Nuevo Balance de Materia

7/23/2019 Nuevo Balance de Materia

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTIL

INDICE

Pag

I Fundamento Te!"#o$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

II &a'an#e de Mate!"a de' P"(#o$$$$$$$$$$$$$$))$$$$$$$$*

+) De(,a'"''ado!$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$*

%) P!en(a +$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)))-

.) P!e/ Fe!mentado!$$$$$$$)))$$$$$$$$$$$$$$$$$$)0

*) Cent!"1uga$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)2

-) Tan3ue de 1e!menta#"n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$4

0) F"'t!o tan3ue$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$++

2) A'am5"3ue$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)) +%

III &a'an#e de Ene!g"a de' P"(#o$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$+*

+) &om5a +$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)$$$$$$$$+*

%) Fe!mentado!$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)$$$$$$))+-

.) &om5a %$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$))+2

*) &om5a .$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$))+2

-) A'am5"3ue $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$))+4

0) &a'an#e gene!a'$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)+6

IV Cue(t"ona!"o$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$))%+

&ALANCE DE MATERIA ENERGA

ING) MARIO DE LA CRU7 A&AC8E

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EL PISCO

I. FUNDAMENTO TERICOEl pisco es la bebida destilada tpica del Per, elaborada a partir de la uva, cuyovalor ha traspasado las fronteras del pas. Su produccin representa un rubroimportante de la industria y de los ingresos fiscales en el Per. No obstante, se tratade un sector dominado por la mediana industria, muchas veces artesanal. sta cuidalos antiguos procesos de elaboracin y la calidad, y a menudo no responde a finesestrictamente comerciales sino a una especie de orgullo generacional.

Su calidad, producto de la fermentacin de uvas especiales tratadas en alambiuesde cobre, lleg a tener un gran realce y prestigio en el transcurso de los siglos !"##,

!"### y !#!, no solamente en el territorio del Per, sino tambi$n fuera de $l,llegando a pases de Europa y a Estados %nidos de &m$rica '(alifornia).

Mtodo de Elaboracin.El proceso de elaboracin del pisco en las diversas *onas vitivincolas, b+sicamente esde dos clases

Elaboracin artesanal o tradicional- este procedimiento es pr+ctico siguiendocostumbres transmitidas de generacin en generacin y es practicada por peueos

productores.

Elaboracin industrial- este procedimiento an no es practicado en el Per en lasbodegas peueas, pero en las bodegas grandes ya se esta innovando con nuevatecnologa.

Para la elaboracin del pisco se utili*a la operacin de destilacin discontinua y slodeben utili*arse euipos de destilacin directa. Para cumplir con la Norma /$cnicaPeruana 011.221 los euipos para la destilacin discontinua deben ser construidos decobre y recubiertos internamente con estao.

Para la destilacin se utili*an los siguientes euipos

3alca.4 Est+ provista de una paila, un can recto ue est+ sumergido en unaalberca con agua, culminando en una salida donde se recibe el pisco.

&lambiues simples.4 (onsiste en una caldera, capitel, cuello de cisne yrefrigerante de serpentn sumergido en una alberca con agua.



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&lambiue con calienta vinos.4 Es similar al simple pero se le acondiciona otrorefrigerante cerrado donde el vapor condensado es enfriado con vino.

DESCRIPCIN DEL PROCESOEl proceso se inicia con la recepcin de la materia prima. 5a uva es transportada desdeel campo, luego de comprobar ue su grado 6ri7 flucta entre 18 y 18.9. %n 6ri7 menor

producira una deficiente cantidad de alcohol, y por lo tanto, menor cantidad de pisco.%n 6ri7 mayor no permitira un buen proceso en*im+tico, de modo ue las levadurastransformaran slo parcialmente el contenido de glucosa,, dando lugar a un mostodlcete y no seco, ue significara una transformacin total del a*car en alcoholetlico.

(:;10


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6alanceando este primer sistema se obtiene la cantidad de uva 'en grano) ue sale

de la despalilladora- la cual va a alimentar a la prensa ND 1.

(alculando la masa de los granos de uva

PalillouvadeGranobrutaUva MMM +=

KgM uvadeGrano JF2821222 ==

". ALANCE EN LA PRENSA N#!

En esta seccin los granos de uva ue salen de la despalilladora son prensados de talmanera ue se pueda e7traer el ?ugo de la uva 'Kosto), el cual es derivado a unfermentador- mientras ue el oru?o 'c+scaras y pepas) son sometidas a un nuevo

proceso de prensado para obtener una cantidad rescatable de sumo de uva, el cual esllamado mosto pre fermentado.

