INGENIERIA DE PROCESOS INDUSTRIALES

Balance de masa :En el proceso de concentracin de jugo de naranja, el zumo recin extrado y filtrado que contiene 7.08% de slidos en peso, se alimenta a un evaporador al vaco. En el evaporador se extrae agua y el contenido de slidos aumenta al 58% en peso. Para una entrada de 1000 kg/h, calcule la cantidad de las corrientes de jugo concentrado y agua de salida.

Balance de masaEl jugo de naranja fresco contiene 12.0 % en peso de slidos y el resto de agua; mientras el jugo de naranja concentrado contiene 42 % de slidos. Se utiliz inicialmente un solo proceso de evaporacin para concentrar el jugo, pero los componentes voltiles escaparon con el agua dejando al concentrado sin sabor. El siguiente proceso resuelve este problema: se realiza una desviacin del evaporador con una fraccin de jugo fresco; el jugo que entra al evaporador se concentra hasta que tiene 58 % de slidos, y el producto se mezcla con el jugo fresco desviado para alcanzar la concentracin final de slidos deseada (42 %). Calcula la cantidad de jugo concentrado producido por cada 100 kg del jugo fresco que alimenta el proceso y la fraccin de la alimentacin que se desva del evaporador

Procesos qumicosUn proceso qumico es un conjunto de operaciones qumicas y/o fsicas que permiten la transformacin de materias iniciales en productos subproductos finales diferentes.

Podemos decir que cualquier proceso qumico que se pueda disear consta de una serie de operaciones fsicas y qumicas. Cada una de estas operaciones es una operacin unitaria dentro del proceso global

DEFINICIONESOperaciones Unitarias

Cada una de las acciones necesarias de transporte, adecuacin y/o tranformacin de las materias primas implicadas en un proceso qumico. En general un proceso qumico se puede descomponer mediante una secuencia de diagramas de bloques, estableciendo relaciones entre las operaciones llevadas a cabo con su correspondiente bloque.

Industrias de Procesos Qumicos (Chemical Process Industries: CPI)

Alimentos (bebidas, azcar, jugos, congelados, lcteos, vinos, cerveza, etc.)Combustibles (petrleo, carbn, gas natural, gasolina) lubricantes y derivados petroqumicos Compuestos qumicosOrgnicos (petroqumicos, solventes, cauchos, etc)Inorgnicos ( sales, fertilizantes, etc.)Explosivos ( TNT, anfo, etc.) Detergentes y jabones. Pinturas y pigmentos.

Psicrometra y Procesos de Acondicionamiento del Aire

PSICROMETRIAPropiedades Termodinmicas del sistema Aire-Vapor de Agua

La psicrometra resulta entonces til en el diseo y anlisis de sistemas de almacenamiento y procesado de alimentos, diseo de equipos de refrigeracin, estudio del secado de alimentos, estudios de aire acondicionado y climatizacin, torres de enfriamiento, y en todos los procesos industriales que exijan un fuerte control del contenido de vapor de agua en el aire.

Las acciones importantes involucradas en la operacin de un sistema de aire acondicionado son: Control de la temperatura. Control de la humedad. Filtracin, limpieza y purificacin del aire. Circulacin y movimiento del aire*

HUMEDAD ATMOSFRICA La humedad es un trmino utilizado para describir la presencia de vapor de agua en el aire, ya sea a la intemperie, o dentro de un espacio, aire y vapor de agua, existen juntos en un espacio dado al mismo tiempo.*

AIRE SATURADO El trmino de aire saturado se emplea para indicar que el vapor de agua est saturado en la mezcla de aire seco y vapor de agua.

La presin parcial en la mezcla es igual a la presin de saturacin correspondiente a la que se encuentra la mezcla; en este caso dispondremos de aire seco mezclado con vapor de agua saturado.*

A una temperatura determinada, si el aire est saturado y se aumenta la proporcin de vapor se llegar a la condensacin o formacin de niebla.

Si el vapor presente en el aire est sobrecalentado, se le podr aadir ms vapor hasta que se llegue a la saturacin.

*AIRE SATURADO

CARTA PSICROMTRICA

Una carta psicromtrica es una grfica de las propiedades del aire, tales como temperatura, hr, volumen, presin, etc. Las cartas psicromtricas se utilizan para determinar cmo varan estas propiedades al cambiar la humedad en el aire*

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Uso de la carta psicromtrica

El ClimaAire Saturado:Cuando el vapor en la mezcla est saturado, entonces es igual a 1 o 100%.

