balance de materia y energía

Universidad Nacional Del SantaE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

(Balance de materia y Energía - Harina de Maíz morado)201

5“HARINA DE MAÍZ MORADO”

DOCENTE:

Rogger Romero Usquiano.

INTEGRANTES:Contreras Prado ElizabethGuillen Sánchez JhoselineMori Arismendi SigryPurisaca Salinas PaolaRamos Calvo HernanSalvatierra Pajuelo YulissaSuarez Liñan GrecoValverde Alva Kelyn

CHIMBOTE – PERÚ

2015

DISEÑO DE PLANTAS

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(Balance de materia y Energía - Harina de Maíz morado)

BALANCE DE MATERIA - HARINA CRUDA DE MAIZ MORADO

ENVASADO

ALMACENAMIENTO

TAMIZADO

MOLIENDA

SECADO

SEPARACION Y ENFRIAMIENTO

DESGERMINACION

ACONDICIONAMIENTOY LAVADO

SELECCIÓN Y LIMPIEZA

RECEPCION DE MATERIA PRIMA

48.179 TN/día de harina de maíz morado para satisfacer la necesidad de la demanda nacional a un 60% de rendimiento.

0.5% perdida por paredes (0.242 TN/día)

3% mollogo y salvado (2.018 TN/día)

12% Agua evapora (6.879 TN/día)

25% merma; cascara y germen (19.107 TN/día)

2% lodos y polvo (1.559 TN/día)

3% impurezas (2.4 TN/día)

80 TN/día

77.6 TN/día

76.428 TN/día

76.428 TN/día

57.321 TN/día

50.44 TN/día

48,926 TN/día

48.684 TN/día

0.5 % Agua… (0.388)77.988 TN/día

RENDIMIENTO:

R= producto finalmateria prima

∗100

R=48.17980

∗100

R=60.855%COMERCIALIZACION

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BALANCE DE ENERGÍA - HARINA CRUDA DE MAIZ MORADO

Análisis De Operació n :

Cuadro 01: Capacidad de procesamiento de los equipos que intervienen en el proceso

Consumo de vapor:

El consumo de vapor se da solamente en el secador d lecho fluidizado. A continuación se presenta un cuadro resumen de los cálculos realizados sobre el consumo de vapor.

Cuadro 02: Consumo de vapor

Operación Equipo Consumo de energía (KW-HR)

Consumo de vapor LB/HR

SECADO Secador de lecho fluidizado

20.88 37.64

OPERACIÓN EQUIPOSCANTIDAD DE

PROCESAMIENTO

SECADO Secador de lecho fluidizado

57 321 kg

MOLIENDA Molino Alpino 50 400 kg

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Cuadro 03: Cálculos de producción del caldero

Cuadro 04: Balance de consumo de vapor

Es el vapor perdido en tuberías, conexiones, fugas, purgas, calentamiento de equipos que generalmente es de 10% del vapor consumido.

ASPECTOS MAGNITUD

Potencia (Hp) 100

Presión de trabajo (PSI) 100

Calor producido (kcal/h) 8185170.259

Vapor producido(lb/h) 3055.5

Consumo de combustible Diesel-2(gal/h) 84.749

ASPECTOSVAPOR (LB/HR)

%

Vapor producido por el caldero 3055.5 100

Vapor consumido por el proceso 37.64 1.72

Vapor perdido3.76 0.17

Vapor perdido en el proceso 3014.1 98.10

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REQUERIMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA:

Cuadro 05: Consumo de energía eléctrica

EQUIPOSMOTOR ELECTRICO

KW-HRUNIDAD POTENCIA (HP)

Molino de martillo 1 12.5 55.93

Molino Alpino 3 25.4 66.29

Secador de lecho fluidizado 2 3.5 22.88

Compresora de aire 1 1 0.75

TOTAL 7 42.4 143.85

GENERADOR DE VAPOR (CALDERO)

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A) CALCULO DE LA MASA DE VAPOR:

CONSUMO DE VAPOR (Q) = 365017.77BTU/hr PRESION DE VAPOR SATURADO = 101.35Kpa TEMPERATURA DE VAPOR SATURADO = 100°c H DE VAPORIZACION = 2681.259KJ/kg = 1152.73BTU/lb

MASADEVAPOR=365017.

77BTUhr

1152.73BTUlb

MASA DEVAPOR=316.665 lb /h

MASA DEVAPOR=143.63kg /h

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B) CALCULO DE PRODUCCION DEL CALDERO:

Diseño de caldero: (tablas de marca CLAYTON)

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TA= T° de ingreso del agua = 20°C Pt = presión de trabajo = 100psi = 689.5Kpa P = potencia del caldero = 150BHP

E = eficiencia del caldero = 70% (dato teórico) Ca= capacidad del caldero (100psi y 20°C) = 29.1lb de vapor / BHP.h Hv= ENTALPIA del vapor = (100psi) = 2762.7817KJ/kg Hl= entalpia del agua (20°C) = 83.95KJ/kg H= poder calórico del petróleo diésel-2 = 130860 BTU/gal

C) PRODUCCION DE VAPOR DEL CALDERO: (Vc)

Vc=Ca X P X E

Vc= 29.1 lbBHP.h

(150 BHP)¿)

Vc=3055.5Kg /h

Considerando:

BHP = caballo de fuerza

1BHP = 15.65Kg/h (AGUA)

150BHP = 2347Kg/h (AGUA) = 2347.5L/h (AGUA)

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A) CALOR PRODUCIDO:

𝑐=𝑣𝑐,Hv .Qc= Vc(Hv−hl)

Qc=3055.5kgh

(2762.7817−83.95 ) KJ /kg

Qc=8185170.259KJ /h

B) CONSUMO DE VAPOR:

Qc= QcE x H

Qc=8185170.259KJ /h0.70¿¿

Qc=84.749gal /h

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REQUERIMIENTO ENERGETICO:

Secador de lecho fluidizado:

Q=M .Ce . (∆T )

Dónde:

Reemplazando, se tiene:

Q=57321Kgr (1.5Kj .Kg−1 . ° K−1) ( (60−10 )+273 )° K

Q=27772024.5Kj

Consumo de Vapor:

Necesidad de vapor:27772024.5Kj

Para secar 515.60 Kgr de maíz morado se necesitan 8 horas en promedio de secado.

1Kj= 0,947817 Btu Q=(27772024.5Kj) x¿)

Q=26322796.95BTU

Q=26322796.95/8hr

Q=3290349.618 BTU /hr

M=masadel producto(57321kg)

Ce=calor especifico (1.5Kj . Kg−1. ° K−1)

∆T=variacionde temperatura (Tf−Ti )

Ti=temperatura inicial (10 °C )

Tf=temperatura final (60 °C )

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Masa deVapor=QA

Sabemos que:

1 kg= 2,20462 lb

Masa deVapor=3290349.618BTU /hr

969.656Btulb

=3393.216 lb

Masa deVapor=(3393.216 lb ) (1kgr )

2.20462 lb

Masa deVapor=1539.184 kg

Presionde vapor saturado=15 psia Temperturade vapor saturado=213.017 ° F (tablade vapor de agua)

Temperaturade vaporaizacion=969.656 Btulb

( tabladevapor de agua)