97114389 Balance de Energia Conserva Samanco

Pesquera Diamante S.A. - Planta Samanco

BALANCE DE ENERGIA PARA LA PLANTA DE CONSERVAS CONSIDERANDO UNA PRODUCCION DE 8000 CAJAS /DIA

Desarrollado por: Ing.Cèsar Alvarez Bolovich

1

DATOS:

Producción: 8000 cj/dia

Tipo de Conserva: 5000 cj de crudo( tall natural ) + 3000 cj de cocidos (1/2 lb grated en agua y sal )

Envases por caja 1lb tall: 24 lata/cj

Envase por caja 1/2 lb tuna: 48 lata/cj

Area Efectiva de Cocina ROCK: 43 m²

Capacidad / m²: 130 cuerpos/m²

Masa de pescado crudo por lata tall: 0.420 kg/cuerpo

Masa de agua por lata tall: 0.110 kg/cuerpo (0.110 lt/cuerpo)

Masa de cuerpo 1 lb tall: 0.0426 kg/cuerpo

Masa de cocinador continuo ROCK: 10596.705 kg

Area de transferencia de calor de la cocina ROCK: 117.2 m²

Masa de marmita grande: 120.000 kg

Masa de marmita chica: 60.445 kg

Concentración de sal en la salmuera: 3%(p/v)

Masa de autoclave grande: 5749.340 kg

Masa de envase 1 lb tall completo: 0.052 kg

2

Masa de pescado cocido por lata tall: 0.325 kg /lata

Masa de carro para envase tall: 115 kg

Nº- cajas por carro: 38 cj/carro

Nº- por autoclave grande: 10carros

Área de transferencia de calor de autoclave grande: 45.572m²

Masa de sal por lata: 0.0033 kg/lata

Masa de canastilla inox: 3.75 kg / canastilla

Masa de pescado por canastilla: 17kg/ canastilla

Masa de carros para cocinador estático: 90kg/carro

Masa de cocinador estático: 7424.01kg

Área de transferencia de calor del cocinador: 72.048 m²

Capacidad de cerradora 1/2 lb tuna: 175 latas/min

Masa de agua por lata 1/2 lb tuna : 0.05kg/lata (0.05 lt/lata)

Masa de agotador de aire: 1271.567kg

Masa de cuerpo 1/2 lb tuna: 0.1993 kg

Área de transferencia de calor del agotador: 20.950m²

Masa pescado cocido por lata 1/2 lb tuna: 0.118 kg/lata

3

Masa de sal por lata 1/2 lb tuna: 1.5 gr/lata

Masa de lata 1/2 lb tuna completa: 0.0347 kg/lata

Calores específicos utilizados:

Cp pescado fresco : 0.8370 kcal/kg ºC

Cp agua : 1.0000 kcal/kg ºC

Cp latón laminado : 0.0920 kcal/kgºC

Cp acero inoxidable : 0.1200 kcal/kg ºC

Cp de acero estructural : 0.1433 kcal/kg ºC

Cp de la sal : 0.2200 kcal/kg ºC

Cp del pescado cocido : 0.8000 kcal/kg ºC

Equivalencias utilizadas:

a) 3.968 BTU/kcalb) BHP/33475 BTU/hrc) 0.28 gl/BHPd) factor de evaporación ( fe ) = evaporación nominal /evaporación real

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A.- LINEA DE CRUDOS

Base: 5000 cj/dia Capacidad de cocinador continúo ROCK(134 cuerpo tall /m² x 43m²x 1/30min x 60min/hr) / 24 cuerpo/cj = 480cj/hr

I.- CALOR NECESARIO PARA LA COCCION DEL PESCADO Qtp = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Q1 = calor para calentar el pescado Q2 = calor para calentar el agua de cocción del pescado Q3 = calor para calentar los envases Q4 = calor para calentar la masa de cocinador Q5 = calor perdido por covección Q6 = calor perdido por radiación Q1: se requiere masa del pescado por hora y un envase carga 0.420 kg/envase 480 cj/hr x 24 envase/cj x 0.420 kg/envase = 4838.400kg/hr Q1 = 4838.400 kg/hora x 0.837kcal/kgºC x (95 – 20 )ºC = 303730.560 kcal/hr Q2: 0.10 kg/envase, 480 cj/hr x 24 envase /cj x 0.110kg/envase = 1267.200 kg/hr Q2 = 1267.200 kg/h X 1.000 kcal/kg ºC X (95 – 20)ºC = 95040 kcal/hr Q3: 0.0426 kg/envase, Cp latón laminado = 0.092kcal/kgºC m= 480cj/hr x 24 envase/cj = 490.752 kg/hr

