balance de materia y energía
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DISEÑO DE PLANTATRANSCRIPT
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
Universidad Nacional Del SantaE.A.P. Ingeniería Agroindustrial
(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 materia y Energía - Harina de Maíz morado)
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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(Balance de materia y Energía - Harina de Maíz morado)
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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(Balance de materia y Energía - Harina de Maíz morado)
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)