Prof. María Eugenia Calderón
TALLER 3. PROCESOS QUÍMICOS Y BIOQUÍMICOS. 2021-3.
BALANCE DE MATERIA OPERACIONES UNITARIAS – REQUERIMIENTOS ENERGÍA
PARTE 1. BALANCE DE MATERIA OPERACIONES UNITARIAS
1. Una industria procesa 1000 Kg/día de naranja que contiene el 15% de sólidos. La naranja se introduce a
un proceso de extracción en donde se obtiene, de una parte, jugo que tiene el 12% de sólidos y, de otra
cáscara con el 17,5% de sólidos. La cáscara se lleva a una segunda etapa de extracción en donde se
obtiene un líquido que contiene el 12% de sólidos y pulpa con el 25% de sólidos; la pulpa húmeda
obtenida se somete a una deshidratación hasta obtener pulpa con el 10% de humedad; el líquido se lleva
a una evaporación donde se obtiene una melaza con el 72% de sólidos. Calcular la cantidad de jugo,
melazas y pulpa deshidratada que se obtiene.
2. En el proceso de recuperación de cromato de potasio a partir de una solución acuosa se alimentan al
proceso 10.000 lb hora de la solución que contiene 25% del cromato. La solución concentrada que
abandona el evaporador contiene 50% de cromato y se alimenta a un cristalizador y a un filtro donde se
enfría formándose cristales y solución del 35% del cromato. De la torta del filtrado el 95% de su peso
corresponde a cristal siendo el restante 5% solución; la solución que sale del filtro se recircula para
ser mezclada con la alimentación antes de entrar al evaporador.
Calcular el agua eliminada en el evaporador la cantidad de cristal obtenido y la relación de recirculación
(masa reciclo/masa alimento fresco)
3. Un proceso de evaporación cristalización (ver diagrama), se emplea para obtener sulfato de potasio
sólido a partir de una solución de esta sal. La alimentación fresca al proceso contiene 18,6% de K2SO4.
La torta, húmeda consiste en cristales sólidos de K2SO4 y una solución de al 40% en peso de K2SO4; la
relación en la torta es de 10 lb de cristales/la de solución. El filtrado (que contiene 40% en peso de
K2SO4) se recircula para que se una a la alimentación fresca
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En el evaporador se retira el 42,66% del agua inicial de la solución y tiene una capacidad de retirar 100
lb de agua en un minuto. Calcular todas las corrientes y composiciones del proceso.
4. En la producción de jugo concentrado de fruta se parte del jugo correspondiente a la fruta fresca que
tiene un contenido de 10.5% de sólidos siendo el resto agua. El producto final debe contener el 42% de
sólidos. Para solucionar el problema de pérdida de aromas y sabores de la fruta durante la evaporación,
se lleva al evaporador únicamente una parte del jugo fresco y allí se concentra hasta llegar al 60%.
Luego el concentrado se mezcla con jugo fresco para llegar a la concentración final del producto. Si se
requiere obtener 1000 Kg de producto final, calcular: a) cantidad de jugo fresco requerido y b) La
cantidad de agua evaporada.
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Tomado de Gooding, N.. Balance de Materia. U.Nacional.
