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1. Un evaporador se diseña para recibir una alimentación de 11500 kg/día de zumo de toronja, obtener 3000 kg/día de agua evaporada y un jugo final concentrado al 50%. a) Realizar el diagrama del proceso e identificar las variables.

Zumo de toronja m1 = 11500 kg/día Xs,1 = ?

Vapor de Agua m2 = 3000 kg/día Ys,2 = 0

2 . 1 .

Zumo de toronja concentrado m3 =? Xs,3 = 0,5

3 .

Evaporador

Figura 1. Diagrama de proceso para el zumo de toronja concentrado.

b) ¿Con qué concentración inicial de sólidos se debe alimentar el zumo de toronja? 0 m1 Xs,1 = m2 Ys,2 + m3 Xs,3 m1 Xs,1 = (m1 – m2) Xs,3 (11500 kg/día) Xs,1 = (11500 kg/día – 3000 kg/día) 0,5 (11500 kg/día) Xs,1 = (8500 kg/día) 0,5 (11500 kg/día) Xs,1 = 4,25 kg/día Xs,1 =

= 0,369 * 100

Xs,1 = 36,9 %

c) ¿Qué cantidad de jugo concentrado al 50% se obtiene? m1 = m2 + m3 11500 kg/día = 3000 kg/día + m3 11500 kg/día – 3000 kg/día = m3 m3 = 8500 kg/día 2. En una planta productora de leche para lactantes se quiere producir un lote de 724 kg, para lo cual se mezclan 2,84 kg de grasa al 0,3% y 45,22 kg de lactosa al 4,77%, más el agua necesaria. Realizar el diagrama del proceso y determinar la composición de grasa y lactosa que tendrá la corriente de salida. Grasa m1 = 2,84 kg Xg,1 = 0,003

1

2

Lactosa m2 = 45,22kg XL,2 = 0,0477

agua

3

m3 = 724 kg Xg,3 = ? XL,3 = ?

Figura 2. Diagrama de proceso para la leche en polvo.

Balance por componente (grasa): 0

m1 Xg,1 + m2 Xg,2 = m3 Xg,3 (2,84 kg) 0,003 = (724 kg) Xg,3 0,00852 kg = (724 kg) Xg,3 Xg,3 =

= 1,177*10-5 * 100

Xg,3 = 0.00117 %

Balance por componente (lactosa): 0 m1 XL,1 +. m2 XL,2 = m3 XL,3 (45,22 kg) 0,0477 = (724 kg) XL,3 2,157 kg = (724 kg) XL,3 XL,3 =

= 2,979*10-3 * 100

XL,3 = 0.2979 %

3. Una vez obtenida la mantequilla dulce, es conveniente añadirle sal. Para ello se introduce la mantequilla en un mezclador con una disolución de agua y sal que contiene 60% de sal en peso. La composición final de la mantequilla salada es 15,8% de humedad, 1,4% de sal y el resto puede suponerse grasa. a) Dibujar el esquema y plantear los grados de libertad. Mantequilla dulce m1 = 100 kg Xsal,1 = 0 Xag,1 = ?

1 .

2

disolución agua y sal m2 = ? Xsal,2 = 0,6 Xag,2 = 0,4

3

m3 = ? Xsal,3 = 0,014 Xag,3 = 0,158

Figura 3. Diagrama de proceso para la mantequilla salada.

Nota: Asumiendo como base de calculo m1 = 100 kg Balance total: m1 + m2 = m3

Balance por componente (sal): 0 m1 Xsal,1. + m2 Xsal,2 = m3 Xsal,3

# GL = 2 – 2 = 0

m2 (0,6) = (m1 + m2) 0,014 m2 (0,6) = 100 kg (0,014) + m2 (0,014) m2 (0,6) – m2 (0,014) = 1,4 kg m2 (0,6 – 0,014) = 1,4 kg m2 (0,586) = 1,4 kg m2 = m2 = 2,39 kg

b) Calcular la cantidad inicial de humedad que tiene la mantequilla antes de salarla. Balance por componente (agua):

m1 Xag,1 + m2 Xag,2 = m3 Xag,3 (100 kg) Xag,1 + (2,39 kg) 0,4 = (m1 + m2) 0,158 (100 kg) Xag,1 + 0,956 kg = (100 kg + 2,39 kg) 0,158

(100 kg) Xag,1 + 0,956 kg = (102,39 kg) 0,158 (100 kg) Xag,1 = 16,177 kg – 0,956 kg Xag,1 =

= 0,1522 * 100

Xag,1 = 15,22 %