Se conocen los siguientes datos

HKosto virgen total%va bruta B9.2HH


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(+lculo de la masa del Kosto 1

OrujouvadeGranoMosto MMM =1

KgMMosto F92002JF21 ==

$. ALANCE EN EL PRE FERMENTADOR

Se conoceHPepa%va bruta 8.2H

(+lculo de la masa de las PepasKgMPepas 82122228.2 ==

(+lculo de la masa de la (+scara y el Kosto 0KgM MostoCscara 1J2820020 ==+



PRE

-ER+EN.ADO

R

C/&ara 1+o&!o (

$90 Kg*

Cscara+ uva =127

Kg

Pe2a& '3% "va ru!a)=

30 Kg*

Oruo& = ((0

Kg*

6


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%. ALANCE EN LA CENTRIFU&A

Se conoce

H(+scara%va bruta J.2H

(+lculo de la masa de las (+scarasKgMCscaras J212222J.2 ==

(+lculo de la masa del Kosto 0

KgMMosto 122J21J20 ==

'. ALANCE EN EL FERMENTADOR

En el fermentador ocurre la reaccin principal para la formacin del pisco, de modoue las levaduras transformaran parcialmente el contenido de glucosa, dando lugara un mosto dlcete y no seco, ue significara una transformacin total del a*car

en alcohol etlico, con liberacin de (


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+o&!o $= 7,0 Kg*

-ER+EN.ADO

R

CO

(

+o&!o ( = $00

Kg

+o&!o

er4en!ado $

#orr

a



C()!"O( "C)$C)"O) * "CO"

En el tanue de fermentacin se ?untan el mosto proveniente directamente de laPrensa 1 y del Pre4fermentador

KgM totalvirgenMosto B92122F92 =+=

Se conoce

Para luidos m+s densos ue el agua

D1C9

1C9

Bed

=

Para luidos menos densos ue el agua

D182

1C2

Bed

+=

LKg

virgenMosto 2JC.1=

(alculando el volumen del Kosto virgen

virgenMostoDensidad

virgenMostoMasavirgenMostodelVolumen =



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L

L

Kg

KgvirgenMostodelVolumen J:9.FF:

2JC.1

B92==

Dato+, (apacidad del fermentador M:22 5.

"olumen libre en el tanue fermentador M 82H de su capacidad total

(+lculo del volumen verdadero del fermentador

LVolumen rfermentado C02:22F.2 ==

;allando el nmero de fermentadores

B9.1C02

J:9.FF:D ==

L

Lresfermentado

Por lo tanto se traba?ar+ con dos fermentadores.

Dato+,

( )1................J2B9.2=virgenMosto

fermentadoMosto

Volumen

Volumen

( )0..............1.2= fermentadoMostoBorra VolumenVolumen

Oe '1)

LLVolumen fermentadoMosto BF8.F29J:9.FF:J2B9.2 ==

Oe '0)

LVolumen Borra 9BF8.F21.2BF8.F29 ==

(alculando la masa del &*car reducible

fermentadoMostofermentadoMostofermentadoMosto VolumenMasa =



9


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KgL

KgLMasa fermentadoMosto 0BC.F:12FB9.1BF8.F29 ==

Se sabe ue

Entonces10.C: D6e euivale a decir 10.C: 7 1Fg 1 5 Kosto ! FF:.J:9 5

a!"cardeKg# 9FF.1:C=

En la Leaccin

C()!"O( * LE-ADURA "C)$C)"O) * "CO"

1B2 J0 BB

1:C.9FF Gg &lcohol >+s

KgKg

$lco%ol 11F.BC1B2

J09FF.1:C=

=

KgKg

Gas C:.B21B2

BB9FF.1:C=

= '(


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(


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+o&!o

er4en!ado !o!al

F:1.0BC Gg ALA+#I5"

E

$% Cae;a

30% Cuer2o

:9% Cola



(+lculo de la masa del Kosto fermentado 0 'recuperado)

LevaduraBorrafermentadoMosto MasaMasaMasa +=0

KgKgKgMasafermentadoMosto 8BC.BC09:.B10B.F:0 =+=

(+lculo de la masa del Kosto fermentado 1

KgMasaMasa fermentadoMostofermentadoMosto 0BC.F:110 =+

KgKgKgMasa fermentadoMosto J.:F:8BC.BC0BC.F:11 ==

(. ALANCE EN EL ALAMI3UE

En el destilado del mosto fermentado total se presentan tres fracciones cabe*a,cuerpo 'ue es el pisco producido)- y la cola. 5a cabe*a y la cola se desechan- el

porcenta?e del cuerpo flucta entre 09H y82H del volumen total del mosto fermentado.Slo el cuerpo pasa a formar vapor de Pisco.

KgMasaCuerpo 0F0.1J:=

LL

KgVolumenMasa Cabe!aCabe!aCabe!a 29BF8.FBF2JBB.2 ==

KgMasaCabe!a 1CB.:=



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ColaCabe!aCuerpofermentadoMosto MasaMasaMasaMasa ++=

KgKgKgKgMasaCola B:C.99B1CB.:0F0.1J:0BC.F:1 ==

III BALANCE DE ENERGIA DEL PISCO

9M : 4;;;

1. BOMBA DE ENERGIA

Poten#"a de 9+ ? %> 8P

F'u@o de 5om5a de 9*; ? 0;>GPM

+-%;


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Se #on("de!a ,a!a *; ga'm"n) B una ,oten#"a de % 8P

8a''ando e' =o'umen 3ue "ng!e(a a 'a 5om5a

Como 'a den("dad de' mo(to ="!gen e( +);6*


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Q : 8

&o!!a 90;6);-*

De 'a !ea##"n

$%H1O% &l' $H($HOH&l' ) $O&*' 9%-JC B + Atm>

819

n9CO%> : +*)0.

