Ejercicio 3 - balance de materia PDF

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3 Para concentrar el jugo de naranjas se parte de un extracto que contiene 12% de sólidos y está a 20 oC. El jugo fresco se pasa a los evaporadores al vacío y parte se deriva para luego diluir el jugo concentrado que sale del evaporador con 58% de sólidos hasta la concentración fina del 42% de sólid...

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3.4 Para concentrar el jugo de naranjas se parte de un extracto que contiene 12.5% de sólidos y está a 20 oC. El jugo fresco se pasa a los evaporadores al vacío y parte se deriva para luego diluir el jugo concentrado que sale del evaporador con 58% de sólidos hasta la concentración fina del 42% de sólidos. Si se tratan 2000 kg/h de jugo diluido y el vapor que se emplea para evaporar es de 20 psig. Datos: La presión barométrica es de 586 mmHg y la de vacío dentro del evaporador es de 466 mmHg. El Cp de las disoluciones se considera como 1 kcal/kg*oC a) Hacer el diagrama de flujo correspondiente con la simbología adecuada b) Hacer el balance del sistema

Balance Total (Jugo):

L1=G 3 + L4 Balance de Solidos:

L 1 x 1= L 4 x 4 Balance en la unión:

L 2+ L 8= L 4 L2 x 2 + L8 x 8=L 4 x 4 Balance del vapor de calentamiento:

G 6=L7 Balance de energía: Entorno al Evaporador

L5 H 5 +G 6 H 6=G 3 H 3 + L7 H 7 + L8 H 8 G 6( H 6− H 7 ) =G 3 H 3 + L8 H 8−L5 H 5 Balance total alrededor del proceso:

2000=G 3 + L4 Balance parcial:

2000 ( 0.125 ) =L4 La corriente

G3

no conduce sólidos.

kg L4=595.23 h kg h

G 3=1404.76

Balance en la Unión:

L2+ L8=595.23 L2 ( 0.125 )+ L8 (0.58) =595.23 (0.42 ) Resolviendo:

L8=385.9 L2=209.33 Por lo tanto:

L5=1790.67

kg h

Temperatura de ebullición de la disolución suponiendo que se comportara como agua: |¿|=586−466=120 mmHg

P¿ El agua hierve a la presión de 120 mmHg a 55 grados centígrados.

H 8= ( 1) ( 55 ) =55

kcal kg

Los vapores salientes están a 55°C y su entalpia es

H 3=621

kcal kg

(de tablas de vapor saturado).

|¿|=20

psi+11.3 psi=2.129 atm =2.199

kg cm2

P¿ De las tablas de vapor saturado:

T 6 122 °C H 6 =646.5 H 7=122

kcal kg

Balance de Energía.

G 6( 646.5−122) =1404.76 ( 621 ) +385.9(1) ( 55 )−17690.67(20 )(1) kg G 6=1635.39 h...