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Determinación de la relación entre el número de potencia de agitación y las propiedades reológicas de tres pulpas de fruta / Jessica Pamela Ayala Calderón

By: Ayala Calderón, Jessica Pamela.
Contributor(s): Vera Calle, Edwin Rafael [Director].
Material type: Mixed materialsMixed materialsQuito : EPN, 2014Description: 148 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 5710.Subject(s): Fenómenos de transporte | Diseño de plantasOther classification: T-IQ/ Online resources: Texto completo Dissertation note: FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y AGROINDUSTRIA Tesis (Ingeniero Químico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2014 Summary: Resumen .- La escasa información en la determinación de la potencia de agitación en fluidos no newtonianos, principalmente en pulpas de fruta, llevó a determinar la relación entre el número de potencia de agitación y las propiedades reológicas de estos fluidos. En este trabajo se estudió las pulpas de mango, guayaba y tomate de árbol. Después de caracterizar las pulpas de fruta, se determinó el número de potencia de agitación usando diferentes agitadores, (turbina rushton, de 2 aspas, de 4 aspas verticales, de 4 aspas inclinadas y agitador de hélice). Estas pruebas se realizaron con y sin deflectores, a diferentes velocidades de rotación en un recipiente cilíndrico de 4 L construido con dimensiones geométricas estándar. Las pulpas de fruta analizadas presentaron un comportamiento pseudoplástico, con un índice de consistencia menor a 1 y sin dependencia del tiempo. Se encontró influencia de las propiedades reológicas en el número de potencia para números de Reynolds menores a 35; pero para números de Reynolds mayores a 100 no existe influencia de estas propiedades. El tipo de agitador influyó de manera significativa en el número de potencia de agitación, sin embargo el uso o no de deflectores no tuvieron un efecto significativo sobre el número de potencia de agitación dentro del rango evaluado (Re<1 000). Se obtuvo la constante de proporcionalidad ks de la velocidad de deformación con la velocidad de rotación. El valor de ks depende del tipo de agitador y del tipo de pulpa de fruta ensayado, siendo esta última variable de mayor influencia. Los valores de ks encontrados están en el orden de 60, 10 y 30 para la pulpa de guayaba, mango y tomate de árbol, respectivamente. Además se determinó la relación de la velocidad de deformación con la velocidad de rotación en función de las dimensiones del agitador y del recipiente de agitación y se propuso una correlación en función de estas dimensiones. Finalmente se comparó la potencia de agitación teórica con la potencia de agitación instalada en una planta procesadora de pulpas de fruta, concluyendo que la potencia de agitación teórica representa aproximadamente la mitad de la potencia de agitación instalada.Summary: Abstract.- Because of the lack of information in the determination for power agitation of non-Newtonian fluids, mainly in fruit pulps, the relation between the power number agitation and the rheological properties of fruit pulps were determined in this work. The samples tested were fruit pulps of mango, tree tomato and guayaba. First, the fruit pulps were characterized and the power number was determined with different kind of agitators (rushton turbine, 2 blade turbine, 4 blade vertical and inclined turbines, and propeller). These tests were made with and without baffles at different rotational speed in a stirred vessel of 4 L which was manufactured with standard geometric dimensions. The fruit pulps analyzed presented pseudo-plastic behavior with an index of consistency less than 1. It was found that rheological properties had an influence on in the power number for Reynolds numbers fewer than 35; but there was not influence for Reynolds numbers greater than 100. The agitator geometry influenced significantly on the power number of stirring. However, the baffles had no significant effect on the power number agitation within the rated range (Re < 1 000). The results of the constant ks relating the shear rate with the rotational speed, showed dependence with the agitator geometry and the fruit pulp. The ks values found were 60, 10 y 30 for guayaba, mango and tree tomato pulps, respectively. The relation of the shear rate with the rotational speed in function of agitator and vessel dimensions was also determined and an equation correlating these parameters was proposed. Finally, the theoretical power consumption was compared with the power consumption used in a fruit pulp industry. The results showed that the theoretical power consumption was half of the installed available power at the industry.
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Tesis Tesis BIBLIOTECA GENERAL
T-IQ/0907/CD 5710 (Browse shelf) Ej. 1 Available 020016
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FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y AGROINDUSTRIA Tesis (Ingeniero Químico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2014

Bibliografía: páginas 105 - 108.

