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• Jhancarlos Quiss

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“EJERCICIOS DE BALANCES DE MATERIA (BY PASS)”

Alumnos:

Linley Gabriel Kajekui Collantes Jean Carlos Quispe Saucedo

Tarapoto- Perú

Se requiere producir un preparado de fruta que contenga 45% de solidos solubles partiendo de un sumo que contiene 10° BRIX la fábrica dispone de un evaporador capaz de concentrar el zumo hasta 65°BRIX por lo que después este concentrado se deberá mezclar consumo inicial para conseguir la concentración de solidos deseados. Calcular la masa de agua evaporada y el zumo que se debe derivar por cada 100 kg/zumo que entra al proceso

BALANCE TOTAL (SISTEMA) Z=W+PF W=Z-PF W=100-22.2=77.78Kg BALANCE COMPONENTES 100(0.1)= 0 + 0.45PF PF=22.2 Kg BALANCE TOTAL MEZCLA C+D=PF D= PF-C C=PF-D C (0.65) +D (0.1) =22.2(0.45) (PF-D)(0.65)+D (0.1) =22.2 -0.55D= 10.01 D=8.01Kg

El zumo que entro fue de 100-8.01 = 91.99 Kg

Una fruta con 25% en peso en jugo es procesada para elaborar jugo concentrado. Una parte del jugo extraído pasa al evaporador donde se obtendrá 350 Kg/h de concentrado de 40° BRIX el cual se mezclara con el 15% del jugo fresco proveniente del repartidor. Determinar: a.- Kg de concentración del producto final b.- Costo de Materia Prima para 8 horas de trabajo conociendo que el costo de fruta son $0.45/kg.

Balance Total - Evaporador 0.85J=W+350

J=0.25F

0.85 (0.1) J=W (0)+350(0.9)

F=6588.16Kg

J=1647.06 Kg

a. - PF = 597.05 KG

0.85J-350Kg=W

b. - F= D + J

W=1000

F- J =D

Balance Total – Mezclado

Ft=8f

0.15J+350=PF

P=$23717.3

0.15 (1647.06)+350=PF Componentes (0.15)(0.1)J+ (0.4) (350) PFx X=0.28; 28%

Tomamos como base 1 l de leche que entra. Sea X la fracción de leche que circula por el Bypass Un balance de Ca aplicado en el punto de mezcla C, nos permite conocer la cantidad de leche que circula po r el bypass.

Balance en el punto C Ca que sale del lecho + Ca que circula por el Bypass = Ca contenido en el producto (1-X) * (0.03) +X * (1) = (0.05) * (1) X = 0.0207 litros La concentración de Sr –90 en la corriente de salida se obtiene a partir de un balance de Sr aplicado al punto C. Si Y es la concentración de Sr en D, expresada en gr/l de alimentación tendremos: Y = (X)* (4.85 * 10-14) + 0 * (1-X) Y =0.0207 * (4.85 * 10-14) = 10.04 * 10-16 gr/l Este problema se ha resuelto aplicando un balance en C, un punto en el que se mezclan corrientes de composiciones diferentes. Si se hubiese tratado de formular balances de Ca en el punto A, a toda la unidad , o al lecho sólamente,

no habría sido posible obtener información sobre la corriente del bypass. Para el lecho (E-B) (1-X) * (1)= 0.97 * (1-X) + (0.03) * (1-X) Ca entrada al lecho = Ca separado + Ca efluente Para el punto A (1)* (1)= (X) * (1) + (1-X) * (1) Ca en alimentación = Ca en bypass + entrada al lecho Balance global (F-D) (1)* (1)= (0.05) * (1) + (1-0.05) * (1) Ca en alimentación = Ca en producto + Ca separado

En una planta de tratamiento que opera bajo condiciones estables, se reduce el contenido de impurezas nocivas de un líquido residual de 2,5% en peso hasta 0,05% en peso. Se permite una concentración máxima de estas impurezas nocivas de 0,5% en peso para ser descargadas en el río local. ¿Qué porcentaje del líquido residual inicial puede ser derivado y cumplir aún las normas establecidas? Base de cálculo: 100 kg de líquido residual. Sistema: Todo el proceso. Balance total de masa: m1 = m6 + m5 → 100 kg = m6 + m5

Balance parcial de masa para las impurezas: 0,025(m1) = m6 + 0,005(m5) → 2,5 kg = m6 + 0,005(m5) Resolviendo: m6 = 100 kg – m5 → 2,5 kg = m6 + 0,005m5 → 0,995m5 = 97,5 kg → m5 = 98 kg. Sistema: Punto de mezcla. Balance total de mezcla: m3 + m4 = m5 → 3 + m4 = 98 kg Balance parcial de masa para impurezas: 0,025m3 + 0,0005m4 = 0,005m5 → 0,025m3 + 0,0005m4 = 0,005(98 kg). Resolviendo: m4 = 979,9 kg – 50m3 → m3 + 979,9 kg – 50m3 = 98 kg → 979,9 kg – 98 kg = 49m3 → m3 = 18 kg.

El zumo de naranja natural (1) tiene un 12% en peso de sólidos y el resto es agua. Encambio, el zumo de naranja concentrado tiene un 42% en peso de sólidos (5).Para fabricar zumo de naranja concentrado (5) se utiliza el zumo de naranja natural (1) a25ºC, el cual se somete a un proceso de evaporación en el que lamentablementealgunos componentes volátiles que dan sabor al zumo se pierden con el aguaevaporada (6). Para resolver este problema se propone utilizar una derivación (2) departe del zumo fresco y, a la vez, concentrar el zumo hasta un 58% en el evaporador (4).Esta corriente, que sale a la misma temperatura que el agua evaporada, se reúne con lade derivación y da lugar al zumo concentrado final (5), con un 42% en sólidos, que sedestina al consumo y que sale a la temperatura de 60 ºC. Partiendo de 100 kg/h de zumode naranja natural (1), determinar los caudales y composiciones de todas las corrientesdel sistema

Los componentes del sistema son sólidos y agua. El sistema es estacionario y no hay reacciones químicas. Losbalances se van a realizar en unidades másicas (kg/h) dado que los datos de las corrientes están en peso. Las ecuaciones de los balances de materia de componente y global para este dispositivo experimental son: ;