Guía de Problemas - Balance Energía 2.pdf - ICYTAL - UACh ...

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
INSTITUTO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA
DE LOS ALIMENTOS (ICYTAL) _ /
ASIGNATURA : Ingeniería de Procesos I (ITCL 232)
PROFESOR : ELTON F. MORALES BLANCAS
PROBLEMAS DE BALANCE DE ENERGIA
1. Dos corrientes de aceite se mezclan en un proceso continuo en las condiciones mostradas en la
Figura adjunta. Calcule la temperatura final T3.
L1 = 100 kg/min
T1 = 26 ºC
Cp1 = 0.7 kcal/kg ºC
Rpta. La temperature final es de 72,4 ºC.
L2 = 50 kg/min
T2 = 5 ºC
Cp2 = 0.52 kcal/kg ºC
2. Una solución de coloide orgánico en agua se concentra de 10 a 50% de sólidos en un evaporador.
El vapor para el calentamiento tiene una presión manométrica de 1.05 kgf/cm 2 . En el espacio de
evaporación se mantiene una presión absoluta de 10 cm de Hg. La alimentación es de 25000
kg/h. La solución tiene una elevación del punto de ebullición y un calor de disolución
despreciable. Calcule el consumo de vapor si la temperatura de la alimentación es de 20ºC. El
Cp de la solución entrante es de 0.9 kcal/kg ºC.
Rpta. Se necesitan 23126,6 kg/h de vapor.
3. Se quiere diseñar un escaldador continuo para procesar cortes de espárragos verdes UC-72 de 4
cm de largo por 2 cm de diámetro. Se piensa utilizar agua caliente a 95 ± 2 ºC. La enzima
peroxidasa será utilizado como índice de la eficiencia del escaldado, estimándose que es
desactivada totalmente a 75ºC. La temperatura inicial del producto es 15 ºC.
a) ¿Cuál es la cantidad de vapor (P = 2 bar) necesario para calentar 1100 litros de agua desde una
temperatura de 10 ºC.?.

) ¿Cuál sería la cantidad de vapor necesario para procesar 1500 kg/hr de cortes de espárragos?.
Nota: En ambos casos considerar despreciable la pérdida de energía.
4. Para concentrar el jugo de naranjas se parte de un extracto que contiene 12,5% de sólidos y está a
20ºC. El jugo fresco se pasa a los evaporadores al vacío y parte se deriva para luego diluir el
jugo concentrado que sale del evaporador con 58% de sólidos hasta la concentración final del
42% sólidos.
Si se tratan 2000 kg/h de jugo diluido y el vapor que se emplea para evaporar es de 20 psig,
encuentre el vapor necesario para esta operación. La presión barométrica es de 586 mmHg y la
de vacío dentro del evaporador de 466 mm Hg. El Cp de las disoluciones se considera como 1,0
kcal/kg ºC.
Rpta. Se requieren 1635,39 kcal/h de vapor