Resumen .- La escasa información en la determinación de la potencia de agitación en fluidos no newtonianos, principalmente en pulpas de fruta, llevó a determinar la relación entre el número de potencia de agitación y las propiedades reológicas de estos fluidos. En este trabajo se estudió las pulpas de mango, guayaba y tomate de árbol. Después de caracterizar las pulpas de fruta, se determinó el número de potencia de agitación usando diferentes agitadores, (turbina rushton, de 2 aspas, de 4 aspas verticales, de 4 aspas inclinadas y agitador de hélice). Estas pruebas se realizaron con y sin deflectores, a diferentes velocidades de rotación en un recipiente cilíndrico de 4 L construido con dimensiones geométricas estándar. Las pulpas de fruta analizadas presentaron un comportamiento pseudoplástico, con un índice de consistencia menor a 1 y sin dependencia del tiempo. Se encontró influencia de las propiedades reológicas en el número de potencia para números de Reynolds menores a 35; pero para números de Reynolds mayores a 100 no existe influencia de estas propiedades. El tipo de agitador influyó de manera significativa en el número de potencia de agitación, sin embargo el uso o no de deflectores no tuvieron un efecto significativo sobre el número de potencia de agitación dentro del rango evaluado (Re<1 000).
Se obtuvo la constante de proporcionalidad ks de la velocidad de deformación con la velocidad de rotación. El valor de ks depende del tipo de agitador y del tipo de pulpa de fruta ensayado, siendo esta última variable de mayor influencia. Los valores de ks encontrados están en el orden de 60, 10 y 30 para la pulpa de guayaba, mango y tomate de árbol, respectivamente. Además se determinó la relación de la velocidad de deformación con la velocidad de rotación en función de las dimensiones del agitador y del recipiente de agitación y se propuso una correlación en función de estas dimensiones.
Finalmente se comparó la potencia de agitación teórica con la potencia de agitación instalada en una planta procesadora de pulpas de fruta, concluyendo que la potencia de agitación teórica representa aproximadamente la mitad de la potencia de agitación instalada.

Abstract.- Because of the lack of information in the determination for power agitation of non-Newtonian fluids, mainly in fruit pulps, the relation between the power number agitation and the rheological properties of fruit pulps were determined in this work. The samples tested were fruit pulps of mango, tree tomato and guayaba. First, the fruit pulps were characterized and the power number was determined with different kind of agitators (rushton turbine, 2 blade turbine, 4 blade vertical and inclined turbines, and propeller). These tests were made with and without baffles at different rotational speed in a stirred vessel of 4 L which was manufactured with standard geometric dimensions. The fruit pulps analyzed presented pseudo-plastic behavior with an index of consistency less than 1. It was found that rheological properties had an influence on in the power number for Reynolds numbers fewer than 35; but there was not influence for Reynolds numbers greater than 100. The agitator geometry influenced significantly on the power number of stirring. However, the baffles had no significant effect on the power number agitation within the rated range (Re < 1 000).
The results of the constant ks relating the shear rate with the rotational speed, showed dependence with the agitator geometry and the fruit pulp. The ks values found were 60, 10 y 30 for guayaba, mango and tree tomato pulps, respectively. The relation of the shear rate with the rotational speed in function of agitator and vessel dimensions was also determined and an equation correlating these parameters was proposed.
Finally, the theoretical power consumption was compared with the power consumption used in a fruit pulp industry. The results showed that the theoretical power consumption was half of the installed available power at the industry.

Jessica Pamela Ayala Calderón cedido 2014/08/06 $ 0.20 Ej. 1 Biblioteca Central 35605

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