5

Q3 = 490.752 kg/hr x 0.092 kcal/kgºC (95 - 20) ºC = 3386.188 kcal/hr Q4: m= 4836.580 kg inox + 5750.125 kg estruc. , Cp inox = 0.12 kcal/kg ºC, Cp a. estruc =0.1433 kcal/kgºC Q4= (4846.580kg x 0.12 kcal/kgºC x (95 – 20) ºC + 5750.125 kg x 0.1433 kcal/kgºC x(95- 20)ºC) Q4= 105418.680kcal

Q5: Q5 = U x At x ΔT Q5 = 13.2 kcal/hrm² ºC X 117.2 m² x (95 - 60)ºC = 54146.400 kcal/hr

Q6: 20% de Q4 Q6 = 105418.680 Kcal x 0.20 = 21083.736 kcal

Qtp = (303730.560 +95040 +3386.188 +105418.680 + 54146.400 + 21083.736) kcal/hr = 2312.592.2BTU/hr BHP requeridos para el cocinador continuo ROCK BHP = 2312.592.2 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 69 BHP

II.- CALOR NECESARIO PARA PREPARAR LIQUIDO DE GOBIERNO

Qlg = Q1 + Q2 + Q3 Q1 = calor para calentar marmitas Q2 = calor para calentar agua de constitución de la salmuera Q3 = calor para calentar la sal Q1: marmita chica m = 60.445kg, Cp a. inox = 0.12 kcal/kgºC, son tres marmitas

6

Marmita grande m = 120.000 kg, son dos marmitas Q1 = (60.445kg x 0.12 kcal/kgºC X (90 - 20)ºC X 3 + 120.000kg x 0.12kcal/kgºC x (90 – 20 )ºC x 2) Q1 = 3539.214 kcal

Q2: 480 cj/hr x 24 envase/cj x 0.110kg/envase = 1267.200 kg/hr Q2 = 1267.200 kg/hr x 1 kcal/kg ºC x (90 - 20)ºC = 88704 kcal/hr

Q3: 30 gr/lt x 1267.200 lt = 38.016 kg/hr, Cp de la sal = 0.220 kcal/kgºC Q3 = 38.016 kg/hr x 0.220 kcal/kgºC x (90 - 20)ºC = 585.446 kcal/hr

Qlg = (3539.214 + 88704 + 585.446) kcal/hr = 92828.660 kcal/hr x 3.968 BTU/kcal = 368344.120 BTU/hr

BHP requeridos para preparar el líquido de gobierno BHP = 368344.120 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 11 BHP

III CALOR NECESARIO PARA LA OPERACION DE AUTOCLAVADO Qta = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Q1 = calor para calentar el autoclave Q2 = calor para calentar latas selladas Q3 = calor para calentar el pescado Q4 = calor para calentar el agua de la salmuera Q5 = calor para calentar los carros Q6 = calor perdido por conveccion Q7 = calor perdido por radiación

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Q8 = calor para calentar la salQ1: Q1 = 5749.340 kg x 0.1433 kcal/kgºC X (116 - 30)ºC = 71348.044 kcal Q2: Q2 = 380 cj/hr x 24 lata/cj x 0.052 kg/lata x 0.092 kcal/kg ºC x (116.6 - 30)ºC = 3778.365 kcal/hr Q3: Q3 = 380 cj/hr x 24 lata/cj x 0.325 kg/lata x 0.800 kcal/kg ºC x (116.6 - 30)ºC = 205346 kcal/hr

Q4: Q4 = 380 cj/hr x 24 lata/cj x 0.110 kg/lata x 1.000 kcal/kg ºC x (116.6 - 30)ºC = 86877.120 kcal/hr

Q5: Q5 = 115 kg/carro x 10carro x 0.1433 kcal/kgºC x (116.6 - 30)ºC = 14271.247 kcal/hr

Q6: Q6 = U x At x ΔT = 13.2 kcal/hr m² ºC x 45.572 m² x (116.6 - 70)ºC = 28032.248 kcal/hr

Q7: 20% de Q1 Q7 = 71348.044 kcal x 0.20 = 14269.608 kcal

Q8: Q8 = 380 cj/hr x 24 lata/cj x 0.110 lt/lata x 0.03 kg/lt x 0.220 kcal/kg ºC x (116.6 - 30)ºC = 573.389 kcal/hr Qta = (71348.044 + 3778.365 + 205346 + 86877.120 + 14271.247 + 28032.248 + 14269.608 + 573.389 ) kcal/hr

8

Qta = 424495.980 kcal/hr X 3.968 BTU/ kcal = 1684400 BTU/hr

BHP requeridos para la operación de autoclavado BHP = 1684400 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 50.3 BHP Ξ 51 BHP

PROGRAMA DE AUTOCLAVADO PARA LINEA DE CRUDOS

De acuerdo a los datos anteriores el Nº de cajas producidas para cada evento o ciclo de autoclavado será 300 cajas/evento siendo el numero total de eventos igual a 5000 cj /380 cj por lo que el Nº de eventos igual a 14.

