UNIDAD 1 - BALANCE DE MATERIA FASE 1: RESOLVER PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA
Presentado a: HARVEY ANDRS ANDRS MIL!UE" SANABRIA T#tor
Entre$ado %or: Pao&a A&e'andra ()*&a Ca+e,a Cd*$o: 1./002340 De*s5 6ater*ne P#&*do Or7#e&a Cd*$o: 1.82.82298 Ana M*&ena Casa&&as C*#entes Cd*$o: 1./48924 Ce&;*ra <*;ene, A&aro Cd*$o: 8838/14
=r#%o: 0.11.0>0
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS B(SICAS TECNOLO=?A E IN=ENIER?A BALANCE DE MATERIA Y ENER=?A
14 MAR"O DEL .1/ BO=OT( D@C@ PROBLEMA 1 Durante el procesamiento del maíz se obtiene almidón y proteína mediante las siguientes operaciones: primero, se remoja el maíz en agua a una temperatura de 70 ° C, durante 1 o 2 días, enseguida se le aade 0,1! " de #$2 para su %ermentación, posteriormente el grano &'medo se tritura para obtener una suspensión (ue contiene g)rmenes, sal*ado, almidón y gluten, +l germen se separa de la pasta li(uida mediante separadores neumticos -ciclones. para lí(uidos/ os g)rmenes la*ados y secos pasan al proceso de etracción de aceite de maíz/ ediante una molienda y un tamizado (ue se repite *arias *eces, el sal*ado se separa de las dems %ibras/ +l resto de la pasta lí(uida contiene de ! a 3" en peso de proteína, la cual se concentra separndose el almidón ms denso del gluten y el primero se %iltra, se la*a se seca/ +l gluten se seca y se utiliza en la elaboración de alimentos para ganado/ 1/ 4denti%i(ue las operaciones y procesos unitarios/ -diligencie un cuadro con la in%ormación. 2/ +labore el diagrama de blo(ue en donde se distinga la secuencia del proceso de producción/
DESARROLLO 1@ OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS Eta%as de& Proeso aíz en grano
Remojo Trituración Separación Neumática
#uspensión (ue contiene g)rmenes, sal*ado, almidón Lavado y gluten Secado
5)rmenes #al*ado, almidón y gluten 6lmidón y gluten
Extracción de aceite Molienda Tamizado Concentración Separación Filtración Lavado
6lmidón denso 5luten
Seado Seado
O%era*n Un*tar*a
Proeso Un*tar*o
2. DIAGRAMA DE BLOQUES 68
9emperatura: 70 ° C 9iempo: 1 o 2 días
emojo del maíz
9rituración
;asta lí(uida
#uspensión (ue contiene g)rmenes, sal*ado, almidón y gluten #eparación ne'matica
5)rmenes
#al*ado, almidón y gluten
a*ado
olienda y tamizado
epetir operación *arias *esces
#ecado 6lmidón y gluten
#al*ado
;roteína de !a3"
+tracción Concentración 6ceite #eparación
6lmidón denso
a*ado
#ecado 6lmidón
5luten
#ecado
;roteína utilizada para la elaboración de productos para el ganado
;$=+6 2 >n *ino con sólidos suspendidos entra a una operación de centri%ugación para clari%icación/ 6 la centri%uga entran !000 ?& de *ino a clari%icar con densidad de 1,03 @g? y sólidos suspendidos del A " en peso/ +l *ino sale de la centri%uga con 0,2 " en peso de sólidos suspendidos, mientras (ue la %ase pesada tiene 30" en peso de sólidos suspendidos y 20 " en *ino/ ealizar el balance de materia/ Datos: D+#C4;C4B Cantidad de *ino Densidad #ólidos suspendidos
4<$6C4B 44C46 !000 ?& 1/03 Eg? A"
4<$6C4B <46 Fino centri%ugado G0/2"
Entrada Vino con su densidad 5400 kg/h
Total de v!o "e!t#$%gado& 5'4(.5 kg
Salida )a*e +e*ada& 25,.5 kg
Compuesto por: Vino: 5132.7 kg Sólidos suspendidos: 10.8 kg
Compuesto por: Vino: 20 ! 51.3 kg Sólidos suspendidos: 80! 205.2 kg
Fino y densidad L h
5000 .1,08
Kg =5400 Kg / h L
#ólidos suspendidos del *ino inicial 5400 kg∗0,04 =216 Kg Sólidos suspendidos
Fino centri%ugado
216
kg ∗0.2 4
=10.8 kgSólidos suspendidos
Fase %esada 216 kg −10.8 kg =205.2 kgSólidos suspendidos 205.2 kg= 80 205.2 kg∗20 / 80 =51.3 kg de vino
9otal %ase pesada G
205.2 kg + 51.3 =256.5 kg
V*no entr*#$ado 5400 kg −256.5 kg− 10.8 kg=5132.7 Kg de vino 10.8 kg Sólidos suspendidos
9otal *ino centri%ugado G
5132.7 Kg+ 10.8 kg=5143.5 kg
PROBLEMA 0 6 un e*aporador entran 10000 @g?& de un jugo de caa de az'car (ue tiene una concentración de sacarosa del 1!"/ Cunto se debe agregar de agua pura para (ue la concentración %inal de la mezcla sea del 10 " en peso y cuanto se obtiene de producto %inal.
