84% ad un tenore in solidi dell’88%. La frutta è alimentata ad una portata di 400 kg/ora. L’essiccatore opera in riciclo parziale: l’aria ambiente ha una temperatura di 25°C e umidità assoluta di 0,007; l’aria entrante nell’essiccatore ha una temperatura di 75°C e una umidità assoluta di 0,026, e viene scaricata a 50°C (l’aria segue una linea di raffreddamento adiabatica). Per il riscaldamento dell’aria si utilizza uno scambiatore di calore indiretto con vapore condensante a 100°C (calore latente di condensazione = 2257,06 kJ/kg). Calcolare la portata dell’aria secca, la percentuale di riciclo e il consumo di vapore.

Rispondere alle seguenti domande

• Illustrare i sistemi di risparmio energetico nell’evaporazione.
• Definire il parametro