Problemas balance de materia

Ingeniería de Alimentos I

Campos Vásquez, Fermín

BALANCE DE MATERIA

1. Se está usando un evaporador para concentrar soluciones de azúcar de caña. Se evaporan 10000kg/día de una solución que contiene 38% de en peso de azúcar, obteniéndose una solución con 74% en peso. Calcule el peso de la solución obtenida y la cantidad de agua extraída.

EVAPORADOR

10000 =

Haciendo el balance deazúcar: 0,38(10000) = 0,74( ) + (0) ⇒

+

… … … … … . (1)

Reemplazando el valor de B en (1) obtenemos

= 5135.14

= 4864,86

ó

2. Algunos pescados se procesan como harina de pescado para usarse como proteínas suplementarias en alimentos. En el proceso empleado primero se extrae el aceite para obtener una pasta que contiene 80% en peso de agua y 20% en peso de harina seca. Estapasta se procesa en secadores de tambor rotatorio para obtener un producto “seco” que contiene 40% en peso de agua. Finalmente, el producto se muele a grano fino y se empaca. Calcule la alimentación de pasta en kg/h necesaria para producir 1000 kg/h de harina “seca”.

SECADOR

B, agua

Ingeniería de Alimentos I

= 1000 + ⇒ = − 1000 … … … … … (1) Hacemos balance de agua: 0,8( ) = 0,4(1000) +… … … … … . (2) Reemplazando (1) en (2) se tiene 0,8( ) = 0,4(1000) + − 1000 ⇒

Campos Vásquez, Fermín

= 3000

/

3. Una pulpa de madera húmeda contiene 68% en peso de agua. Después de secarla se determina que se ha eliminado el 55% de agua original de la pulpa. Calcule la composición de la pulpa “seca” y su peso para una alimentación de 1000 kg/min de pulpa húmeda.

B, pulpa seca 45%agua1000kg/min pulpa húmeda 68% agua

SECADOR

C, agua

1000 =

Reemplazando en (1) en (2) 680 = 0,45( ) + 1000 −

0,68(1000) = 0,45( ) +

+

⇒

= 1000 −

… … . (2)

… … … . (1)

La composición de pulpa seca es 45% de agua y 55% de agua

⇒ 581,81

/

4. En un proceso para fabricar jalea, la fruta macerada que tiene 14% en peso de sólidos solubles se mezcla con azúcar(1,22 kg azúcar/l kg de fruta) y pectina (0,0025 kg pectina/1 kg de fruta). La mezcla resultante se evapora en una olla para producir una jalea con 67% en peso de sólidos solubles. Calcule, para una alimentación de 1000 kilogramos de fruta macerada, los kilogramos de mezcla obtenida, los kilogramos de agua evaporada y los kilogramos de jalea producida.

Mezcla

MEZCLADOR

EVAPORADORIngeniería de Alimentos I

Campos Vásquez, Fermín

Cantidad de azúcar añadida: 1,22 (1000 ) 1

ú

Cantidad de pectina en la fruta: 0,0025 1000 1

Kilogramos de jalea producida: 2222,5 = + … … … … … (1) 1362,5 = (0,67) + (0) ⇒

Cantidad de sólidos solubles en la mezcla: 140 ú

Mezcla resultante: 1000 + 1220

Cantidad de sólidos solubles en la fruta: 14 ó 1000 100

= 2,5

= 1220

ú+ 2,5

= 140 + 1220

ó = 2222,5

Reemplazando (2) en (1) se obtiene cantidad de agua evaporada

= 2033,58

+ 2,5

= 1362,5 … … (2)

= 188,92

5. Una alimentación de 10000 kg de frijol de soya se procesa en una secuencia de tres etapas (El). La alimentación contiene 35% en peso de proteína, 27.1% en peso de carbohidratos, 9.4% en peso de fibras y cenizas, l0.5% en peso de humedady 18.0% de aceite. En la primera etapa, los frijoles se maceran y se prensan para extraer el aceite, obteniéndose corrientes de aceite y de pasta prensada que todavía contiene 6% de aceite. (Suponga que no hay pérdidas de otros constituyentes en la corriente de aceite.) En la segunda etapa, la pasta prensada se trata con hexano para obtener una corriente de pasta de soya extraída que contiene 0.5%en peso de aceite y una corriente de aceite-hexano. Suponga que no sale hexano en el extracto de soya. Finalmente, en la última etapa se seca el extracto para obtener un producto con 8% en peso de humedad. Calcule: a. Kilogramos de pasta de soya que salen de la primera etapa. b. Kilogramos de pasta extraída obtenidos en la segunda etapa. c. Kilogramos de pasta seca final y porcentaje en peso...