7. En el proceso de recuperación del ácido glucónico, el caldo de fermentación concentrado, con un contenido del 12.5% en peso de ácido glucónico, se enfría en un cambiador de calor como paso previo a su cristalización. Para ello deben enfriarse hasta 6°C, 3200 kg.h-1 de líquido a 90°C que procede de un evaporador. El enfriamiento se alcanza intercambiando calor con 2700 kg.h-1 de agua que se encuentra inicialmente a 2°C. Si la temperatura final del agua de refrigeración es de 50°C, ¿cuál es la velocidad de pérdida de calor de la disolución de ácido glucónico hacia los alrededores? Supóngase que la capacidad calorífica del ácido glucónico es 0,35 cal.g-1 °C-1. Asuma como es usual que la entalpia del agua en el punto triple es el estado de referencia H = 0, que el sistema está en estado estacionario y, además, también como estado de referencia la entalpia H = 0 para el ácido glucónico a 90°C. En este ejercicio también requiere hacer uso de las tablas de vapor para encontrar las entalpias específicas del agua líquida a las distintas temperaturas.
Respuestas
Respuesta:
117360 kcal/h
Explicación:
El ácido glucónico, así como el agua de la solución se encuentran a una temperatura de 90 °C al inicio y 6°C al final:
esperamos una salida del ácido que sea de:
((3200 Kg líquido)/(1 h))*((12,5 kg ácido )/(100 kg líquido))*((1000 g ácido)/(1 kg ácido))*(0,35 cal/(g °C))*84°C*((1 kcal )/(1000 cal))
= 11760 kcal/h
la salida del agua de la solución es de:
(3200 (kg líquido)/h)*(87,5 (kg H2O)/(100 kg líquido))*((1000 g H2O)/(1 kg H2O))*(1 cal/(g °C))*84°C*((1 kcal)/(1000 cal))
= 235200 kcal/h
La merma del calor es de:
11760 kcal/h+ 235200 kcal/h= 246960 kcal/h
Enfriamiento,
= (2700 (kg H2O)/h)*(1 kcal/(kg °C))*(50 -2)°C=129600 kcal/h
La pérdida de calor hacia a los alrededores es
= 235200 kcal/h– 129600 kcal/h= 117360 kcal/h