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Academic Year/course: 2023/24

583 - Degree in Rural and Agri-Food Engineering

28936 - Unit operations I


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
28936 - Unit operations I
Faculty / School:
201 - Escuela Politécnica Superior
Degree:
583 - Degree in Rural and Agri-Food Engineering
ECTS:
6.0
Year:
3 and 4
Semester:
First semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

The general objective of this subject is to know, understand and learn to use the principles of food engineering and technology, to apply them in the design of basic operations that constitute the processes in the food industries.

This objective will involve:

1. Solve material and energy balances to calculate flow rates, compositions, temperatures and energy requirements of food industry processes.

2. To know the mechanisms of heat transmission and material transfer in the equipment used in the food industries.

These objectives are aligned with the Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), specifically, the learning activities planned in this course will contribute to the achievement of target 7.3 and target 9.4.

2. Learning results

1. To list and describe the forms of operation of the food industry, as well as their advantages and disadvantages.

2. To pose and solve matter and energy balances (without chemical reaction).

3. Estimate the numerical value of the overall heat transfer coefficient and quantify the heat transfer area required to carry out a given heat exchange operation.

4. Determine the capacity and economy of a single acting evaporator.

5. Estimate the time required, and the average heat removed, to refrigerate or freeze a given food.

6. Estimate the number of stages and the amount of solvent required to achieve a given degree of extraction.

7. To obtain the vapor-liquid equilibrium curve of a binary mixture. Calculate the number of plates of a column of distillation. Calculate the efficiency of each stage.

8. Use the EES program for problem solving with ease.

9. Handle with a certain degree of dexterity, and in a responsible manner, the equipment and instruments used during the practical laboratory sessions.

10. Interpret experimental results in the context of the subject and relate them to the theoretical contents.

11. Analyze the most important unit operations in the food industry by using simple physical models that reproduce the action of the operation.

12. Choose the most appropriate basic operation(s) for the preparation, obtaining, preservation and transformation of the following food.

3. Syllabus

Thematic block 1: INTRODUCTION

Topic 1: INTRODUCTION TO CHEMICAL ENGINEERING

Topic 2: TRANSPORT PHENOMENA

Topic 3: BALANCES OF MATTER IN STEADY STATE

Topic 4: ENERGY BALANCES IN STEADY STATE WITHOUT CHEMICAL REACTION

Thematic block 2: BASIC OPERATIONS BASED ON HEAT TRANSFER

Topic 5: HEAT TRANSFER

Topic 6: HEAT EXCHANGERS

Topic 7: EVAPORATION

Topic 8: REFRIGERATION AND FREEZING

Thematic block 3: BASIC OPERATIONS BASED ON THE TRANSFER OF MATTER

Topic 9: FUNDAMENTALS OF DIFFUSION AND INTER-PHASE MATTER TRANSFER

Topic 10: EXTRACTION

Topic 11: DESTILLATION

Practice program

Practice 1: HANDLING OF THE EES SOFTWARE

Practice 2: HEAT EXCHANGERS

Practice 3: DISCONTINUOUS DISTILLATION. Determination of the liquid-vapor equilibrium curve of the mixture Practice 4: SOLID-LIQUID EXTRACTION.

Practice 5: HEAT TRANSMISSION BY CONDUCTION

4. Academic activities

Theory and Problems: Attendance to theory classes and problem solving. 50h

Teaching and other activities: Individual resolution of a problem (homework) of each thematic block.

Group analysis of a basic operation. Tutorials, which may be face-to-face or virtual. 24h

Laboratory Practices: 5 face-to-face sessions of 2 hours. 10h

Study and independent work: During this non-attendance mode, students will dedicate themselves to personal study. 60h.

Assessment: 6h.

5. Assessment system

The assessment system will be global, considering:

1 Theory exam and problems

1st and 2nd call

Written test according to the EPS exam schedule. It will consist of two parts: theory and problems. Only minimum grades of 3.5 will be compensated . The grade of the test will be weighted between the two parts: theory (40%) and problems (60%) and cannot be lower than 4 to compensate with the rest of the activities. This grade will account for 50% of the final grade.