Ag%a -' 10000
Kg h
-2
Evaporador
'5
'0
Kg 10000 H 1! G1!00 h
1500
X 2
= 0.1 sedespeja x X 2=
X 2=15000
Kg h
1500 0.1
De producto %inal
Cantidad de 6gua 10000 I H1G1!000 se despeja H1G10000 J 1!000
1 8...
Kg h cantidad de 6gua
PROBLEMA 3 >na %brica de alimentos para ganado produce sorgo seco/ ;ara ello introduce el sorgo en un secador (ue utiliza aire/ #i el aire entra al secador con una &umedad de 0/003 @g de agua?@g aire seco y sale con una &umedad 0/0KL @g agua?@g aire seco y el sorgo entra con 2M" de agua y debe salir con 12"/ Calcular la cantidad de aire necesaria en mM ?mi a 1 atm/ y 2!°C, para procesar K3 @g?mi de sorgo al 12"/
0.008 kg de agua/kg aire seco X1=?
Kg "8 mi ats# 12
Se"ado#
0.069 kg de a ua/k aire Sorgo con agua 12 %
Sorgo con agua 23 % Sorgo Seco 88 Sorgo Seco 77
Sor$o 1 G K3 @g 6gua eliminada X 1∗Sorgo sec o1 = X 2∗ Sorgo sec o2
X 1=
X 2∗Sorgo sec o 2 Sorgo seco 1
#e reemplaza X 1∗0.77=68∗0.88 X 1=
68 kg∗0.88 0.77
=77.71 kg
77.71 kg∗0.23 =178733 Agua 77.71 kg= 68+ Agua Eliminada
Agua Eliminada =9.71 Kg Agua A 2=¿ 6ire con &umedad N 6ire seco A 2=0.069
Kg de agua Kg de agua Kg de agua − 0.008 = 0.061 kgde Aire seco kgde Aire seco kgde Aire seco
Airetotal =
A1 A2
=
Airetotal Seco =
v2 v1
Agua Eliminada 0.061
=
9.71 Kg de Agua
Kg deagua 0.061 . kgde Aireseco
=159.18 kg de Aire Seco
Airetotal = A .t . seco∗ Aire seco A .total con agua =159.18 kgde AireSeco ∗0.008
kg de Aire seco =1.2734 Kg de Agua kg de Agua
Cantidad de Aire= A . t . seco + A . total con agua Cantidad de Aire=159.18 + 1.2734=160.453 Kg de Aire
160.453 Kg / min ¿ 0.16 m 3 / mina 1 atm, 25 ° C
PROBLEMA 8 ;ara conseguir jugo de naranja concentrada, se parte de un etracto con 7" en peso de sólidos el cual se mete en un e*aporador al *acío/ +n el e*aporador se elimina el agua necesaria para (ue el jugo salga con una concentración del !3" de peso en sólidos, #i se introduce a proceso 1000 Eg?& de jugo diluido, calcule la cantidad de agua e*aporada y de jugo concentrado saliente/ m 1=7 m2=1000 Kg / h m3=58 m4= ugoconcentrado saliente m5= Aguaevaporada m 5= Aguaevaporada
Vapo m 1=7 m2=1000 Kg / Alimentació
Evaporador
m3=58
Producto m4= ugo concentrado saliente
7 ∗1000 Kg / h= 58 ∗m4
m4=
m4=
7 ∗1000 Kg / h 58 7 ∗1000 Kg / h 58
m4=120,689 Kg / h 2−¿ m4
m5 =m ¿ m5=1000 Kg / h−120,689 Kg / h m5=879,311 Kg / h
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