BALANCE DE MASA Y ENERGIA

UNIDAD I

BALANCE DE MASA

1.

Un lote de 1350 kg de maíz con 13% de humedad se seca hasta reducir su contenido de humedad a 60 gr por kilo de materia seca.

Un lote de 1350 kg de maíz con 13% de humedad:

Esto significa que solo el 87% está seco, es decir

1350 * 87% = 1174,5 kg de maíz seco

Por lo tanto el 13% corresponde a:

1350 - 1174.5 = 175,5 kg de agua

Se seca hasta reducir su contenido de humedad a 60 gr por kilo de materia seca.

Materia seca: 1174,5 kg de maíz seco

En 1 kg hay 60 gr de agua, por lo tanto en 1174,5 kg de maíz seco, habrá:

70470 gr de agua es decir 70,470 kg de agua.

Cuál es el peso del producto final

1174,5 kg de maíz seco + 70,470 kg de agua = 1244,97 kg

Cuál es la cantidad de agua eliminada por kilo de maíz

X= Agua desperdiciada

1350 – 94.5 = 121255.5 producto final

1350 Kg de maíz con 13% de humedad 1350 Kg maiz x 13 kg agua / 100 kg maiz= 175,5 kg agua kg maiz seco = 1350 Kg maiz humedo - 175,5 kg agua=1174,5 kg maíz seco 1350 Kg de maíz con 13% de humedad = 1174,5 kg maiz seco + 175,5 kg agua despueas de secar 60 gr agua por kilo de materia seca. si 1 kg maiz seco-----60 g agua 1174,5 kg maiz seco-----x g agua=70470 g agua =70,47 kg agua (masa de agua despues de

secado) a. Cual es el peso del producto final 1174,5 kg maiz seco+70,47 kg agua=1244,97 kg maiz humedo

b. Cual es la cantidad de agua eliminada por kilo de maíz. 175,5 kg agua inicial - 70,47 kg agua despues de secado=105,03 kg agua eliminada

3.

El agua de mar contiene aproximadamente 3.5% en peso de sólidos, un evaporador que produce 100 Kg/hr de agua pura para beber, descarga una corriente residual que contiene 15% en peso de sólidos.

Cuál debe ser la velocidad de alimentación al evaporador.Balance de flujo total:

m1 = m2 + m3 m1 = m2 + 100 kg/h .... (1)

Balance de sólidos:

0.035m1 = 0.15m2 + 0 (asumimos que el agua potable tiene 0% de sólidos) 0.035m1 = 0.15m2....(2)

despejamos m2 en (2) y sustituimos en (1): m2 = 0.23m1

m1 = 0.23m1 + 100 kg/h

despejamos m1:

m1 = 100 kg/h / (1-0.23) = 130 kg/h

Por lo tanto, se requiere alimentar el evaporador con 130 kg/h de agua de mar.

42.

En un proceso continuo de fermentación para etanol de un substrato de azúcar, el azúcar es convertida a etanol y parte de ella es convertida en masa celular de levadura. Considerar un fermentador continuo de 1000 L operando en estado estacionario. Un substrato libre de células con 12% de glucosa entra en el fermentador. La levadura tiene un tiempo de generación de 1.5 h y la concentración de las células de levadura dentro del fermentador es de 1 x

107 /mL. Bajo estas condiciones, una relación de dilución ( F / V, donde F es la relación de alimentación del substrato libre de células y V es el volumen del fermentador ), la cual causa la estabilización de la masa celular a un estado estable, da como resultado un contenido de azúcar residual en el exceso de 1.2%.

BALANCE DE ENERGIA

1.

¿Cuánto calor es necesario para convertir 1 Kg de agua a 20°C a vapor a 120°C?

Se tienen 200 gr. de cobre a 10 ºC. Que cantidad de calor se necesita para elevarlos hasta 100 ºC

2.

22.

En un sistema de ultra alta esterilización, la leche ingresa a una cámara a 60psia y 800°F en una atmósfera de vapor sobrecalentado. Aquí es descargada a tubos verticales, donde cae como una capa delgada mientras se expone al vapor. La leche estará a la temperatura de ebullición a 60psia cuando llegue al final de la cámara de calentamiento.

Tomando un tiempo de esterilización a temperatura constante, la leche es descargada en una cámara de vacío para un enfriado rápido.

Si la cámara de vacío está a 15 pulg Hg de vacío, calcular:

(a) la temperatura de la leche al salir de la cámara.

(b) el contenido total de sólidos.

La leche cruda entra al calentador a 2°C y con un contenido de agua de 89%, 2% de grasa, y 9% de sólidos no grasos