Problemas DE Balance DE Materia Y Energia DE Panificacion PDF

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PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA DE PANIFICACION Problema 1 empresa molinera procesa trigo para obtener productos y subproductos de consumo en la industria de panificación y de alimentos para animales. Inicialmente el trigo se limpia, sacando un 2,3% de suciedades, luego en una molienda ini...

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PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA DE PANIFICACION Problema 1.Una empresa molinera procesa trigo para obtener productos y subproductos de consumo en la industria de panificación y de alimentos para animales. Inicialmente el trigo se limpia, sacando un 2,3% de suciedades, luego en una molienda inicial se separan la cáscara, el germen y el endospermo. En la molienda se presenta una merma del 1,5% Posteriormente se procesa el endospermo obteniendo un 5,5% de mogolla y un 94,5% de harinas. En los granos los porcentajes promedio de cada parte son: cáscara 5%, germen 2% y endospermo el resto. Las ventas mensuales programadas, de harinas son del orden de 8.500 toneladas y la empresa hace importaciones periódicas para tener un almacenamiento de seis meses. Cuánto trigo debe importar y cuanto producto y subproducto se obtienen. Solución: El endospermo necesario para producir los 8.500 ton. de harinas es: E = 8.500 / 0,945 = 8.994,71 ton. La mogolla resultante es la diferencia. M = 8.994,71 – 8.500 = 494,71, También puede ser obtenida con el porcentaje (4,5, %) de participación. M = 8.994,71 x 0,055 = 494,71 Siendo este una forma de comprobación.

Con la cantidad de endospermo necesaria se puede determinar el trigo limpio a procesar. Tomando el trigo limpio a procesar como el 100%. El endospermo es el 100% – 5% -2% = 93% del trigo limpio a procesar y en forma similar al paso anterior se determina el trigo limpio a procesar: Tp = 8994,71 /0,93 = 9671, 73 Y las fracciones Cáscara = 9671,73 x 0,05 = 483,59 Germen = 9671,73 x 0,02 = 193,43 Sumando los productos de la molienda se obtiene: 8994.71 + 483,59 + 193,43 = 9.671,73 Para determinar el trigo limpio necesario se debe tener presente la merma (1%) El trigo limpio, Tp, se calcula estableciendo que el trigo a procesar es el 100% 1,0% = 99% Tl = 9.671,73 / 0,99 = 9.769,42 Las mermas, N, son: N = 9.769,42 - 9.671,73 = 97,69 Finalmente para el trigo tal cual se deben tener en cuenta las suciedades. El trigo limpio es el 100% - 2,3% = 97,7% del trigo tal cual, así T = 9.769,42 / 0,977 = 9992.24 Las necesidades mensuales de trigo son de 9.992,24 toneladas y para importar lo de seis meses se tienen: 9.992,24 x 6 = 59.953.45 ton

Problema 2.Se desea producir una mezcla para postre Mousse, a partir de leche, crema, leche descremada, azúcar, emulsificantes y estabilizantes. Se requieren 90

BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

kg de dicho postre. La mezcla para el postre tiene la siguiente composición: Materia grasa 8%; Sólidos no grasos de leche 11%; Azúcar 1%; Emulsificantes y Estabilizantes 2,8 %; Agua 66,7 %. La leche de que se dispone, tiene un 3 % de materia grasa, y un 11,3 % de sólidos no grasos. La crema de que se dispone, tiene un 35% de materia grasa y un 5,7% de sólidos no grasos. La leche descremada de que se dispone, tiene un 0,5% de materia grasa y un 96,5% de sólidos no grasos. A partir de un balance de Materia, hallar las masas de leche, crema y leche descremada requeridas. Solución Mg=0,03 Sng=0,113

L

MEZCLADOR

Mg=0,35 Sng=0,057

P=90Kg C

Mg=0,005 Sng=0,965

D

mg=0,08

E=0,028

sng=0,11

w=0,667

n=0,01

Balance parcial de Mg 0,03(L)+0,35(C)+0,005(D)=0,08(P) 0,03(L)+0,35(C)+0,005(D)=0,08(90)

(1)

Balance parcial de Sng 0,113(L)+0,057(C)+0,965(D)=0,11(P) 0,113(L) + 0,057(C) + 0,965(D)= 0,11(90)

(2)

Balance total L+C+D=P L + C + D = 90

(3)

Con las ecuaciones 1 y 2 elimino L

BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

0,03(L) + 0,35(C) + 0,005(D) = 7,2 0,113(L) + 0,057(C) + 0,965(D) = 9,9 -0,00339L – 0,03955C – 0,000565D = -1,356 0,00339L + 0,00171C + 0,02895D = 0,297 -0,03784C + 0,028385D = -1,059 (-1)

Multiplico la ecuación4 por -1 para obtener la ecuación 5

(4)

0,03784C – 0,028385D = 1,059

(5)

