Trabajo Blance de Materia y Energia

Nombre: Jorge Alberto Garay Peña Código: 1054549998

Problema 1: El jugo concentrado de naranja se produce a partir de jugo recién extraído de la fruta el cual tiene 15% en peso de sólidos disueltos. Un caudal de jugo que entra al proceso es de 5000 kg/h, una parte del cual se deriva y la otra parte entra al evaporador para ser concentrado hasta 60 % en peso de sólidos disueltos. Luego el jugo derivado y el concentrado se mezclan para alcanzar una concentración de 45% en peso de sólidos solubles. El jugo entra al proceso a 20°c y sale del evaporador a 63, 15 °c. El evaporador opera a una presión absoluta de 80 Kpa y como medio de calentamiento se usa vapor saturado a 1000 kpa, el vapor solo entrega el calor de condensación y sale como liquido saturado. Si hay unas perdidas de calor del 20%, calcular:

SOLUCION:

J1 (Solidos 0.5) 20°C

V

Evaporador

Mezclador

63.15°C

5000 Kg/h

J2 (Solidos 0.6)

Derivado (D)

Jugo Recien extraido: J1

Derivado: D

Jugo Concentrado 60%: J2

Jugo en Mezcla: J3

Evaporador de Agua: V

J3 (Solidos 0.45)

Balance global total J 1=V +J 3 Balance global parcial 0.15 ( J 1 ) =0.45( J 3)

Balance local en mezclador J 2+ D=J 3 0.6 ( J 2 )+ 0.15 ( D )=0.45(J 3)

a. Jugo obtenido como producto final 0.15 ( 5000 ) J 3= 0.45 J 3=1666.67 Kg/ h

RTA= El jugo obtenido como producto final es 1666.67 Kg/h b. Jugo que entra al evaporador y jugo que se deriva. J 2=J 3−D J 2=1666.67 Kg/ h−D

0.6 ( 1666.67−D )+ 0.15 ( D ) =0.45(1666.67) 1000.002−0.6 ( D ) +0.15 ( D )=750.0015

−0.45 ( D ) =

−250.0005 −0.45

D=555.56 Kg/h

J 1−D

5000−555.56 4444.44 Kg/h

RTA= El jugo que entra al vaporizador el 4444.44 Kg/h y el Jugo que se deriva es 555,56 Kg/h. c. Jugo que sale del evaporador. J 2=J 3−D J 2=1666.67−555.56 J 2=1111.11 Kg/h

RTA= El jugo que sale del vaporizador es 1111.11 Kg/h d. Agua que se evapora. V =5000−1666.67 V =3333.33 Kg/h

RTA= El agua que se evapora es de 3333.33 Kg/h e. Energia que se requiere para evaporar el agua f. Energia perdida g. Energia total requerida.