Ejercicios Balance De Materia

Para el desarrollo de cada ejercicio tenga en cuenta los siguientes pasos:

a. Dibuje el diagrama de bloques del proceso mencionado en el ejercicio, las etapas pueden representarse por bloques. Es importante definir las entradas y salidas de cada etapa.

b. Asigne a cada corriente un símbolo para los flujos de entrada y salida, incluya también símbolos para las corrientes de cada componente.

Ejemplo: Se va a realizar una separación en un equipo con el objetivo de purificar una solución que posee dos componentes: x y y, la simbología de las corrientes es la que se propone en el siguiente esquema.

c. Caracterice cada corriente sobre el diagrama teniendo en cuenta los datos conocidos o disponibles en el enunciado del ejercicio. Es decir, asigne valores conocidos a los símbolos definidos.

d. Plantee los balances totales de materia y luego los balances por componente.

e. Defina su estrategia de resolución e inicie sus cálculos.

Debe incluir procedimiento, resultados, unidades de cada magnitud y si es necesario, suposiciones o restricciones.

Ejercicios:

1. Se determinó que 280 kg de un alimento están distribuidos de la siguiente forma: Carbohidratos 70 Kg. Proteína 28 Kg. Grasa 20 Kg. Agua 162 Kg. Determine cuál es la fracción de carbohidratos en el alimento.

Abreviaturas

CarbohidratosC=70 kg

Proteína P=28kg

Grasa G=20kg

Agua Ag=162kg

Fracción de carbohFc=?

2. ¿Cuál es la densidad promedio de un vino que contiene 80 % de agua (densidad 1.0), 12 % de alcohol (densidad 0.8) y sólidos (densidad 1.2)?

3. Un néctar de mango debe contener 100kg de puré de mango, 40kg de azúcar, 160 kg de agua, 10 kg de ácido cítrico y 5 kg de estabilizante. ¿Qué cantidad de

materias primas se requieren para elaborar 5500kg de néctar de mango?

Materias primas para 5500kg de Nm

Balance de materia total

4. Dos soluciones de metanol-agua se han almacenado en dos frascos diferentes. Una solución contiene 40% en peso de metanol mientras que la otra contiene 70% también en peso de metanol. Si se mezclan 200 g de la menos concentrada (solución 1) con 150 g de la más concentrada (solución 2). ¿Cuál será la masa y composición del producto final?

5. Se desea preparar jugo de naranja concentrado, para ello se usa como materia prima jugo natural recién exprimido con un contenido de sólidos del 5%, en la primera etapa se eleva la concentración de sólidos hasta el 10% mediante evaporación. Luego, en la etapa posterior, se agrega azúcar hasta una concentración del 2%. Calcular el contenido de agua que debe eliminarse y el azúcar que debe adicionarse por cada 1,000 kg de jugo recién exprimido.

De (2) hallo cantidad de jugo concentrado

Je.S1=Jc.s2

Jc=1000kg * 5%

0.1%

Jc=500kg

De (1) hallo el agua eliminada

Je=Jc + Ae

Ae=Je-Jc

Ae=1000kg-500kg

Ae=500kg

Hallo cantidad de azúcar adicionada

Como se sabe que el 98% es el jugo concentrado el 2% corresponde al azúcar, entonces:

500 kg de Jc----------98%

Az2------------------2% Az2=10,2kg

6. Se desea obtener torta de soya a partir de 1000 kg de frijol compuesto de 32% de proteína, 28% de carbohidratos, 10% de agua, 10% fibra y cenizas y 20% de aceite. La obtención de torta de soya se realiza en 3 etapas:

En la 1ª etapa se realiza molido y prensado obteniendo una torta con 8% de aceite en peso y 5% de humedad.

En la 2ª etapa se extrae más aceite con hexano obteniendo una torta húmeda con 1% de aceite.

En la 3ª etapa la torta se seca para obtener un producto con 1% de agua. ¿Cuál es la cantidad saliente en cada etapa?

Primera etapa

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