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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


Slide 4

ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


Slide 11

ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR


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ACTIVIDAD 11.
RECONOCIMIENTO DE LA UNIDAD TRES.
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Objetivos:
•Aprender acerca de los fundamentos de los equipos de transferencia
de calor
•Apropiar los términos y conceptos fundamentales de los equipos de
transferencia de calor
•Reconocer e identificar y aplicar los modelos analíticos utilizados para
cuantificar la transferencia de calor en los equipos de transferencia

Descripción y Temáticas a revisar en la actividad
• Descripción de la actividad:

La actividad consiste de una lectura acerca de equipos de transferencia
de calor; donde se encuentra los fundamentos y se muestran la
aplicación a la ingeniería.
• Temáticas a revisar:
•Aplicaciones de transferencia de calor en equipos de
transferencia

Bibliografía
• CARRERO, J.I. , Equipos de Transferencia de calor, una guía de
estudio. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. 2008. p124
•FONSECA, V. Transmisión de Calor. Universidad Abierta y a Distancia,
UNAD. Bogotá. 2008. p 250.
•MILLS, R. Transferencia de Calor . Los Angeles: Prentice- hall. 1999.
p 932.
•PITTS, D y SISMON, L. Teoría y Problemas de Transferencia de Calor.
Tennessee, USA. Mc Graw Hill. 1980. p 295.
•WELTY, J. Transferencia Aplicada a la ingeniaría. Oregon, Usa.
Limusa.1978. p 546.

• www.itescam.edu.mx/principal/sylabus

Equipos de Transferencia de Calor
Los equipos para transferencia de calor son aparatos que permiten flujo de calor o transferencia
térmica de un cuerpo a otro.
Hay equipos que efectúan tratamientos térmicos a los alimentos ya sea para causarles cambios físicos
químicos o esterilizarlos.
Se emplean tratamientos térmicos inversos, como la refrigeración y congelación, en la conservación
de alimentos o para producir algunas modificaciones como coagulación de proteínas, precipitación de
geles, obtención de gelatinas, etc.
Los aparatos más sencillos son recipientes donde se mezclan los fluidos caliente y frío, en tanto que
los más comunes son aquellos en los cuales los fluidos están separados por una pared, que puede ser
desde una sencilla placa plana hasta configuraciones bastante complejas que incluyen diversos
accesorios, todos encaminados a buscar la mayor eficiencia en la transmisión de calor.

En el diseño de los aparatos para transferencia de calor intervienen varios factores, desde el análisis
térmico en el cual se aplican los principios estudiados en la unidad anterior, así como aspectos
estrictamente mecánicos, resistencia, peso, pérdidas de cargas, etc., hasta consideraciones de índole
económica

Intercambiadores de Calor

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia
de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos
• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura.
• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor
temperatura.
Debe quedar claro que la función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde
los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor
sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor
temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos,
el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse
ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.

CALDERAS
Una caldera es una máquina que está diseñada para generar vapor saturado, a través de una
transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se
calienta y cambia de estado.
Caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se
transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un
cambio de fase.
Las calderas son muy utilizadas en la industria debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor
para generarlo para aplicaciones como:
•
Esterilización : generando vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los
comedorescon capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para
la elaboración de alimentos en marmitas.
•
Calentar otros fluidos.
•
Generar electricidad. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo
genera vapor sobrecalentado.

TIPOS DE CALDERAS
Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más
utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente y es atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.

Hornos.
Se entiende por hornos los equipos o dispositivos, en los que se calientan las piezas o
elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este
calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:
Fundir.
Ablandar para una operación de conformación posterior.
Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades
Recubrir las piezas con otros elementos

El calor se trasfiere de tres maneras:
Por radiación: ondas electromagnéticas parten de un cuerpo fuente y se
absorben, transmiten o reflejan en un cuerpo sumidero.
Por convección: A través de corrientes de aire. Por ejemplo una
calefacción calienta el aire de una habitación por conducción desde la
pared del calefactor al aire.
Por conducción: Cuando dos cuerpos están íntimamente en contacto.

Marmitas
Una marmita es una olla de metal cubierta con una tapa que queda
totalmente ajustada.
El mecanismo de funcionamiento de la marmita u olla de presión es
simple. La olla básicamente tiene:
Un recipiente de metal con tapa.
Un regulador de presión.
Una o más válvulas de alivio de presión.
Un empaque sellador de caucho.
Cuando se cierra herméticamente la tapa, la presión interna se va
incrementando, a medida que la temperatura aumenta. Esta presión
es la que impide la ebullición.
La mayoría de las marmitas, cuecen los alimentos entre los 112 y los
118°C, lo que supone entre los 19 y 25 grados más calientes que
cuando se guisan en un recipiente normal abierto.

MARMITA

CONDENSADORES
Son elementos intercambiadores térmicos, en cuales se pretende que cierto fluido que lo
recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor
(cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro
medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un
ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de
refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor,
después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para
condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe
la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso
del aire acondicionado.

Refrigeradores
Un equipo de refrigeración consiste en una máquina térmica diseñada para transferir
energía térmica entre dos focos, cuya finalidad es la desplazar la carga térmica del foco
de menor potencial energético con objeto de alcanzar y mantener una menor
temperatura en este

CONGELADORES
Son equipos de refrigeración compuestos de un compartimento aislado
térmicamente y un sistema frigorífico, bien sea por compresión o por
absorción el cual es capaz de mantener los productos almacenados en su
interior a una temperatura bajo 0oC, normalmente entre -30 °C y -4 °C.
Los congeladores son utilizados para almacenar los alimentos y otros
productos por largos períodos en estado de congelación. La finalidad del
congelado es parar la actividad enzimática propia de todo alimento y evitar
su descomposición o alteración en sus propiedades organolépticas. El cese
de actividad enzimática se produce a los -30 °C.

LIOFILIZADOR

El liofilizador más simple podría estar constituido por una cámara de vacío
en la cual se coloca el material frío, y un sistema para eliminar el vapor de
agua, a medida que se produce la congelación por enfriamiento evaporativo
y así mantener la presión de vapor de agua por debajo de la presión del
punto triple. La temperatura del material puede continuar disminuyendo por
debajo del punto de congelación y la sublimación podría retrasarse hasta
que la ganancia de calor por conducción o radiación sea igual a la
proporción de calor perdido a medida que se subliman más moléculas
energéticas y se
eliminan. Sin una aplicación de calor el proceso podría eventualmente
detenerse. Por lo tanto, el liofilizador deberá incluir, además de un equipo
para producir vacío, un sistema de calentamiento del producto y un
condensador frigorífico para convertir en hielo el vapor producido.

• LIOFILIZADOR