Punto de Roco:Temperatura a la cual el vapor se empieza a condensar cuando la mezcla se enfra isobricamente.En el punto de roco = 1 100%.Escarcha, granizo, nieve: aire hmedo saturado a T

PsicrometraPropiedades del Aire HmedoPsicrmetro

El aire est saturado: TBS= TBH= TPR

Humedad Relativa (f)

Unidad Compacta de medicin de HR, temperatura, Tbs, punto de roco. US$ 129 Catalogo Cole Parmer

Temperatura de Roci: Es la temperatura a ala cual se condensa el vapor de agua contenido en el aire, produciendo roco, neblina o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.

Temperatura de burbuja : Es la temperatura a la cual un lquido esta listo para vaporizarse se le conoce como punto de burbuja o temperatura de burbuja.

TEMPERATURA DE BULBO SECO

En el acondicionamiento de aire, la temperatura del aire indicada es normalmente la temperatura de bulbo seco (bs), tomada con el elemento sensor del termmetro en una condicin seca. Es la temperatura medida por termmetros ordinarios. *

Temperatura de Bulbo Hmedo (Tbh)Psicrmetro tipo vaivn. HR de 10 a 100 %. Temperaturas de - 5 C a 50 C.

PROPIEDADES DEL AIRE:Humedad absoluta:w= 0.622 pv/p- pv : Kg de agua/kg de aire secoHumedad relativa () = pv/pg x 100 Calor especfico: (Cs)1.005 + 1.88 w Kj/KgK0.24 + 0.45w Btu/lbFVolumen hmedo (VH o Vg) m3/kg a.s , pie3/lb a.seco(2.83 x 10-03 + 4.56 x 10-03w) TBS

(0.0252 + 0.0405w) TBSEntalpia total de la mezcla: aire seco mas vapor de agua(Hy ) Hy = (1.005 + 1.88 w) (T To ) + wHy = (0.24 + 0.45 w) (T To ) + wTo = Temperatura de referencia a 0C o 32F= Calor latente a la temperatura de 0C o 32F = 1075.8 Btu/lb = 2501.61 KJ/Kg

ECUACION PSICROMETRICA:Pw pv = 0.5 (TBS TBh)Pw = Presin a la temperatura de bulbo hmedoPv = presin parcial de vapor de agua0.5 = constante para el aire mm Hg/C

Temperatura de saturacin adiabtica: Es la temperatura alcanzada por una masa de aire cuando se pone en contacto con un lquido en condiciones adiabticas y lo llega a la saturacin, mediante evaporacin de agua lquida (Ws w )= Cs ( t Ts)/ sWs = Humeda de saturacin a la TsTs = Temperatura de saturacin adiabticas = Calor latente de evaporacion del lquido a la Ts

Ejercicios1. Cul es la humedad absoluta del aire saturado a 45C?Respuesta: 0,066 Kg de vapor de agua/Kg de aire seco

Presin a 45C se ve en las tablas de vapor , a 113F = 1.39 psicomo est saturado es la presin parcial de vapor de agua y se aplica la frmula de humedadW= 0.622 Pv/p pv

W= 0.622* 1.39/14.696-1.39W= 0.065 Kg de agua/ kg de aire seco

AIRE ACONDICIONADO El Acondicionamiento de Aire, consiste en el enfriamiento o calentamiento del aire atmosfrico en un ambiente interior con el fin de establecer y mantener los estados requeridos de temperatura, humedad, limpieza y movimiento. Este tratamiento comprende tambin la ventilacin de ambientes.Temperatura: Calentamiento y/o enfriamiento.Humedad: humedecer y/o secarLimpieza.Movimiento.

Las aplicaciones del Aire Acondicionado son muy diversas, aqu algunas de las principales:-Industria Textil, industria fotogrfica, imprenta.-Salas de cmputo, auditorios, instalaciones mdicas, instalaciones bancarias.-Conservacin de productos, secado de productos.

CALENTAMIENTO CON DESHUMIDIFICACIN

Es el calentamiento del aire y la eliminacin de la humedad de ste. El proceso de calentamiento con deshumidificacin se caracteriza por un aumento de la entalpa y una disminucin de la humedad relativa.*

ENFRIAMIENTO CON DESHUMIDIFICACIN

Es la eliminacin simultnea del calor y la humedad del aire. La cantidad del vapor de agua, presente dentro de una zona ocupada, variar dependiendo del nmero de personas presentes y de su actividad, la condicin del aire exterior, la estructura del edificio y la cantidad de infiltracin.

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MEZCLA DE DOS CANTIDADES DE AIRE HMEDO

En el acondicionamiento de aire, con mucha frecuencia se requiere mezclar aire a diferentes temperaturas, para lograr una determinada condicin final de aire. La mayora de las aplicaciones de aire acondicionado comercial requieren de un cierto volumen de aire exterior que sea introducido al espacio ocupado. *

Un gran maestro es aquel cuyo espritu entra en las almas de sus alumnos.John Milton

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