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PROGRAMA DE AUTOCLAVADO PARA LA LINEA DE CRUDOS

Nº de eventoso ciclos

OperacionVenteo(12min)

Puesta en regimen(2min)

Esterilizado(90min)

Enfriamiento (45 min)

Descarga(30min)

tiempo

autoclave

Tiempo 1 Tiempo 2 Tiempo 3 Tiempo 4 Tiempo 5

1 A - 2 12 14 104 149 1792 A - 3 60 62 152 197 2273 A - 4 120 122 212 257 2874 A - 5 180 182 272 317 3475 A - 2 240 242 332 377 4076 A – 3 300 302 392 437 4677 A - 4 360 362 452 497 5278 A - 5 420 422 512 557 5879 A - 2 480 482 572 617 647

10 A – 3 540 542 632 677 70711 A - 4 600 602 692 737 76712 A - 5 660 662 752 797 82713 A - 2 720 722 812 857 88714 A – 3 780 782 872 917 947

NOTA: tiempo total programado 947 min = 15 hr y 47 minutos.

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CONCLUSIONES: (CRUDOS)

De acuerdo a los análisis de los resultados y tomando en consideración los datos del programa de autoclavado se concluye: 1.- El numero máximo de autoclaves será cuatro que trabajaran de acuerdo al programado de autoclavado siendo el requerimiento neto para esta operación.

51 BHP/hr x 4 = 204 BHP/hr, luego BHP/cj = 204 BHP/hr / 480cj/hr = 0.43 BHP/cj

2.- Por capacidad se debe trabajar con un cocinador continuo se requiere

69 BHP/hr, luego BHP/cj = 69 BHP/hr / 480cj/hr = 0.14 BHP/cj

3.- Para el liquido de gobierno se requiere

11 BHP/hr, luego BHP/cj = 11 BHP/hr/ 480cj/hr = 0.02 BHP/cj

DEMANDA NETA DE BHP PARA LA LINEA DE CRUDOS

(204 + 69 + 11)BHP/hr = 284 BHP/hr

BHP/cj = 284 BHP/hr / 480cj/hr = 0.6 BHP/cj

4.- consumo neto de petróleo

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284 BHP/hr x 0.28 gl/BHP x 15.78 hr = 1254.826 gl/ 5000 cj = 0.25 gl/cjB.- LINEA DE COCIDOS

Para una producción de 3000 cajas se requiere 60 TM de pescado fresco lo que representa un rendimiento de 50 cajas de conserva por TM de materia prima lo que significa que de acuerdo al programa de coccion adjunto se requiere procesar 8 batch de pescado de 7.480 TM para tal fin en 10 horas de trabajo.

PROGRAMA DE COCCION DE PESCADO PARA LINEA DE COCIDO




Esterilizado(90min)


Descarga(30min)

tiempo

autoclave


1 c - 1 10 25 85 95 1202 c - 2 40 55 115 125 1503 c - 1 160 175 235 245 2704 c - 2 190 205 265 275 3005 c - 1 310 325 385 395 4206 c - 2 340 355 415 425 4507 c - 1 460 475 535 545 5708 c - 2 490 505 565 575 600

NOTA : tiempo total programado 600 min = 10 horas

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I.- CALOR NECESARIO PARA LA COCCION DEL PESCADO Qtp = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Q1 = calor para calentar el pescado Q2 = calor para calentar las canastillas Q3 = calor para calentar los carros Q4 = calor para calentar la masa de cocinador Q5 = calor perdido por covección Q6 = calor perdido por radiación

Q1: Q1=17 kg/canastilla x 20 canastilla/carro x 22 carros x 0.837 kcal/kgºC x (104 – 20 )ºC =525903.840 kcal/hr

Q2: Q2= 3.75kg/canastilla x 20 canastilla/carro x 22 carros x 0.120 kcal/kgºC x (104 – 20 )ºC =16632 kcal/hr Q3: Q3= 90 kg/carro x 22 carros x 0.1433 kcal/kgºC x (104 – 20 )ºC = 23833.656 kcal/hr

