EXAMEN DE GRADO - III PARTE PERÍODO 2017-A

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Antonia Peña Carmona
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIA EXAMEN DE GRADO - III PARTE PERÍODO 2017-A 27-07-2017 Nombre: Tiene 4 horas para

1 ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIA EXAMEN DE GRADO - III PARTE PERÍODO 2017-A Nombre: Tiene 4 horas para resolver los siguientes casos. Se le ha proporcionado los datos y fórmulas necesarias. Puede emplear una calculadora científica no programable. No se permite el uso de internet ni de teléfonos celulares. Por favor, resuelva el problema de una forma ordenada y clara. Lea atentamente cada pregunta. Cualquier intento de copia involucra la pérdida total del puntaje del presente examen. Éxitos. CASO 1.- PRODUCCIÓN ANIMAL Y VEGETAL INTEGRAL Se ha adquirido un terreno, dividido en 3 lotes, como se indica en la Figura 1, en el cual se quiere implementar un cultivo principal y una producción animal. El terreno tiene las siguientes características: Altura:370 msnm; Temperatura ambiental promedio: 25 C; Humedad relativa promedio: 80 %; Precipitación: de acuerdo a la distribución mensual de la Figura 2. Usted debe sugerir una producción agropecuaria autosustentable, que responda a las siguientes demandas: 1. Seleccione el/los cultivo(s) principal(es) que incorporaría en su producción agrícola, de la lista detallada en la Tabla 1. Justifique su respuesta con base en criterios climáticos, económicos y sociales. 2. En función de la producción vegetal elegida en la pregunta 1, indique el manejo básico que realizaría (monocultivo, asociación y/o rotación), distancia de siembra, sistema de riego, la temporada de siembra, las labores culturales a realizarse, sin tomar en cuenta la fertilización. 3. Seleccione el tipo de producción animal entre: bovinos, aves y/o cerdos, que implementaría en el terreno. Justifique su elección e indique aspectos de manejo básico como: infraestructura requerida, número de animales, tipo de alimentación y producción esperada.

2 Tabla 1. Lista de cultivos, con su respectivo requerimiento nutricional promedio y rendimiento esperado CULTIVO REQUERIMIENTO NUTRICIONAL (kg/ha) N P K RENDIMIENTO ESPERADO ANUAL CACAO kg/ha CAFÉ ,48 ton/ha FRÉJOL quintales/ha MAÍZ ,13 ton/ha MARACUYÁ ton/ha NARANJA quintales/ha PAPA ton/ha PAPAYA ,5 ton/ha PLÁTANO ton/ha RYE GRASS ton/ha TRÉBOL BLANCO ton/ha YUCA ton/ha 4. Indique qué especie(s) vegetal(es) seleccionaría para la alimentación de su producción animal. Considere el aspecto nutricional general de la especie(es) animal(s) seleccionada(s). 5. En el plano de la Figura 1, indique el uso qué daría a cada lote. Justifique su respuesta para cada uno. 6. Mencione dos plagas y/o enfermedades que podrían afectar a la producción animal y dos que puedan afectar a la producción vegetal, tomando en cuenta las condiciones de su agroecosistema e indique las medidas preventivas que implementaría. 7. Con base en los resultados del análisis de suelos(tabla 2) para el predio en estudio, qué podría concluir acerca de sus características químicas, físicas y biológicas? Indique sí aplicaría acciones correctivas, y cuáles serían? Tabla 2. Resultados del análisis del suelo Textura Arcillosa Ca: 12,9 ppm B: < 0,20 ppm N 38,00 ppm Mg: 0,45 ppm CIC: 20,8 meq/100 g P: 51,80 ppm Zn: 3,5 ppm ph: 5,0 S: 7,0 ppm Cu: 6,2 ppm Materia orgánica: 2,8 % K: 130,00 ppm Fe: 5,0 ppm Densidad aparente: 1,6 g/cm 3 8. Indique el plan de fertilización que daría a la producción vegetal, con base en los requerimientos nutricionales de la Tabla 1 y los fertilizantes disponibles de la Tabla 3. Considere únicamente los nutrientes primarios. 9. Explique por qué su propuesta de manejo agropecuario es autosustentable.

3 Tabla 3. Composición media de diferentes fuentes de fertilización Fuente N P 2O 5 K 2O Estiércol vacuno 0,6 0,4 1,0 Estiércol porcino 0,7 0,7 1,6 Gallinaza 0,7 0,5 1,5 Estiércol equino 0,7 0,3 0,8 Nitrato de amonio 34 Fosfato monoamoniaco Fosfato diamónico Microelementos Sulfato de amonio (S) Sulfato de potasio (S) Urea 46 Muriato de potasio 60 Superfosfato triple ,5 (S) Superfosfato simple (S)

4 Figura 1. Plano del terreno y lotización acorde a la topografía Figura 2. Precipitación mensual promedio del sitio donde se encuentra el predio

5 Nombre: CASO 2.- OBTENCIÓN DE LECHE EN POLVO En una planta de procesamiento de lácteos, se produce leche en polvo en un secador tipo atomizador (spray dryer) a razón de 100 kg/hcon 4% de humedad a 40 C de acuerdo al proceso que se indica en la Figura 1. Para obtener la leche en polvo, una corriente de leche concentrada que contiene 48% de sólidos se pone en contacto con aire caliente a 120 ºC; este aire se obtiene a partir de aire fresco a 25 C y una humedad específica de 0,01 kg/kg aire seco que se calienta hasta 120 C. antes de ingresar al secador. El aire sale del secador a 75 C. La leche concentrada se produce en un concentrador (o evaporador) que opera mediante evaporación en película descendente a 45 C a partir de leche fresca con 12% de sólidos totales a 20 C. El concentrador utiliza vapor de agua con calidad 85% a presión atmosférica. El agua evaporada de la leche obtenida en el concentrador se condensa en un intercambiador de calor que emplea agua de enfriamiento que ingresa a 15 C y sale a 35 C. Agua evaporada Agua de enfriamiento 35 C Agua de enfriamiento 15 C Vapor 85% calidad Condensado 120 C 25 C Leche fresca 12% sólidos 20 C Leche concentrada 48% sólidos 75 C Condensado Leche en polvo 4% humedad 100 kg/h Figura 1. Proceso de obtención de leche en polvo Datos: Capacidad calorífica de los sólidos totales en la leche: 1,8 kj/kg K Capacidad calorífica del agua líquida: 4,18 kj/kg K Peso molecular del aire seco: 28,84 kg/kgmol Determinar: 1. Porcentaje de humedad en base húmeda del aire que sale del secador 2. Flujo másico de aire seco empleado en el proceso 3. Consumo de vapor en el concentrador 4. Demanda de agua de enfriamiento en el proceso

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