Balance de Energía Proceso Productivo de La Cerveza

Balance de energía proceso productivo de la cerveza

La importancia del balance de energía radica en su utilidad para observar el flujo energético en el sistema y también su rendimiento. A continuación, realizaremos el balance de energía del proceso de la cerveza, el cual veremos el comportamiento del calor en cada uno de sus procesos. 1.1

Primera sección, olla de crudos. ∆ =    −    =   =  − (  − (  +  +  )  



 =  ∗  ∗ ∆



  =  +  +  

Donde:    

m= Masa en kilogramos. Q= Cantidad de calor tomada o cedida. Cp= Calor especifico de la sustancia. ∆T= Diferencia de temperatura.

Datos:    

   

Masa de la Malta (m 1) = 0.0001975 kg. Masa de los Adjuntos (m 2) = 0.00131667 kg. Masa del Agua (m 3) = 0.004279 kg. Masa del Mosto (m 4) = 0.0057932 kg. Cp de la Malta (Cp 1) =1.674 KJ/kg*K. Cp de los Adjuntos (Cp 2) = 0.284 KJ/kg*K. Cp del Agua (Cp 3) = 4.193 KJ/kg*K. Cp del Mosto (Cp 4) = 0.017 KJ/kg*K.

    

Temperatura Temperatura Temperatura Temperatura

de la Malta (T 1) = 298 K. de los Adjuntos (T 2) = 298 K. del Agua (T 3) = 298 K. del Mosto (T 4) = 298 K.

Cálculos matemáticos: 





Q1= 0.0001975 kg * 1.674 kJ/kgK * (298-298) K = 0 Q2= 0.00131667 kg * 0.284 kJ/kg*K * (298-298) K =0 Q3= 0.004279 kg * 4.193 kJ/kg*K * (348-298) K = 0.8970kJ

Q4= 0.0057932 kg * 0.017 kJ/kg*K * (328-298) K = 0.002955Kj



Qf = 0.002955Kj-(0+0+0.8970) kJ Qf = -0.8940kJ





El calor perdido es de 0.894Kj.

1.2

Segunda sección, olla de mezcla.

Datos:    

   

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Masa del Mosto Olla de rudos (m 1) = 0.0057932 kg. Masa de la Malta (m 2) = 39.5 kg. Masa del Agua (m 3) = 117 kg. Masa del Mosto (m 4) =156.506 kg. Cp del Mosto Olla de Crudos (Cp 1) =0.017 KJ/kg*K. Cp de la Malta (Cp 2) = 1.674 KJ/kg*K. Cp del Agua (Cp 3) = 4.193 KJ/kg*K. Cp del Mosto (Cp 4) = 0.017 KJ/kg*K. Temperatura Temperatura Temperatura Temperatura

del Mosto olla de Crudos (T 1) = 328 K. de la Malta (T 2) = 298 K. del Agua (T 3) = 348 K. del Mosto (T 4) = 328 K.

Cálculos matemáticos: 

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Q1= 00057932 kg * 0.017 kJ/kgK * (298-298) K = 0 Q2= 39.5 kg * 1.674 kJ/kg*K * (328-298) K =0.291kJ Q3= 117 kg * 4.193 kJ/kg*K * (348-298) K = 24529.1kJ Q4= 156.506 kg * 0.017 kJ/kg*K * (348-298) K = 133.03Kj

Qf = 133.03Kj-(0+0.291+24529.1) kJ Qf = -24 396.4 kJ

El calor perdido es de 24 396.4Kj.

1.3

Tercera sección, olla de cocción.

Datos: Masa del Filtrado 1 (m 1) = 125.2046 kg. Masa del Filtrado 2 (m 2) = 88.1710 kg. Masa de Lúpulo (m 3) = 0.3193 kg. Masa del Mosto Lupulado (m 4) =2136950 kg.

   

Cp del Filtrado 1 (Cp 1) =0.017 KJ/kg*K. Cp del Filtrado 2 (Cp 2) = 0.017 KJ/kg*K. Cp del Agua (Cp 3) = 2.1 KJ/kg*K. Cp del Mosto Lupulado (Cp 4) = 0.017 KJ/kg*K.

   

Temperatura Temperatura Temperatura Temperatura

   

del Filtrado 1 (T 1) = 348 K. del Filtrado 2 (T 2) = 348 K. de Lúpulo (T 3) = 298 K. del Mosto Lupulado (T 4) = 371 K.

Cálculos matemáticos: Q1= 125.2046 kg * 0.017 kJ/kgK * (348-298) K = 106.4239 kJ Q2= 39.5 kg * 1.674 kJ/kg*K * (328-298) K =74.9455kJ Q3= 117 kg * 4.193 kJ/kg*K * (348-298) K = 0 Q4= 156.506 kg * 0.017 kJ/kg*K * (348-298) K = 265.1955Kj









Qf = 265.1955Kj-(106.4239+74.9455+0) kJ Qf =83.8261 kJ





El calor Ganado seria de 83.8261 kJ

1.4

Cuarta sección, enfriador.

Datos: En este proceso se hace pasar por nitrógeno líquido para enfriar.  

Masa del Mosto Lupulado (m 1) = 213.6244 kg. Masa del Mosto frio (m 2) = 213.6244 kg.

Cp del Mosto Lupulado (Cp 1) =0.017 KJ/kg*K. Cp del Mosto Frio (Cp 2) = 0.017 KJ/kg*K.

 

Temperatura del Mosto Lupulado (T 1) = 371 K. Temperatura del mosto Frio (T 2) = 283 K.

 

Q1= 213.6244 kg * 0.017 kJ/kgK * (373-283) K = 319.5821 kJ Q2= 213.6244 kg * 0.017 kJ/kg*K * (383-283) K =74.9455kJ Qf = 0 kJ- 319.5821 kJ Qf = - 319.5821 kJ









El calor perdido es de 319.5821 kJ Datos:  =  ∗  ∗ ∆   

N2 = nitrógeno líquido. Tf  (N2) = 263 K TI (N2) = 73 K

 

Cp (n2) = 1.040 KJ/kg*K.

319.5821kJ = m * 1.040 KJ/kg*K * (263-73) K =

319.582 197.6kJ/kg

 = 1.61732 

La masa de N 2 a utilizar es de 1.6 kg.

1.5

Quinta sección, pasteurizador.

Datos:  

Masa Cerveza Embazada (m 1) = 213.264 kg. Masa Cerveza Pasteurizada (m 2) = 213.264 kg.



Cp Cerveza Embazada (Cp 1) =0.017 KJ/kg*K. Cp Cerveza Pasteurizada (Cp 2) = 0.017 KJ/kg*K.



Temperatura Cerveza Embazada (T 1) = 298 K.



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





Temperatura Cerveza Pasteurizada (T 2) = 333 K. Q1= 213.264 kg * 0.017 kJ/kgK * (298-298) K = 0 Q2= 213.264 kg * 0.017 kJ/kg*K * (358-298) K = 217.529 kJ/kg*K Qf = 217.529 kJ- 0 kJ Qf = 217.529 kJ

El calor ganado es de 217.529 kJ

Datos:  =  ∗  ∗ ∆   

H2o = vapor de agua. Tf  (N2) = 343 K TI (N2) = 373 K

 

Cp (n2) = 2.080 kJ/kg*K.

123.165kJ = m * 2.080 kJ/kg*K * (373-343) K =

123.165  = 1.97  62.4kJ/kg

La masa de H 2o a utilizar es de 1.97 kg.