8 : 2.+*)-%mo'9/04)*4%

/.*)%* +-*.);-L

C, +;;;L

C, : %%)+464


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%)+04 : T 9.0)+++;/.*)%..+;/-T/%)442+;/4T%*)*0*+;/+%T.>dT

T : .*)+* JC

Como 'a tem,e!atu!a 9.*)+*JC> (o5!e,a(a 'a tem,e!atu!a '"m"te de .;JC enton#e( (e t!a5a@a!a#omo ma"mo a e(ta tem,e!atu!a 9.;JC>

Hallando el calor total desprendido por los -ermentadores

8 : 30 +*0.;;;9.0)+++;/.*)%..+;/-T/%)442+;/4T%*)*0*+;/+%T.>dT

Como e' ("(tema e(ta '"5e!ando #a'o!

Q:8: / %2%-


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T:.)2.m"n

8a''ando e' t!a5a@o ne#e(a!"o ,a!a 'a 5om5a %

Como +8P : 2*0 att(

Tenemo( una ,oten#"a 9P%> %8P

Poten#"a : %8P 92*0att +8P>

Poten#"a : +*6% att(

%: P%T

%: +*6%.)*.0; ou'

%: ...)6;60 +8P

Poten#"a : +8P 92*0att +8P>

Poten#"a : 2*0 att(



17

B3


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.: P.T

.: 2*0%%)040;

.: +;+-)+-04

T : %. JC 9Agua>

Hallando el calor total necesario para destilar el pisco

Qtota': Q+ Q%

Donde

Q+: Ca'o! ne#e(a!"o ,a!a e'e=a! 'a tem,e!atu!a de' mo(to 1e!mentado 9%-JC a 64JC>

Q%: Ca'o! ne#e(a!"o ,a!a #am5"o de 1a(e de '"3u"do a =a,o!

Q+: 98

nC,9T>

Q+: 98 +%;*;6)-0+;.)++;/.)dt

Q+: +%;*;6)-0 mo'92)-%0.


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E' #a'o! e( ,o("t"=o de5"do a 3ue (e e(ta ent!egando #a'o! a' ("(tema

S" 3ue!emo( en1!"a! a(ta %-JC en e' #onden(ado! e' #a'o! ent!egado de' a'am5"3ue de5e!H (e!

"gua' a' #a'o! ganado ,o! e' agua en e' #onden(ado!

Hallamos el 2moles del HO necesarias para poder condensar el alco3ol.

Qtota': Q+ Q%

Qtota': / ---+006)-

% : /+;+-)+-04


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(.6 7$89nta lead8ra se podr9 obtener para el ran*o de prod8cci@n solicitado>

De acuerdo al programa para la produccin de 1000L de Pisco es necesario 4722.29Kg de uva

que produce 38.988Kg de levadura

.6 7$89nta pepa = c8anta c9scara se podr9 obtener para el ran*o de prod8cci@n

solicitado>

De acuerdo al programa para la produccin de 1000L de Pisco es necesario 4722.29Kg de uva

que produce 141.!!8!Kg de Pepas " 42.007Kg de #$scaras

/.6 5i se sabe

La #ant"dad de a#e"te 3ue (e ,uede et!ae! de 'a( ,e,a( o(#"'a!a

;)+-141.!!8!Kg % 21.2Kg

;)%;+*+)0040 ,e!o ( de5e tene! ,o! (egu!"dad una #a,a#"dad =a#"a de'

.; enton#e( e' =o'umen !ea' 3ue e(ta!Hn ''eno( ''eno( 'o( 1e!mentado!e( (e!H*%;L

8a''ando e' nume!o de 1e!mentado!e()

1e!mentado!e(.0-6)0%*L*%;L:4)2+

Enton#e( e' nume!o de 1e!mentado!e( !e3ue!"do( (e!H 6 ,o! 'ote)

8a''emo( e' nume!o de de(t"'ada( 3ue (e ,od!an !ea'"a! ,a!a e(ta ,!odu##"n de +;;;L

de de(t"'ado!e(:+;;;'%-;L

de de(t"'a#"one(: *

Como e' ,e!"odo de de(t"'a#"n e( de * o!a('ote (" (e t!a5a@a!a % tu!no( de 4 o!a( #ada uno

(o'o (e!H ne#e(a!"o un de(t"'ado!)



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22/22



.6 5e re

Enton#e( Q :

T: + % .

T:QT: /%+2+)20

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