Q4: Q4= 7424.010 kg x 0.1433 kcal/kgºC x (104 - 30)ºC = 78725.686 kcal/hr

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Q5: Q5 = U x At x ΔT = 13.2 kcal/hr m²ºC x 72.048 m² x (104 - 60)ºC = 41845.478 kcal/hr Q6: 20% de Q4 Q6 = 79886.822 kcal/hr x 0.20 = 15977.364 kcal/hr

Qtp= (557207.640 + 16632 + 23833.656 + 78725.686 + 41845.478 + 15977.364) kcal/hr Qtp = 734221.800 kcal/hr x 3.9678 BTU/kcal = 2913392.1 BTU/hr

BHP requeridos para el cocinador estáticoBHP = 2913392.1 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 87 BHP

Capacidad horaria de cocina para efecto de calculo 7480 /1.75hr = 4274 kg/hr = 4.274TM/hr x 50cj/TM = 214 cj/hr

II.- CALOR PARA PREPARAR EL LIQUIDO DE GOBIERNO

Qlg = Q1 + Q2 + Q3 Q1 = calor para calentar marmitas inox Q2 = calor para calentar agua de constitución de la salmuera Q3 = calor para calentar la sal

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Considerando que el proceso se realiza con dos cerradoras a una velocidad de 175 latas/min se tendra una velocidad de 350 latas/min Q1: Q1= 3539.214 kcal

Q2: Q2 = 350 latas/min x 60min/hr x 0.050 kg/lata x 1 kcal/kgºC x (90 – 20 )ºC = 73500 kcal/hr

Q3: Q3 = 0.03 kg/lt x 1050 lt/hr x 0.22 kcal/kgºC x (90 - 20) ºC = 485.100 kcal/hr

Qlg = (3539.14 + 73500 + 485.100 ) kcal/hr

Qlg = 77524.314 kcal/hr x 3.968 BTU/kcal = 37616.470 BTU/hr

BHP requeridos para preparar el liquido de gobierno BHP = 307616.470 BTU/hr x BHP/ 33475 BTU/hr Ξ 9 BHP

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III.- CALOR REQUERIDO PARA EL AGOTAMEINTO DE AIRE DE LAS LATAS

Qte = Q1 + Q2 +Q3 + Q4+Q5+Q6+Q7

Q1 = calor para calentar agotador de aire Q2 = calor perdido por conveccionQ3= calor perdido por radiaciónQ4= calor para calentar envasesQ5= calor para calentar pescadoQ6= calor para calentar aguaQ7= calor para calentar sal

Q1: Q1= 1271.567 kg x 0.12 kcal/kgºC x (90 - 30)ºC = 9155.282 kcal

Q2: Q2= U x At x ΔT = 13.2kcal/hr m²ºC x 20.950m² x (90- 60)ºC = 8296.200 kcal/hr

Q3: 20% de Q1 Q3= 1831.056 kcal

Q4: Q4= 175 latas/min x 60 min/hr x 0.01993 kg/lata x 0.092 kcal/kgºC x (95 - 50)ºc = 866.357 kcal/hr

16

Q5: Q5= 175 latas/min x 60 min/hr x 0.118kg/lata x 0.800kcal/kgºC x (95 - 60)ºc = 34622 kcal/hr Q6: Q6=175 latas/min x 60 min/hr x 0.050 kg/lata x 1.000 kcal/kgºC x (95 - 80)ºc = 7875 kcal/hrQ7: Q7= 175 latas/min x 60 min/hr x 0.05 kg/lata x0.03 kg/lt 0.22 kcal/kgºC x (95 - 80)ºc = 51.975kcal/hr

Qte = (9155.282 + 8296.200 +1831.056 + 866.357 + 34692 + 7875 + 51.975) kcal/hrQte = 62767.870 kcal/hr x 3.698 BTU/kcal =249062.900 BTU/hr

BHP para agotamiento de aire de los envasesBHP = 249062.900 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 7.44 BTU Ξ 8 BHP

IV.- CALOR REQUERIDO PARA OPERACIÓN DE AUTOCLAVADO

Qta = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 Q1 = calor para calentar el autoclave Q2 = calor para calentar latas selladas Q3 = calor para calentar el pescado Q4 = calor para calentar el agua de constitución de la salmuera Q5 = calor para calentar los carros Q6 = calor perdido por conveccion Q7 = calor perdido por radiación

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Q8 = calor para calentar la sal de constitución de la salmueraQ1: Q1= 5749.340 kg x 0.1433kcal/kgºC x (116.6 – 30)ºC = 71348.044 kcal

