Problemas de Procesados Completos

7/31/2019 Problemas de Procesados Completos

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En una fabrica de casena, el coagulo que

entra, que contiene casena y lactosa, se pasa

a travs de los calentadores y se acidifica para

recoger la casena. La casena se separa enforma de cuajada se elimina del suero por

tamizado, se lava y se seca. La casena

(refinada) se separa del suero y del agua delavado mediante hidrociclones y se mezcla con

el cogulo antes del tamizado.


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El suero se utiliza para calentar el primercalentador y el segundo se calienta

indirectamente con vapor de agua.

En alguna de la etapas accesibles se haanalizado la lactosa y la casena, adems,

se ha determinado el contenido en humedad

del producto seco.


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Flujos Casena Lactosa Agua

Cogulos 2,760 3,680

Suero inicial 0,012 4,100

Suero ciclonado 0,007

Agua de lavado 0,026 0,800

Agua de desecho 0,008

Producto seco 11,900


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A partir de estos datos y con la ayuda deldiagrama del proceso, hacer un balance

global de materia para el proceso, etapa por

etapa mediante aproximaciones,empezando por los hidrociclones, sabiendo

que la lactosa es totalmente soluble en

todas las soluciones, y que la concentracin

en los desechos y en el refinado de los

hidrociclones es la misma.


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Se debe responder a las siguientes

preguntas:

a) Realizar una tabla con los flujos de masa.

b) Qu porcentaje de casena se pierde en

el tamizado?Qu se recupera en el

refinado?

c) Cul es la composicin en porcentaje

de la cuajada prensada y del producto

seco?


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Calentador 1

1

Calentador 2

2

Acidulacin

3

Prensad

o

6

Lavado

5

Tamizado

4

Secado

7

Hidrociclones

8

Hidrociclones

9

Mc1 M1S

Vapor cond. M12

Vapor M7H

M7P

M23

M34M45

M15

M56

M57

M9

M94

M53

M84M984

M48M1S


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El sistema seguido para la enumeracin delos flujos ha sido el indicar, junto a la letra M

dos nmeros o letras; la primera indica el

lugar de procedencia y la segunda el dedestino. As, por ejemplo Mg4 es el flujo que

va desde el hidrocicln con el numero 8

hasta el tamizado, que tiene el numero 4; o

el M9D es el flujo que sale del hidrocicln 9 y

forma las aguas de desecho.


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SOLUCIN:

a) Los datos dados de inicio son:

Cogulos:

XCC1 = 2,760

X1C1 = 3,680XCC1 = XC12

XC12 = XC23

X1C1 = X112X112 = X123


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Suero inicial:XC48 = 0,012

X148 = 4,100

Suero ciclonado:XC1S = 0,007

Agua de lavado:

XC59 = 0,026

X159 = 0,800


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Agua de desecho:

XC9D = 0,008

Producto seco:

XW7P = 11,900Los distintos flujos son:

MC1 = 49.600

M1S = 39.460M12 = M1S

M23 = M12


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M34 = 53.700

M45 = 12.340M15 = 28.694

M56 = 13.262

M67 = M56

M7P = 3.620

M7H = 9.642

M48 = 41.360

M59

= 27.772

M84 = 1.900

M9D = 25.572

M94 = 2.200

M984

= 4.100


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Primero se halla la concentracin en

casena de cada uno de los flujos, mediante

la resolucin de balances parciales:

Hidrocicln 8:

M48 . Xc48 = M1s. Xc1s + M84 . Xc84

Hidrocicln 9:

M59 . Xc59 = M9d. Xc9d + M94 . Xc94Punto de mezcla de M84 y M94:

M84 . Xc84 + M94 . Xc94 = M984 . Xc984


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Punto de mezcla de M984

y M23

:

M984 . Xc984 + M23 . Xc23 = M34 . Xc34

Tamizado 4:

M34 . Xc34 = M48 . Xc48 + M45 . Xc45Lavado 5:

M45 . Xc45 = M56 . Xc56 + M59 . Xc59

Secado 7:M67 . Xc67 = M7P . Xc34

Xc67 = Xc56


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A continuacin se estudia el contenido enlactosa de los distintos flujos, haciendo los

mismos pasos, pero a la inversa.

Secado 7:X17P = 100 - XC7P - XW7P

M67 . X167 = M7P . X17P

X156 = X167Lavado 5:

M45 . X145 = M56 . X156 + M59 . X159


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Tamizado 4:

M34 . X134 = M48 . X148 + M45 . X145Punto de mezcla de M984 y M23:

M984 . X1984 + M23 . X123 = M34 . X134Punto de mezcla de M84 y M94:

M84 . X184 + M94 . X194 = M954 . X1984X184 = X194Hidrocicln 8:

M48 . X148 = M1S . X11S + M84 . X184X11S = X19D


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X184 y X194 y X11S y X19D Son iguales porqueasi lo dice el enunciado.

Con estas ecuaciones obtemos los

porcentajes de casena y de lactosa paracada uno de los flujos. Estos datos llevados

al programa Excel, con las adecuadas

expresiones, nos proporcionan el contenido

en agua, as como la cantidad, en peso de

cada uno de los componentes.


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Flujo Msico

(kg/h)

Casena

(%)

Lactosa

(%)

Agua

(%)

Total

(%)

Casena

(kg/h)

Lactosa

(kg/h)

Agua

(kg/h)

M12 39.460 2,76 3,68 93,55 100,00 1.089,096 1.452,128 36.918,776

M15 39.460 0,01 1,28 98,72 100,00 2,762 504,299 38.952,939

M23 39.460 2,76 3,68 93,56 100,00 1.089,096 1.452,128 36.918,776

M34 53.700 2,04 7,49 90,47 100,00 1.096,554 4.022,667 48.580,779

M45 12.340 8,85 18,86 72,30 100,00 1.091,473 2.327,324 8.921,203

M48 41.360 0,01 4,10 95,89 100,00 4,963 1.695,760 39.659,277

M56 13.262 8,18 15,87 75,95 100,00 1.084,301 2.104,679 10.073,019

M59 27.772 0,03 0,80 99,17 100,00 7,221 222,176 27.542,603

M67 13.262 8,18 15,87 75,95 100,00 1.084,301 2.104,679 10.073,019

M7h 9.642 0,00 0,00 100,00 100,00 0.000 0,000 9.642,000

M7p 3.620 29,95 58,15 11,90 100,00 1.084,190 2.105,030 430,780

M84 1.900 0,12 62,70 37,18 100,00 2,200 1.191,300 706,500

M94 2.200 0,24 62,70 37,06 100,00 5,174 1.379,400 815,426

M984 4.100 0,18 62,70 37,12 100,00 7,376 2.570,700 1.521,924

M9d 25.572 0,01 1,28 98,71 100,00 2,046 326,810 25.243,144

Mc1 49.600 2,76 3,68 93,56 100,00 1.368,960 1.825,280 46.405,760

M15 28.694 0,00 0,00 100,00 100,00 0,000 0,000 28.694,000


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b)Porcentaje de casena perdida en el

tamizado:

Sera la cantidad de casena que se pierde

en el suero entre la que tenamos y por cien.

(M48 . XC48) . 100 / (M34 . XC34) = 0,453%

El porcentaje de casena que se recuperada

ser la cantidad de casena que tenemos en

el refinado entre la cantidad que tenamosantes de los Hidrociclones y por cien.

(M984 . XC984).100/(M48 . XC48 + M59 . XC59)=60,54%

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