Un secador recibe pulpa con 71% de agua. Después de eliminar 18 555 libras de agua, se determinó que la pulpa aún contenía 13% de agua. Se pide calcular la masa de la pulpa inicial y de la pulpa seca, además de la masa de los componentes de estos flujos.
2.-Una solución de H2SO4 al 89%, al mezclarse con 7777 kg/h de agua, su concentración disminuye a 31%. Determine los caudales másicos de la solución concentrada y diluida. Realice los balances de Masa total y parciales.
3.-Ingresan dos flujos de pulpa de fruta a un mezclador. La primera contiene 23.3% en peso de sólido y la segunda 91.9% en peso de sólido. ¿Qué cantidad de cada una de las mezclas se debe emplear para obtener 97513 kg de mezcla final con un 69?9% en peso de sólido? Determine los caudales másicos de los componentes de cada flujo.
4- ¿Qué caudal másico de jugo de caña de 31ºBrix debe alimentarse a un evaporador para producir 9954 kg/h de zumo de caña 83ºBrix? Realice los balances de Masa y determine los caudales másicos total y parciales.
Respuestas
1. En el secador se tienen las corrientes:
a) Pulpa húmeda es 26133.801 libras
b) Pulpa seca es 7578.80 libras
c) Masa agua en pulpa húmeda= 263.7 libras
2. En solución de H2SO4 concentrado y agua las corrientes son:
a) H2SO4 concentrado es 4156.67 kg/h
b) H2SO4 diluido es 11933.67 kg/h
3. En el mezclador de pulpas 1 y 2 se tiene
a) Pulpa 1 es 31272.39 kg
b) Pulpa 2 es 66240.61 kg
4. En evaporador de jugo de caña
a) Jugo de caña entrada es 26651.03 kg/h
b) Jugo de caña meladura salida es 9954 kg/h
c) Flujo másico sólidos entrada son 8261.82 kg/h
Explicación:
Datos
Hdad Pulpa entrada = 0.71 (71%)
agua eliminada= 18555 libras
Hdad pulpa salida = 13 %
Balance general
Pulpa húmeda= Pulpa seca + Agua (1)
Balance para el agua
pulpa húmeda* 0.71 = agua a la salida
pulpa húmeda = agua salida/0.71
pulpa húmeda = 18555 libras /0.71 = 26133.801 libras
De la ecuación 1 despejar
Pulpa seca = Pulpa húmeda - Agua
Pulpa seca = 26133.801 libras - 18555 libras
Pulpa seca = 7578.80 libras
Masa agua corrit. entrada = 26133.801 libras *0.71=263.7 lb
Ejercicio 2
masa H2SO4= ?
concentración masa inicial= 0.89
concentración masa final= 0.31
Balance total
H2SO4 concentrado + Agua = H2SO4 diluido
Despejar H2SO4 concentrado
H2SO4 concentrado = H2SO4 diluido -Agua
H2SO4 concentrado = H2SO4 diluido - 7777 kg/h (1)
Balance por componente
H2SO4 concentrado * ( % masa) ent.= H2SO4 dilui * (% m) sal
H2SO4 concentrado * 0.89 = H2SO4 diluido * 0.31
Sustituyendo (1)
(H2SO4 diluido - 7777 kg/h ) * 0.89 = H2SO4 diluido * 0.31
H2SO4 diluido * 0.89 - 7777 kg/h * 0.89 = H2SO4 diluido * 0.31
H2SO4 diluido * 0.89 - H2SO4 diluido * 0.31 = 7777 kg/h * 0.89
H2SO4 diluido ( 0.89 -0.31) = 6921.53
H2SO4 diluido= 6921.53 / 0.58 = 11933.67 kg/h
Sustituyendo en 1
H2SO4 conc. = 11933.67 kg/h - 7777 kg/h = 4156.67 kg/h
H2SO4 concentrado= 4156.67 kg/h
Ejercicio 3
Balance total en el mezclador
Pulpa 1 +Pulpa 2 = Mezcla final
sustituyendo
Pulpa 1 +Pulpa 2 = 97513 kg
Pulpa 2= 97513 kg - Pulpa 1 (1)
Balance por componente en el mezclador
Pulpa 1 * % masa1 +pulpa 2 * % masa2 = 97513 kg * % masa s.
Pulpa 1 *0.233 + pulpa 2 *0.919 = 97513 * 0.699 = 68161.59 (2)
Sustituyendo la ecuación 1 en la 2
Pulpa 1 *0.233 + (97513 kg - Pulpa 1) *0.919 = 68161.59
Pulpa 1 *0.233 + (97513 *0.919) -Pulpa 1*0.919) = 68161.59
Pulpa 1 *0.233 - Pulpa 1*0.919 = 68161.59 - (97513 *0.919)
Pulpa 1 (-0.686) = -21452.86 (multiplicar por -1)
Pulpa 1= 21452.86 /0.686 = 31272.39 kg
Pulpa 2 = 97513 kg -31272.39 kg
Pulpa 2 = 66240.61 kg
Ejercicio 4
Balance total por componente en el evaporador de jugo caña
jugo entrada *(0.31) = jugo a la salida *(0.83)
jugo entrada *(0.31 )= 9954 kg/h *(0.83)
jugo entrada= 9954 kg/h * (0.83 /0.31) = 26651.03 kg/h
jugo entrada= 26651.03 kg/h
Flujo másico sólidos entrada= 26651.03 kg/h *0.31 = 8261.82 kg/h
Flujo másico sólidos salida = 9954 kg/h *(0.83) = 8261.82 kg/h
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