Q2: Q2= 350 cj/hr x 48 lata/cj x 0.0347 kg/lata x 0.092 kcal/kgºC (116.6 – 40 )ºC = 4108.236 kcal/hrQ3: Q3 = 350 cj/hr x 48 lata/cj x 0.118 kg/lata x 0.800 kcal/kgºC (116.6 – 50 )ºC = 105622.270 kcal/hr

Q4: Q4 = 350 cj/hr x 48 lata/cj x 0.050kg/lata x 1.00 kcal/kgºC (116.6 – 50 )ºC = 55944 kcal/hr

Q5: Q5= 75 kg/carro x 10 carro x 0.12 kcal/kgºC x (116.6 – 30 )ºC = 7794 kcal/hr

Q6: similar al caso crudos Q6= 28032.248 kcal/hr

Q7: Q7= 14269.608 kcal/hr

Q8: Q8= 350 cj/hr x 48 latas/cj x 0.050 lt/lata x 0.03 kg /lt x 0.22 kcal/kgºC x (116.6 - 50)ºC = 369.230 kcal/hr

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Qta = ( 71348.044+ 4108.236 + 105622.270 + 55944 + 7794 + 28032.248 + 14269.608 + 369.230 ) kcal/hr

Qta = 287487.620 kcal/hora x 3.968 BTU/ kcal = 140750.800 BTU / hr

BHP requerido para la operación de autoclavadoBHP = 1140750.800 BTU/hr x BHP / 33475 BTU/hr = 34 BHP

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PROGRAMA DE AUTOCLAVADO PARA LA LINEA DE COCIDOS




Esterilizado(90min)


Descarga(30min)

tiempo

autoclave


1 A – G1 12 14 89 119 1342 A – G2 75 77 152 182 1973 A – G3 138 140 215 245 2604 A – G4 201 203 278 308 3235 A – G5 264 266 341 371 3866 A – G6 327 329 404 434 4497 A – G7 390 392 467 497 5128 A – G8 457 459 534 564 5799 A – G9 520 522 597 627 642

10 A – G10 583 585 660 690 705

NOTA : tiempo total programado 705 min = 11 horas y 45 minutos

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CONCLUSIONES: (COCIDOS)

1.- Para la operación de coccion se requiere cocinar 60 TM de pescado con un rendimiento de 50 cj/TM que nos permitira lograr una producción de 3000 cajas.Para lograr esto según el programa de cocción adjunto esta 60 TM se tienen que cocinar haciendo uso de dos cocinadotes estáticos para 10 ciclos de coccion de 7.480 TM/batchSiendo la capacidad horaria de 214 cj/hr por 2 cocinas requerimos: 87 BHP/hr x 2 = 174 BHP/hr , luego BHP/caja = 174 BHP/hr / 428 cj/hr = 0.41BHP/cj

2.- Para la operación de autoclavado se reuqieren 3 autoclaves grandes por lo que se requiere:34 BHP/hr x 3 = 102 BHP/hr, luego BHP/cj = 102 BHP/hr / 350 cj/hr = 0.29 BHP/cj

3.- Para preparar el liquido de gobierno se requiere 9 BHP/hr, luego BHP/cj = 9 BHP/hr / 350 cj/hr = 0.026 BHP

4.- Trabajando con dos cerradoras se requiere dos agotadores de aire por lo que se requiere: 8 BHP/hr x 2 = 16 BHP/hr, luego BHP/cj =16 BHP/hr /350 cj/hr = 0.046 BHP/cj

5.- Demanda neta de BHP requeridos para la linea de cocidos sera: (174 + 102 + 9 + 16 ) BHP/hr = 301 BHP/hr, luego 301 BHP/hr / 350 cj/hr = 0.86 BHP/cj

6.- Consumo de petroleo neto para un tiempo total de 11 hr y 45 min (11.75 hr)301 BHP/hr x 0.28 gl/BHP x 11.75 hr = 990.290 gl / 3000 cj = 0.33 gl/ cj

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CONCLUSION GENERAL

Para una producción de 8000 cajas de conserva (crudo y cocido) se requieren 585 BHP netos,El consumo de petróleo por caja de crudo es de 0.25 gl/cj y el consumo de petroleo por caja de cocido es de 0.33 gl/cj. Si comparamos estos resultados obtenidos con los consumos reales de las fabricas ESTRELLA DE DAVID Y CORPORACION PNG CENTINELA SAC de Chimbote que reportan 0.25 gl/cj crudo y 0.35 gl/cj cocido nos aproximamos a dichos valores.

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