2 Tasks and works

1st call

Several tasks will be delivered. The grade obtained, which in order to compensate with the rest of the activities cannot be lower than 3.5, will represent 30% of the overall grade.

Students who have not completed or passed this activity, must submit the resolution of a new set of assignments individually before the start time of the written exam of the 1st call and a minimum grade of 3.5 will be required to compensate with the rest of the activities.

Second call:

Students who have not passed in the 1st round and cannot compensate or have not completed this activity for the 1st call, must submit the resolution of a new collection of tasks individually before the start time of the written test of the 2nd call and a minimum grade of 3.5 will be required to compensate with the rest of activities. The grade obtained will account for 30% of the overall grade.

3 Laboratory practical exam

1st and 2nd call

If the student has completed all the internships, the evaluation will be carried out by submitting a report. The students who have not previously taken the laboratory practicals will be summoned to take the practicals exam on the same day but at a different time from the written tests. In this exam you will have to perform some of the practices contemplated in the program and answer a questionnaire. For this purpose, the student will only be able to consult the scripts of the practices. The grade obtained, which cannot be lower than 3.5 to compensate with the rest of the activities, will represent a 20% of the final grade.

The success rates for the subject in the last three years are: 2019/20: 100%; 2020/21: No students; 2021/22: 0%* (* 1 student enrolled)


Curso Académico: 2023/24

583 - Graduado en Ingeniería Agroalimentaria y del Medio Rural

28936 - Operaciones básicas I


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
28936 - Operaciones básicas I
Centro académico:
201 - Escuela Politécnica Superior
Titulación:
583 - Graduado en Ingeniería Agroalimentaria y del Medio Rural
Créditos:
6.0
Curso:
3 y 4
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

El objetivo general de esta asignatura es conocer, comprender y aprender a utilizar los principios de la ingeniería y tecnología de los alimentos, para aplicarlos en el diseño de operaciones básicas que constituyen los procesos en las industrias agroalimentarias.

Este objetivo implicará:

  1. Resolver balances de materia y energía para calcular los caudales, composiciones, temperaturas y necesidades energéticas de los procesos de la industria alimentaria.
  2. Conocer los mecanismos de transmisión de calor y transferencia de materia en los equipos propios de las industrias agroalimentarias.

Estos objetivos están alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), en concreto, las actividades de aprendizaje previstas en esta asignatura contribuirán al logro de la meta 7.3 y la meta 9.4.

2. Resultados de aprendizaje

  1. Enumerar y describir las formas de operación de la industria alimentaria, así como sus ventajas e inconvenientes.
  2. Plantear y resolver balances de materia y energía (sin reacción química).
  3. Estimar el valor numérico del coeficiente global de transmisión de calor y cuantificar el área de transmisión de calor necesaria para llevar a cabo una determinada operación de intercambio de calor.
  4. Determinar la capacidad y la economía de un evaporador de simple efecto.
  5. Estimar el tiempo necesario, y el calor medio retirado, para refrigerar o congelar un determinado alimento.
  6. Estimar el número de etapas y la cantidad de disolvente necesario para conseguir un determinado grado de extracción.
  7. Obtener la curva de equilibrio líquido vapor de una mezcla binaria. Calcular el número de platos de una columna de destilación. Calcular la eficacia de cada etapa.
  8. Utilizar con soltura el programa EES para la resolución de problemas.
  9. Manejar con cierto grado de destreza, y de manera responsable, los equipos e instrumentos utilizados durante las sesiones prácticas de laboratorio.
  10. Interpretar resultados experimentales en el contexto de la asignatura y relacionarlos con los contenidos teóricos.
  11. Analizar las operaciones unitarias más importantes de la industria alimentaria empleando modelos físicos sencillos que reproduzcan la acción de la operación.
  12. Elegir la o las operaciones básicas más adecuadas para la preparación, obtención, conservación y transformación de los alimentos.

