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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%