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Prob. Se desea obtener 1000 Kg por día de concentrado de naranja en polvo que contiene 5% de sólidos hasta 10 % de sólidos (azucares), inyectando 12000 metros cúbicos de aire por día, a 35 C, y una presión de 1 atm. , que contiene una humedad de 6% en peso. Luego se añade azúcar al jugo concentrado hasta que su contenido de azucares sea de 20 %. a) El porcentaje de humedad del aire que sale del proceso B) La cantidad de agua evaporada C) la cantidad de azúcar adicionada . !
Prob. Con objeto de ahorrar energía, el gas de chimenea de un horno se usa para secar arroz. El diagrama de flujo y los datos conocidos se muestran en la figura. ¿Cuánto asciende el gas de reciclaje (R) por 100 lb de producto (P) si la concentración de agua en el flujo de gas que ingresa en el secador del 5,2%?
En la etapa final del proceso de fabricación de un producto orgánico sólido, éste se limpia con tolueno (C7H8) líquido y después se seca en un proceso cuyo diagrama de flujo se muestra a continuación. El producto húmedo entra al secador a una velocidad de 300 lb/h y contiene o 0,200lb-tolueno/lb-sólidos secos. Una corriente de nitrógeno a 93 C, 1,2 atm y que contiene una pequeña cantidad de vapor de tolueno. El calor se transfiere en el secador del gas a los sólidos húmedos, ocasionando que la mayor parte del tolueno se evapore. El producto final contiene 0,020 lb-tolueno/ lb-sólidos secos. El gas sale o del secador a 67 C y 1,2 atm con 13 % molar de tolueno y pasa por un condensador con refrigeración por agua. Las corrientes de gas y líquido salen del condensador en o o equilibrio a 32 C y 1 atm. El gas se recaliente a 93 C y se regresa al secador. Calcule: a) La cantidad de producto que es recirculada (lb-mol/h) 3 b) La cantidad de gas que ingresa al secador (m /h) c) La cantidad de tolueno evaporado en el secador (moles/h) d) la cantidad de tolueno liquido recuperado (lb/h)
Producto + C 7H8
Producto final
(l)
SECADOR N2 , C7H8(V) o 93 C, 1,2 atm
N2 , C7H8(V):13,0% molar o 67 C, 1,2 atm
CONDENSADOR Agua de enfriamiento
N2 , C7H8(V):5,4% molar o 32 C, 1,0 atm
C A L E N T A D O
R
C7H8(l) o 32 C, 1,0 atm
Vapor
Condensado
Un material sólido que contiene 15% de humedad está siendo secado hasta una humedad del 2% (peso). El aire fresco contiene 0.012 lb H2O/lb aire seco y está a una temperatura de 70ºF. El aire que sale del secador viene a 100ºF con un 3% de humedad, parte de él se recicla, se junta con el aire fresco pasando ambas corrientes a un calentador de donde pasan al secador a 200ºF. La corriente de reciclo es a la corriente de salida x/y como 2/3. El sistema opera a 1 atm. y se procesan 1000 lb/h. Calcular: a) Volumen de aire húmedo y, b) Humedad del aire a la entrada del secador.
Se procesan 300 kg de café en grano (solubles, insolubles y agua), en la molienda se pierde el 2% del material ingresado después del tostado, en el tostado se pierde un 10% de la materia prima (café en grano) en forma de vapor de agua, en l lixiviación se emplean 1000 litros de agua a 90°C obteniéndose 1050 litros de una solución al 10% en peso de sólidos solubles (densidad 1kg/lt). Esa solución se concentra por evaporación hasta 50% de sólidos en peso, luego se seca en evaporador flash, obteniendo como producto el café en polvo que se envasa para su despacho. La obtención de café en polvo procede de acuerdo a las siguientes etapas: o Tostado a 150 C. Molienda de los granos. o La lixiviación (proceso de extracción) del café en polvo a 90 C. Concentración de la solución en un evaporador de simple efecto. Eliminación del agua por secado flash, mediante el impacto de aire seco (T=50 oC y P= 1atm) caliente con la solución concentrada de café finamente pulverizada en un ciclón. Envasado ? a) Haga el diagrama de flujo del proceso, indicando en el las entradas y salidas, con todos los datos(T°, composición, masa etc) b) Haga un balance de masas del proceso, indicando la cantidad de café, desecho y agua que entra y sale en cada etapa. c) Si el aire que sale del secador flash contiene 2% molar de agua, determine el volumen de aire se requiere en m3. • • • • •
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Un secador continuo experimental de jabón va a ser operado en forma tal que seque 45 kg por hora jabón húmedo que contiene 30% de agua inicialmente hasta dejar solo el 15% de agua , se va a emplear un aparato similar al ilustrado en la figura y existirán las siguiente condiciones: El aire esta a 0°C y tiene humedad nula. El 50% de aire húmedo que sale del secador es recirculado al ciclo. o El aire que sale del calentador esta a 77 C. El aire que sale del humidicador está a 49°C y tiene una humedad de 0,033 kg de vapor de agua/kg de aire seco y El aire húmedo que sale del secador tiene una humedad de 0,038 kg de agua/kg de aire seco. La presión total del sistema es de 1 atm. a) Encuentre la masa de jabón desecado producido por hora. b) Los kg de aire seco que pasa a través del secador por hora. c) Humedad del aire que entra al calentador. a) Los kg de agua adicionados el humedificador. 3 b) Los m de aire húmedo que entran en el secador por hora.( 2ptos) • • • •
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R Vapor
Aire exterior
Calentador
H2O
Humedificador
Jabón (30% H2O) húmedo
Secador
0% H2O Condensado Producto (15% H2O)