3. Programa de la asignatura

Bloque temático 1: INTRODUCCIÓN

Tema 1: INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA QUÍMICA

Tema 2: FENÓMENOS DE TRANSPORTE

Tema 3: BALANCES DE MATERIA EN ESTADO ESTACIONARIO

Tema 4: BALANCES DE ENERGÍA EN ESTADO ESTACIONARIO SIN REACCIÓN QUÍMICA

Bloque temático 2: OPERACIONES BÁSICAS BASADAS EN LA TRANSMISIÓN DE CALOR

Tema 5: TRANSMISIÓN DE CALOR

Tema 6: CAMBIADORES DE CALOR

Tema 7: EVAPORACIÓN

Tema 8: REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN

Bloque temático 3: OPERACIONES BÁSICAS BASADAS EN LA TRANSFERENCIA DE MATERIA

Tema 9: FUNDAMENTOS DE LA DIFUSIÓN Y DE LA TRANSFERENCIA DE MATERIA ENTRE FASES

Tema 10: EXTRACCIÓN

Tema 11: DESTILACIÓN

Programa de prácticas

Práctica 1: MANEJO DEL SOFTWARE EES

Práctica 2: CAMBIADORES DE CALOR

Práctica 3: DESTILACIÓN DISCONTINUA. Determinación de la curva de equilibrio líquido-vapor de la mezcla

Práctica 4: EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO.

Práctica 5: TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONDUCCIÓN

4. Actividades académicas

Teoría y Problemas: Asistencia a las clases de teoría y resolución de problemas. 50h

Trabajos docentes y otras actividades: Resolución de manera individual de un problema (tarea) de cada bloque temático. Análisis en grupo de una operación básica. Tutorías, que podrán ser presenciales o virtuales. 24h

Prácticas de Laboratorio: 5 sesiones presenciales de 2 horas. 10h

Estudio y trabajo autónomo: Durante esta modalidad no presencial, el alumnado se dedicará al estudio personal. 60h

Evaluación: 6h.

5. Sistema de evaluación

El sistema de evaluación será global, considerando:

1 Examen de teoría y problemas

1ª y 2ª convocatoria

Prueba escrita según calendario de exámenes de la EPS. Constará de dos partes: teoría y problemas. Se compensarán únicamente calificaciones mínimas de 3.5. La calificación de la prueba será ponderada entre las dos partes: teoría (40%) y problemas (60%) y no podrá ser inferior a 4 para compensar con el resto de actividades. Esta calificación supondrá el 50% de la calificación final.

2 Tareas y trabajos

1ª convocatoria

Se entregarán varias tareas. La calificación obtenida, que para compensar con el resto de actividades no podrá ser inferior a 3.5, supondrá un 30% de la calificación global.

Los estudiantes que no hayan realizado o superado esta actividad, deberán entregar la resolución de una nueva colección de tareas de forma individual antes de la hora de comienzo de la prueba escrita de la 1ª convocatoria y será necesaria una nota mínima de 3.5 para compensar con el resto de actividades .

2ª Convocatoria

Los estudiantes que no hayan aprobado en 1ª convocatoria y no puedan compensar o no hayan realizado esta actividad para la 1ª convocatoria, deberán entregar la resolución de una nueva colección de tareas de forma individual antes de la hora de comienzo de la prueba escrita de la 2ª convocatoria y será necesaria una nota mínima de 3.5 para compensar con el resto de actividades . La calificación obtenida supondrá un 30% de la calificación global.

3 Examen de prácticas de laboratorio

1ª y 2ª convocatoria

Si el estudiante ha realizado todas las prácticas, la evaluación se llevará a cabo mediante la entrega de un informe.  Los estudiantes que no hayan realizado las prácticas de laboratorio previamente, serán convocados para la realización del examen de prácticas el mismo día pero a distinta hora de las pruebas escritas. En este examen deberá realizar algunas de las prácticas contempladas en el programa y responder un cuestionario. Para ello, el estudiante solo podrá consultar los guiones de las prácticas. La calificación obtenida, que no podrá ser inferior a 3.5 para compensar con el resto de actividades , supondrá un 20% de la calificación final.

 

Las tasas de éxito de la asignatura en los últimos tres años son: 2019/20: 100%; 2020/21: Sin estudiantes; 2021/22: 0%*

(* 1 estudiante matriculado)