BALANCE DE MASA Y ENERGÍA - Producción leche en polvo
Enviado por P11bee • 8 de Agosto de 2020 • Prácticas o problemas • 1.316 Palabras (6 Páginas) • 1.369 Visitas
Proceso de obtención de la leche en polvo
La elaboración de la leche en polvo se realiza en una “torre de atomización” (“spray”). Antes del ingreso a esta torre se inicia el proceso de evaporación, por el cual la leche es evaporada, bajo condiciones de vacío, desde sus solidos naturales (12-13%) hasta el 50% de solidos totales. El proceso continuo cuando la leche se bombea hacia el interior de la torre por una bomba de alta presión, hasta el atomizador. Las gotas de leche concentradas con este 50% de solidos toman contacto con el aire caliente (150 – 200°C) y se produce la evaporación del agua restante. En este momento del proceso, la partícula de la leche llega hasta 70-80°C. durante el proceso de secado, estas partículas secas de la leche sedimentada en la cámara y se descargan por el fondo de esta. El transporte hacia el envasado del producto se hace en forma neumática, con aire de enfriamiento que entra en el sistema por conductos especiales.
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Problema propuesto
Del secador se obtiene una producción de 2500kg/h de leche en polvo que contiene 5% de humedad. El concentrado de leche líquida que ingresa al secador contiene un 45% de sólido y entra a 15°C. El secador funciona con aire atmosférico con una humedad de 0,5% de agua que entra alrededor de 200°C. La corriente de aire deja al secador a una temperatura de 95°C y las gotas de polvo de leche salen a 70°C. Se desprecian las pérdidas de calor, determinar:
- Los grados de libertad
- El flujo de entrada de leche
- Los flujos de entrada y salida de aire
Datos que averiguamos
- Calor especifico del aire seco 1KJ/KG°C
- Calor especifico del vapor de agua 1,67 KJ/KG°C
- Calor especifico del concentrado de leche líquida 1,6 KJ/KG°C
- Calor especifico del agua 4,18 KJ/KG°C
Planteamos el diagrama
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Analizamos los grados de libertad
SECADOR | |
N° DE INCOGNITAS | 5 |
N° DE E. INDEPENDIENTE | 4 |
N° DE RESTRICCIONES | 1 |
GRADO DE LIBERTAD | 0 |
Analizando los grados de libertad podemos determinar que si se puede realizar el problema. Por lo que proseguimos con un balance de masa y luego con un balance de energía.
Balance de masa
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AGUA [pic 21][pic 20]
AIRE [pic 23][pic 24][pic 22]
SOLIDO [pic 26][pic 27][pic 25]
POR 4
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Balance de energía
Al realizar el balance de energía concluimos que el calor absorbida va a ser por parte de la leche líquida y también el secador va absorbe calor que aporta el aire atmosférico.
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En cuanto el calor que se cede consideramos el calor sensible de evaporación, el calor latente del agua y calor sensible de evaporación
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Balance de masa
GLOBAL [pic 38][pic 37]
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AIRE [pic 43][pic 42]
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Concluimos que la humedad a la que sale el aire atmosférico aumento debido a que el mismo extrae humedad de la leche liquida
La leche en polvo que sale de la cámara de secado ingresa a unos equipos de enfriado donde se realiza el ajuste final de humedad, reduciéndola hasta el 3%. En esta etapa, en el caso de estar fabricando leche en polvo entera instantánea, se realiza el agregado de lecitina, que por sus características le confiere al producto mayor humectabilidad. El proceso de secado finaliza una vez que el polvo sale de estos últimos equipos. Desde allí, la leche en polvo es transportada hacia silos de almacenamiento para su posterior envasado.
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