Balance De Materia Y Energia Yogurt

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BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA Base de cálculo=5L de leche l eche ℓLECHE =1.027 a 1.04 g/ml ℓPROMEDIO =1.0335  g/ml Kg de leche alimentada=1.035(g/ml)*(5L) alimentada=1.035(g/ml)*(5L) Kg de leche alimentada=5.1675Kg alimentada=5.1675Kg a) Sistema de mezclado mezclado 1 Sistema: Sistema cerrado discontinuo 1.25 kg Azúcar T0 = 18 ºC 5.1675 kg leche T0 = 18 ºC 6.4217 kg mezcla TF = 55 ºC Mezclado 1 W ≈ 0 toperación = 10min Condensado Vapor saturado Cálculo de la carga térmica hacia el sistema Partiendo de la primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados: E   Q  W  U   E  p  E c   Q  W  …(2) Consideraciones:  No existe variaciones de energía cinética y potencial en el tanque de mezclado.  El trabajo realizado por el agitador es despreciable.  No existe pérdidas de calor apreciables ya que el tanque tiene aislamiento.  Sistema de densidad constante. La ecuación (2) queda reducida a: 1 Q  U  Q  mmezclaC mezclaT    Q  6.4217 kg  3,85   kJ    55  18º C  kg .º C   Q  914.77 kJ  En unidades de flujo: Q 0 Q1  914.77 kJ  0 Q1 t operación   600 s 1.5246 kJ   s Cálculo del vapor de calefacción consumido: El balance de energía en la chaqueta del tanque calefactor es:(utilizando vapor saturado a 10,1 psia) 0 Q1 0  m1   0 0 m1  Q1    1.5246 kJ / s 2283 kJ / kg   6.678 *10  4 kg / s b) Sistema de Pasteurización Sistema Sistema cerrado discontinuo 6.4217 kg mezcla T0 = 55 ºC 6.4217 kg mezcla TF = 72 ºC Pasteurización W ≈ 0 toperación = 10min Condensado Vapor saturado Cálculo de la carga térmica hacia el sistema Partiendo de la primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados: E   Q  W  U   E  p  E c   Q  W  …(2) Consideraciones:  No existe variaciones de energía cinética y potencial en el tanque de mezclado. 2  El trabajo realizado por el agitador es despreciable.  No existe pérdidas de calor apreciables ya que el tanque tiene aislamiento.  Sistema de densidad constante. La ecuación (2) queda reducida a: Q  U  Q  mmezclaC mezclaT    Q  6.4217 kg  3,85   kJ    72  55º C  kg .º C   Q  420.30 kJ  En unidades de flujo: Q 0 Q2  420.30kJ  0 Q2 t operación   600 s 0.7005 kJ   s Cálculo del vapor de calefacción consumido: El balance de energía en la chaqueta del tanque calefactor es:(utilizando vapor saturado a 10,1 psia) 0 Q2 0  m 2   0 0 m2  Q2    0.7005 kJ  /  s 2283 kJ  / kg   3.068 x10 4 kg /  s c) Sistema de Enfriamiento - Incubación Sistema Sistema cerrado discontinuo 6.4217 kg mezcla T0 = 72 ºC Enfriamiento 1 6.4217 kg mezcla TF = 43 ºC W = 0 toperación = 4 h  Agua TF = 23 ºC Agua T0 = 18 ºC Cálculo de la carga térmica retirada del sistema 3 Partiendo de la primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados: E   Q  W  U   E  p  E c   Q  W  …(2) Consideraciones:  No existe variaciones de energía cinética y potencial en el tanque de mezclado.  El trabajo realizado por el agitador es nulo.  No existe pérdidas de calor apreciables ya que el tanque tiene aislamiento.  Sistema de densidad constante. La ecuación (2) queda reducida a: Q  U  Q  mmezclaC mezclaT    Q  6.4217 kg  3,85   kJ    43  72º C  kg .º C   Q  716.982 kJ  En unidades de flujo: 0 Qe   t operación 716.982 kJ  0 Qe Q  4 x3600 s  0.049 kJ   s Cálculo del agua de enfriamiento consumido: El balance de energía en la chaqueta del tanque calefactor es:(utilizando agua a temperatura ambiental) 0 0 Q e  m e .Cpagua T  0 0 me  Qe CpaguaT  0.049 kJ  /  s  4,18 kJ  kg .º C  23  18º C   2,344 x103 kg  s d) Sistema de Cocción Sistema: Sistema cerrado discontinuo 4 0,14 kg Azúcar T0 = 18 ºC 0.5 kg fruta T0 = 18 ºC 0.29 kg Vapor TF = 85 ºC 0.35 kg saborizante TF = 85 ºC Cocción W ≈ 0 toperación = 1 h Condensado Vapor saturado Cálculo de la carga térmica hacia el sistema Partiendo de la primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados: E   Q  W  U   E  p  E c   Q  W  …(2) Consideraciones:  No existe variaciones de energía cinética y potencial en el tanque de mezclado.  El trabajo realizado por el agitador es despreciable.  No existe pérdidas de calor apreciables ya que el tanque tiene aislamiento.  Sistema de densidad constante. La ecuación (2) queda reducida a en unidades de flujo: : 0 Q3  0 Q3  mmezclaC mezclaT   mvapor   t operación 0.35kg 3,88 kJ / kg .º C 85  18º C   0.29kg 2283kJ / kg  3600 s  0.209 kJ   s e) Sistema de mezclado 2 YOGURT=6.7717 kg 0.35 kgjarabe Mezclado 2 6.4217 kg Mezcla 1 5 6