PROBLEMAS DEL CAPITULO 5

SOLUCION 5.15

Sea el proceso:

f 1

M

R

seanf 1→Kgde cremacon

12%de mantequilla

M→1800Kgde leche con

2%de mantequilla

R→masa final de leche con

3% demantequilla

Delbalance globalde leche conformada

f 1+1800Kg=R

Delbalance de mantequilla

12100

f 1+1800 ( 2100 )=( f 1+1800Kg )( 3100 )→12 f 1+3600Kg=3 f 1+5400kg

9 f 1=1800

f 1=200

SOLUCION 5.16

En cada punta del diagrama ternario se cumple:

x A+X H 2O+X AL=1

A=AZUCAR

H 2O=AGUA

AL=ALCOH

a. En A en base a proporcionalidad respecto a la altura del ∆ tenemos:

x A=1.510

∗100%=15% deazucar

X H 2O=4.510

∗100%=45% deagua

X AL=40%de alcoholñ

X H 2O

Agua

Azúcar

Alcohol

b. La relación agua /azúcar en DF es:

hh2oxa

=32=1.5

Agua Azúcar

2 3

c. La composición en b es:

xab=4.510

∗100%=45%

xh2ob = 1

10∗100%=10%

xalb =4.5

10∗100%=45%

Composición en c es:

xac=4.510

∗100%=45%

xh2oc = 4

10∗100%=40%

xalb =1.5

10∗100%=15%

Una mezcla en proporción de 2 de b con 1 de c daría:

x A=2 (45%)+ (1 ) (45% )3

=45% deazucar

X H 2O=2¿

X AL=2 (45% )+ (1 ) (15% )3

=35%de alcohol .

SOLUCION 5.17

Sean “x” la masa de harina de S/. 50 EL Kg (tipo I)

Sea “y” la masa de harina de S./ 25.5 El Kg con 22% de aceite de (tipo II)

Balance por ítem :

(I) (II) TOTAL

GLOBAL X Y X+Y

ACEITE 0 22% 16%

El precio de la mezcla es:

P=850¿ (x )+ (27.5 ) ( y )x+ y

=50 ( x )+27.5( 83 x )

x+ 83x

=33.64 pesos /Kg

S/. 33.64 pesos /Kg

Tenemos que del aceite:

X+Y total

22100

y= 16100 ( x+ y )

→ y=83x

SOLUCION 5.18:

a. La presión parcial del agua es :

ph2op =( 1100 ) (750mmHg )=75mmHg

b. El volumen parcial de O2:

po2p = 5

100(30m3 )=1.5m3

c. El peso molecular promedio del gas :

M=5M O2+6M N 2+ 10M H 2O100

M=5 (32 )+65 (28 )+20 (44 )+10 (18 )

100=30.4 G/mol

d. La densidad de la mezcla la hallamos a partir de la ley de los gases ideales:

PV=(W ) (R ) (T )

M=PM−dRT= PM

RT=d

( 750760 atm)(30.4 gmol )

(0.082atm lmolK ) (323K )

=d

d=1.13g /l

SOLUCION 5.19:

Con los datos hallo la composición porcentual del néctar:

Porcentaje (%) Para 5300kg/h de néctar

Puré de mango 100kg 32.26% 1709.78kg/h

Azúcar 30kg 9.67% 512.51kg/h

Agua 170kg 54.48% 2906.52kg/h

Ácido nítrico 10kg 3.23% 171.19kg/h

total 310kg 100%

SOLUCION 5:20

PROCESO1 :

CASCARA

L3

2000Kg/h (17,15% SS)

15% ss)

L2

jugo

(12% ss)

Del balance global :

L3+L2=2000Kg………………………………… (1)

Balance del solido :

(2000kg)(15/100) =L3(17,55/100) +L2(12/100)

3000=17,55L3 +12…………………………………………… . . (2)

De L1 y L2 de (1)y(2) (2)−12(1)

3000=17,55L3 +12L2−¿

24000= 12L3 +12L2

6000=5,55L3

1081,0,8kg/h =L3 → L2 =981,92kg/h

PROCESO 2:

L3 = 1081,08kg L_4 =liquido de cascara (12% SS)

(17,55%SS)

L5(25%SS)

PULPA

BALANCE GENERAL

1081,0.8kg =L4 +L5………………………………………………………..(1)

BALANCE DE SOLIDOS

( 17,55100

) (1081,08kg) ¿¿)L4 +25100

L5

18972,954 =12 L4 +25 L5…………………………………………………(2)

De(2)– 12x (1)

12L4 +25L5 =18972,954kg −¿

12L4 +12L5 =12972,96kg

13 L5 =5999.994kg

L5 =461,538kg/h

L4=691,542kg/h

PROCESO 3 :

Evaporacion de liquidos de cascara

L4 L6 (72 brix) =72g de azúcar /100g de solución

619,542kg/h

12%SS

L7 (solo agua)

BALANCE GLOBAL

619,542kg =L7 +L6

BALANCE DE SOLIDO

619,542Kg (12/100) =L6(72/100)

103,257Kg/h = L6 melaza

L7 =516,285kg/h agua evaporada

PROCESO 4 :

L5=461,542kg/h

25%SS L9 (10%Humedad)

90% solido pulpa cítrica

L8 sale agua

Evaporación

BALANCE GLOBAL

461,542Kg/h =L9 + L8

BALANCE DE SOLIDO

461,542Kg/h (25/100) = L9 =(90/100)

L9 =128,206kg/h de pulpa

L8=333,33kg/h agua eliminada en el deshidrata dador

SOLUCION 5.21

L1=vapor de agua

1000kg/h

(7%ss) L2=¿jugo concentrado

(58%)

DE BALANCE DE MATERIA GLOBAL

1000kg /h=L1+L2 ………………………………………………………..(1)

BALANCE DE SOLIDO

7 /100 X (1000Kg /h)=58/100 L2→L2=120,69kg /hde jugo concentrado

Evaporador al vacio

L2=879,31kg

hdeaguade vapor

SOLUCION 5.22

Debemos evaporar agua a 40℃ del jugo

Debido a que 40℃ debe ser la tem-

Peratura de saturación busco la presión

De saturación de tablas

Psaturacion=7,375Kpax(760mmhg101.3kpa

)

Psaturacion=55.33mmhg

SOLUCION 6.16

L2 AIRE DERIVADO

L2 L3 L4 L6

A B C 15.5℃

43℃ SATURADO L5

VAPOR DE AGUA

DATOS

P43V = 70mmhg (agua)

PTOTAL=1atm=760mmhg

P15.5V=13,2563mmhg

a) Como L1 esta saturado P43V + P43

A =760mmhg

70mmhg + P43A 0760mmhg

P43A =690mmhg

La humedad (Y) de L1Molar es

Y 43 = nvapor /naire seco = P43V /P43

G =70mmHg690mmHg

=0.1014molesdeaguamole de A .S

DESHUMIDIFICADOR

La humedad absoluta (H)

H=(masade vapor agua)x ( 18 gmol

)/(masadeaire seco)( 29 gmol

)

79% v de N2

Aireseco M =(79%)(28)+21%(O2) =29g/mol

21%v de O2

b) Y 43 =nvapornaire seco

= 13.258mmhg760−13,2563

= 0,01775molesde agua/moles A.S

LLa humedad absoluta (H)H = 0.01775x18/29 = 0.011kg agua/kg A .S