PDF, 230KB

Grado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos
Asignatura: Fundamentos de la Ingeniería de los Alimentos
RELACIÓN DE PROBLEMAS Nº 1
BALANCES DE MATERIA
Unidad sin reacción química
1. Se concentra leche de vaca para la obtención de leche condensada empleando un
evaporador que trabaja a una presión de 0,5 atm para evitar la desnaturalización
térmica de sus nutrientes. La leche fresca que alimenta el evaporador tiene un
contenido del 90% en agua, mientras que en la leche concentrada resultante el
contenido de agua se reduce al 25%. Si se tratan 1.000 Kg/h de leche, determinar
cuánta agua se retira por hora y la cantidad de leche concentrada que se produce.
Solución:
C = 133 kg/h de leche concentrada
V = 867 kg/h de vapor de agua
2. Un cristalizador se alimenta con 5600 kg/h de una disolución salina caliente con
50% en peso de sal, al enfriar cristaliza la sal y se separan una disolución fría
saturada con 20% en peso de sal y unos cristales húmedos con 5% en peso de agua.
Se desea conocer el caudal de disolución de salida y la masa de cristales húmedos
obtenidos por hora.
Solución:
Disolución de salida = 3.360 kg/h
Cristales húmedos = 2240 kg/h
3. Una columna de rectificación que funciona de modo continuo se alimenta con una
mezcla etanol-agua cuya composición en peso es del 20% de etanol. El destilado
contiene 96% de etanol y el residuo 8,5%. Determinar el caudal de alimentación
necesario para obtener 1.000 kg/h de destilado.
D = 1.000 kg/h
96% etanol
F
20% etanol
R
8,5% etanol
Solución:
7.609 kg/h de alimentación
4. Una columna de destilación se alimenta con 10.000 kg/h de una mezcla de propano,
butano y pentano en iguales proporciones en peso. El producto de cabeza de la
columna se obtiene con un caudal de 2800 kg/h y tiene una composición de 90% de
propano, 7% de butano y 3% de pentano. De la columna se extrae una corriente
lateral por encima de la entrada de la alimentación con un caudal de 3.500 kg/h y
una composición de 20% de propano, 70% de butano y el resto pentano. Determinar
el caudal y la composición de la corriente que abandona la base de la columna
(Todos los porcentajes están expresados en peso)
Solución:
Caudal residuo = 3.700 kg/h
Composición: 3.1% de propano, 18.6% de butano y 78.3% de pentano
5. En la extracción de aceite de soja con hexano se emplea un extractor sencillo de una
sola etapa. 100 kg de harina de soja, que contienen un 20% de aceite en peso, se
tratan con hexano puro, obteniéndose un extracto que contiene un 16,5% de aceite y
un refinado sólido con un 5,5% de aceite residual y un 0.5% de hexano. En base a
estos datos, determinar los caudales de extracto, de refinado y de disolvente, así
como el porcentaje de aceite extraído respecto del aceite alimentado.
Solución:
E = 92,8 kg/h
R = 85,1 kg/h
D=77,9 kg/h
Rendimiento extracción aceite: 76,6%