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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS
PLANTAS Y PROCESOS INDUSTRIALES
Profesor: Chávez López Ramón
Alumnos:
Lima Sánchez Ricardo
Lara Sosa Andrea
Gonzales Corona José Fernando
Barragan Hernández Armando
Flores Mandujano Yair
Secuencia: 2IV43
1. Un néctar de mango debe contener 100kg de puré de mango, 30 kg de azúcar, 170 de agua y 10 kg de ácido nítr ico, ¿Qué cantidad de materia prima se necesita para tener 5300 kg/h de néctar de mango?
Puré de mango=100 kgAzúcar= 30 kgAgua=170 kg néctar de mango= 310Ácido nítr ico= 10 kg
Puré de mango
100 – 310X – 5300 x= 1709.68 kg de puré de mango
Azúcar
30 – 310X – 5300 x= 512.91 de azúcar
Agua
170 – 310X – 5300 x= 2906.45 de agua
Ácido nítrico
10 – 310X – 5300 x= 170.98 de ácido nítr ico
Total= 5300 kg de néctar de mango
2. Una corriente de 1000 kg/h que contiene 10 % de alcohol, 20 % de azúcar y el resto de agua, se mezcla con 2000 kg/h de una corriente con 25 % alcohol 50 % de azúcar ¿Cuál será la composición de la mezcla resultante?
Solución:
Agua
.70(1000)+.25(2000)=x(3000) ; x=.7(1000)+.25(2000)/3000
X= .40= 40%
Alcohol
.10(1000)+.25(2000)=x(3000)= ; x= .10(1000)+.25(2000)/3000
X=.20= 20%
Azúcar
.20(1000)+.50(2000)=x(3000) ; x= .20(1000)+.50(2000)/3000
X= .40= 40%
Secador
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3. Un lo t e de pescado será procesado en harina de pescado, para usarla como pro t eína suplementaria en al imentos. E l proceso consta de etapas: Primero- ex t racción del aceite, hasta obtener una pasta de 80% de agua en peso y 20% de harina seca en peso.
Segundo - secado de la pasta en secadores de tambor ro t a t orios para obtener un producto “seco” que contiene 40% de agua en peso. Finalmente, el producto se muele a grano fino y se empaca. Calcular la a l imentación de pescado en kg/hr, necesaria para producir1000 kg/kg de harina “seca”.
E SQUE MA
G
Aceite
Plan teamiento y Solución:
Alcohol= 100 + 500 = 600 kg
M 1 = M 2 + G (1)
Azúcar= 200 + 1000 = 1200 kg
Agua = 700 + 500 = 1200 kg
M 2 = M 3 + Ac (2)
M 4 = M 3 (3)
M 2 S2 = M 3 S3 = 600 kg/hr (4)
M2= 600kg/hr / 0.2 = 3000kg / hr
M1 H1 = M2 H2
M1 = (3000 * 0.8 ) / 0.735 = 3265.3 kg / h
4. Una fábrica de alimentos para ganado produce sorgo seco. Para ello in t roduce el sorgo a un secador a base de aire. Si el aire ent ra a l secador con una humedad de 0.008 kg agua/kg a.s. y sale con una humedad de 0.69 kg agua/kg a.s.; y el sorgo entra con 23% de agua y debe Salir con 12% . Calcule la cantidad de aire necesario, si requieren 68 kg/min. de sorgo al12% de agua.
Planteamiento y Solución:
Sorgo:
Ms1 = Ms2 + Ae (1) - Ae = agua eliminada
Sólidos en (1) = Sólidos en (2) MS1 = ( Ms2 * Ss2) / Ss1 =77.71 kg/ min
Ms1 x Ss1 = Ms2 Ss2
E n (1) Ae = Ms1 – Ms2 = 9.71 kg agua/min
Aire
Agua ganada porcada K g. de aire seco = HaS – HaE = 0.061 kg agua/kg. a.s.
Agua total ganada por el aire seco = Ae = Masecox 0.061 kg agua/kg a.s.
Ma seco = Ae / 0.061 = (9.71 kg . agua / min) / ( 0.061 kg . agua/min) = 159.18 kg a.s.
Masa de aire to t al= MaE = Maseco+ agua total contenida en el aire
Agua total contenida en el aire = Ma Ha = 1.273 kg de agua.
MaE = 159.18 + 1.273 = 160.45 kg de aire.
5. En un tanque se tiene una disolución de 1,500 litros de agua salina con una concentración de 80gr/L. A este tanque entra una corriente de 10L/min con 7.5 gr/L de sal y otra de 20 L/min con una concentración de 15.0 gr/L por debajo del tanque se extraen 30 L/min. ¿Cuál será la concentración del tanque a los 60 minutos?
ESQUEMA
G1= 10l/min
C1 = 7.5 g/L
G2 = 20 L/min
C2 = 15 g/L
SOLUCÓN:
G1 C1 + G2 C2 = G3 C3 + GA ∆C/ ∆ᶱ
Se supone que a los 60 min. La concentración en el tanque es igual a la concentración de la salida ( C3 )
10 L/ min x 7.5 g/L + 20 L/min x 15 g/l = 30 Lmin x C3 + 1500 L
(C3−80) g/L(60−0 )min
75 g/min + 300 g/min = 30Lmin x C3 +
1500C3−120000 g60min
60 x 375 g/min = 1800 Lmin C3 + 1500 C3 – 120000
142500 g/min = 3300 Lmin C3
C3 = 43.18 g/L
6. Según el diagrama, suero de leche (0.5 % proteína, 4.5% lactosa, 95% agua), es procesado para obtener polvo seco rico en proteína .
A través de la membrana solo pasa la lactosa y agua, en el deshidratado solo es removida el agua.
Determinar las velocidades de flujo del polvo seco (D), permeato (P), y concentrado (C), y la concentración de proteína y lactosa en el flujo C , junto a la producción de vapor (V).
ESQUEMA
1 2
3G3 = 30 L/min
C3 = ?
Ga 1500 L. agua salina Co= 80 g/L
s ( C )Concentrado
Vapor (V)
SUERO MEMBRANA SECADOR POLVO (D)
SOLUCIÓN
Suero S = 500 Kg/ hr.
S= D + V + P 1
S= C + P 2
C= D + V
Proteína
Proteína en S = Proteína en D
Ps = PD P D = 0.5 D
2.5 = 0.5 D D= 5kg/hr. Velocidad de flujo polvo seco.
Lactosa
Ls = Lp + LD
22.5 = 0.045P + 0.48D P= 20 .10 .045 = 446.66 Kg/hr
P= 446.66 kg/hr Velocidad de flujo de permeato
Cálculo de “C”
De (2) C= S – P C = 500-446.66 = 53.34 kg/hr
C= 53.34 kg/hr Velocidad de flujo del concentrado
500 Kg/hr
0.5%proteína
4.5% lactosa
95% agua
Permeato (P)
0%proteína
4.5% lactosa
95.5% agua
50%proteína
48% lactosa
2% agua
Proteína = 2.5 Kg = Ps
Lactosa = 22.5 Kg = Ls
Agua = 475 Kg = As
Proteína C
Pc = 2.5 kg/hr
Pc = Xp x C
Xp= 2 .553 .34 = 0.468
Xp= 0.468 = 46.8% Concentración de proteína en C
LACTOSA EN C
Ls = Lc + Lp
Lc = 22.5 – 20.1
Lc = 2.4 kg/hr
Lc = XL x C XL = 2 .453 .34 = 0.045 XL = 0.045 = 4.5%
Concentración de Lactosa en C
Cálculo de “V”
De (3) V = C – D V= 53.34 – 5 = 48.34 kg/hr
V = 48.34 kg/hr Velocidad de flujo de Vapor
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