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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

NOMBRE: JAVIER MOISES MAMANI COHAILA CURSO: PRINCIPIOS DE INGENIERIA DE ALIMENTOS TEMA: SOLUCION A LA PRACTICA DE BALANCE DE MATERIALES PROFESOR:

Ing. MBA Luis Enrique Espinoza Villalobos CODIGO: 2016-111014

Práctica 02: “BALANCE DE MATERIALES” Desarrollar de forma asistida los siguientes ejercicios y presentar: 1. Una solución que contiene 10% de alcohol, 20% de azúcar y el resto de agua ingresa a razón de 1000 kg/h a un tanque con agitación para mezclarse con otra solución que ingresa a 2000 kg/h con 25% de alcohol, 50% de azúcar y el resto de agua. ¿Cuál será la composición de la mezcla resultante? Solución 1: 1000kg/h Alcohol%=10%(0.10) Azúcar%=20%(0.20) Agua%=70%(0.70)

Solución 3: ¿?Kg/h ¿?%

MEZCLADORA Solución 2: 2000kg/h Alcohol%=25%(0.25) Azúcar%=50%(0.50) Agua%=25%(0.25)

Balance total:

Balance parcial:

Ms1+Ms2=Ms3

Ms1x1 (alcohol) +Ms2X1 (alcohol) =3000kg/h (alcohol) 1000(0.1)+2000(0.25)

1000kg/h +2000kg/h =Ms3

3000

Ms3=3000kg/h

Ms3X1 (alcohol) = 0.20 20%

Ms1x2 (azucar) +Ms2X2 (azucar) =3000kg/h (azucar) 1000(0.2)+2000(0.50) 3000

= Ms3X2

Ms3 X2(azucar) = 0.40 40%

Ms1x3 (agua) +Ms2X3 (agua) =3000kg/h (agua) 1000(0.70)+2000(0.25) 3000

= Alcohol3

= Ms3X3

Ms3X3 (agua) = 0.40 40%

2. Se concentra leche evaporando agua de leche entera. La leche entera contiene un 13% de solidos totales (ST), y la concentrada debería contener un 49% de ST. Calcular la cantidad de producto y agua que se necesita evaporar.

Vapor H2O: S.T (0%)

Leche entera: S.T (13%) Agua (87%)

Leche concentrada: S.T (49%)

EVAPORADORA

Leche entera (ST LE) = V (S.T vapor) +Leche concentrada (S.T leche conc.) 100kg (0.13) =0+ Leche concentrada (0.49) Leche concentrada = 26.53kg cantidad de producto

Leche entera= Vapor + Leche concentrada 100kg=vapor de agua +26.53 Vapor de agua = 73.27kg cantidad de agua que se evapora

3. Se alimenta un evaporador con 11500 kg/día de zumo de naranja con el fin de producir 3000 kg/día de agua evaporada y una disolución concentrada al 50%. ¿Cuál es la concentración inicial con la que se debe alimentar y qué cantidad de disolución concentrada al 50% se obtendrá?

3000 kg /día

V 11500 kg/día

Z

Balance General: Z= V+C 11500kg/dia=3000kg/dia+C C=8500 kg/dia

EVAPORADOR

C

50%

Balance Parcial ZXz = VXv+ CXc 11500 Xz = 3000(0) + 8500(0.5) Xz =

8500(0.5) 11500

Xz=0.37 o 37%

4. En una fábrica de alimentos se cuenta con un tanque de 70 m3 para el almacenamiento de agua. Al inicio del día de se observa que hay 30 m3 de agua en el tanque. Durante ese día el tanque recibió 55 m3 y se le extrajeron 45 m3 ¿Cuál será el volumen del agua en el tanque al final del día? 55𝑚3 /día

E

E

S A=30𝑚3

45𝑚3 /día

Capacidad=70𝑚3 E-S=A E-S=

𝑑𝑣 𝑑𝛩

=10𝑚3

Volumen =𝟑𝟎𝒎𝟑 + 𝟏𝟎𝒎𝟑 =𝟒𝟎𝒎𝟑 5. Para elaborar mermelada se mezcla fruta molida con azúcar en una proporción de 45 partes de fruta y 55 partes de azúcar. A esta mezcla se le añade 230 g pectina por cada 100 kg de azúcar y luego se evapora hasta que los sólidos solubles lleguen al 67%. ¿Qué cantidad de mermelada se obtendrá a partir de una fruta que tiene 14% de sólidos solubles? ¿Cuántos kg de mermelada se obtendrán por kg de fruta entrante al proceso?

P 0.23 por el 100A

V

F 0.14

MEZCLADOR

M

0.67

A

45F 65A ASUMIMOS: 100kg de fruta (F) Si F= 100 𝟓𝟓 𝟒𝟓

A=100( ) A= 122.2 P=0.23*122.2/100=0.281

BALANCE GENERAL: F+A+P=M+V BALANCE PARCIAL (SOLIDOS) F.Xf+A.Xa+PXp=M.Xm+V.Xv

Xa=1 Xp=1

100(0.14)+122.2(1)+0.281(1)=M(0.67)+v(0) M=

14+122.2++0.281 0.67

M=203.7kg/100kgF  M=2.037Kgfruta /KgF

6. De manera simultánea se introduce dos corrientes salinas, una de 20 l/min y 50 g/l de sal y otra de 10 l/min y 5 g/l de sal, a un tanque que contiene 2000 litros de solución salina con una concentración de 63 g/l de sal. Al mismo tiempo, por la parte inferior del tanque se extraen 20 l/min de solución. Si el tanque está perfectamente agitado, cuál será la concentración de sal en el mismo cuando el volumen de solución contenido en el tanque llegue a 3000 l.

L1: 20L/min 50gr/L

L2: 10L/min 5gr/L

PERFECTAMENTE AGITADO

2000L 63gr/L

VF=3000L L3: 20L/min XL3=?

TIEMPO LLENADO: L1+L2-L3=

BALANCE GENERAL

𝑑𝑣

L1+L2-L3=

𝑑𝛩

20+10-20=

𝑑𝑣

L1+L2-L3=k v= k𝛩+k1

𝑑𝛩

10=

𝑑𝑣

BALANCE PARCIAL (SAL)

𝑑𝛩

10𝑑𝛩

=D𝜃

L1X1+L2X2-L3X3=

𝑿

𝑑𝑣𝑋3 𝑑𝜣

= X3

𝑑𝑣

𝑑𝜣

𝟑𝟎𝟎𝟎

𝟏𝟎 ∫ 𝒅𝜣

∫ 𝒅𝒗

𝟎

=

𝑑𝑣

𝑑𝛩

=

𝟐𝟎𝟎𝟎

=𝑣

𝑑𝑣 𝑑𝑋3 +𝑋3 𝑑𝜣 𝑑𝜣

CONCENTRACION: L1X1+L2X2-L3X3=

10(X-0)= (3000-2000)

𝑑𝑣𝑋3 𝑑𝜣

L1X1+L2X2-L3X3= 𝑣 X=1000/10 X=100min

𝑑𝑣 𝑑𝑋3 +𝑋3 𝑑𝜣 𝑑𝜣

20(50)+10(5)-20(X3)= (100+200) 𝑑𝑣 = 10−→ 𝑉 = 10𝛩 + 𝑉𝑂 𝑑𝛩 V=10𝛩 + 2000

𝑑𝑋3 𝑑𝜣

+X3(10)

100

∫0

𝑑𝛩 2000+10𝛩

𝑋3

=∫63

𝑑𝑋3 1050−30𝑋3

- X3=43.2964g/L