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

4

1

32

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