Con las ecuaciones 4 y 5 hallo D -0,03784C + 0,028385D = -1,059 0,03784C - 0,028385D = 1,059 0,00143C – 0,001074D =

0,040

-0,00143C – 0,001074D =

0,040

- 0,002148D = D=

0,08 0,08 = 37,243 Kg 0,002148

L + C + D = 90 L + C + 37,243 = 90 L + C = 90 – 37, 243 L + C = 52, 757 C = 52, 757 – L (6) Reemplazo la ecuación 6 en la ecuación 1 para hallar L 0,03L + 0,35(52,757 – L) + 0,005 D = 0,08(90) 0,03L + 0,35(52,757 – L) + 0,005(37,243) = 7,2 0,03L + 18,464 – 0,35L + 0,18 = 7,2 18,644 – 7,2 = 0,35L – 0,03L 11,444 = 0,32L L=

11,444 = 35,762 Kg 0,32

BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

Para hallar C reemplazo los valores encontrados (L y D) en la ecuación 3 L + C + D = 90 C = 90 – L – D C = (90 – 35,762 – 37,243) Kg C = 16,995 Kg

Problema 3. La harina de tapioca se usa en lugar de harina de trigo en muchos países para productos de panificación. La harina se obtiene secando la raíz de casava con 66% de humedad hasta que contenga solo 5% y luego se muele para obtener la harina. ¿Cuántos kilogramos se deben secar para producir 5.000 kg/h de harina? Rta: se deben secar 13970.58 kg/h Solución:

Secador A

5000 Kg/h

H=0.66

H= 0.05

Balance total A=C Balance de solidos 0.34 (A) = 0.95 (C) 0.34 (A) = 0.95 (5000) 0.34 (A) = 4750 A=

4750 = 13970.58 Kg/h 0.34

Problema 4.Determinar la composición final de la mezcla de tres harinas (A, B, C) para obtener un pan dulce cuya cantidad y composición porcentual es: Harina A,

850 kg

Humedad 6%

BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

Fibra 8%

Proteína 14,8%

Carbohidratos 72%

Cenizas 1,5%

Proteína 13%

Harina C,

Cenizas 1%

Humedad 6,8%

Harina B,450 kg

Fibra 8,7%

Humedad 8,5%

Carbohidratos 63,6%

Fibra 10,2%

Proteína 18,9%

Carbohidratos65%

Cenizas 2%

370 kg

Solucion:

Se procede a determinar para cada harina, la cantidad de cada componente, así en la harina A H

= 0,06 x 850 = 51

P =

0,13 x 850 = 110,5

F

= 0,08 x 850 = 68,00

Z =

0,01 x 850 = 8,5

C = 0,72 x 850 = 612 F = 0,102 x 450 = 45,9 C = 0,65 x 450 = 292,5 Harina B

P = 0,148 x 450 = 66,6

H = 0,085 x 450 = 38,25

Z = 0,015 x 450 = 6,75

BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

C = 0,636 x 370 = 235,32 Harina

C

H = 0,068 x 370 = 25,16

P = 0,189 x 370 = 69,93 Z = 0,02 x 370 = 7,4

F = 0,087 x 370 = 32,19 Se suman los valores de cada componente H = 51 + 38,25 + 25,16 = 114,41 F = 68 + 45,9 + 32,19 = 146,09 C = 612 + 292,5 + 235,32 = 1139,82 P = 110,5 + 66.6 + 69,93 = 247,03 Z = 8,5 + 6,75 + 7,4 = 22,65 Se suman los valores de las tres harinas 850 + 450+ 370 = 1670 Kg Por último se obtiene los porcentajes de cada componente en el producto final, dividiendo el valor de la suma por la suma de las harinas o producto final % H = 114,41 / 1670 x 100 = 6,85 % F = 146,09 / 1670 x 100 = 8,74 % C = 1139,82 / 1670 x 100 = 68,25 % P = 247,03 / 1670 x 100 = 14,79 % Z = 22,65 / 1670 x 100 = 1,35

Problema 5.Secado de harina de trigo. Un lote de 2700 kg de trigo con 26% de humedad se seca en un secador de bandejas hasta reducir su contenido de humedad a 80 g por kg de materia seca. Determine: a) El peso del producto final. b) Cantidad de agua eliminada por cada kg de trigo entrante al secador. BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

Solución: w 80 g x A 2700 kg

C

1 Kg = 0.08 Kg 1000 g

H= 80 g

H= 0.26

Base de humedad H=

0.08 = 0.074 Kg A. H. (1+0.08 ) Kg A . H .

Balance total A +B = C a.) Balance de solidos 0.74 (2700) = 0.926 (C) 1998 = 0.926 C C=

1998 = 2157.66 Kg producto final. 0.926

b.)

A+ B = C B =A– C B = (2700 – 2157.66) Kg B = 542.34 Kg de agua eliminada.

BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA...