balance de materia y energia
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ContenidoBalance de masa.......................................................................................................................1
Datos útiles para balances de materia................................................................................1
Datos en el equipo de fermentación...................................................................................1
Balance en los procesos.......................................................................................................2
Balance de energía...................................................................................................................7
Balance de masa
Para la producción de una tonelada de Cerveza, se registran las siguientes entradas y
salidas.
Datos útiles para balances de materia.
Aquí se presenta un balance general de un cocimiento (proceso por cochadas),
tomando como base 15 Kg de materias primas (malta y arroz). Lúpulo con
aprovechamiento del 30% y 6% de ácido alfa. Se desea obtener cerveza con 16
Unidades de Amargo. Se estima evaporación del mosto del 7% en maceración y
cocción. En la segunda filtración se utilizan 47 litros de agua. El 60% del
extracto en el mosto es fermentable.
El balance sólo se realizará hasta la obtención de cerveza brillante, ya que aún se
desconocen la mayoría de variables que intervienen en la zona de
embotellamiento (consumos de agua por equipo, flujo de entrada y salida de
botellas, cantidad de vapor que entra y que sale, cantidad de Soda cáustica en la
lavadora).
Datos en el equipo de fermentación.
Para efectos prácticos, se supone fermentación y maduración en tanques uniproceso o
unitanques (equipo medular etapa de fermentación).
Tabla 1 Datos del equipo de fermentación
Entradas másicas al proceso(Ton/Ton de cerveza)
Salidas másicas al proceso(Ton/Ton de cerveza)
0.15 Ton de Malta y arroz 0.17 Ton de afrecho húmedo0.57 Ton de Agua 0.09 Ton de vapor0.47Ton de agua para maceración 0.018 Ton de sedimento0.29x10-3 Ton de lúpulo 1 Ton de agua de enfriamiento0.56x10-3 Ton de agregados a la olla de cocción
0.015 Ton de levadura
1 Ton de agua de enfriamiento 0.02 Ton de CO26.4x10-6 Ton de O2 0.9 - 1 Ton de cerveza a almacenar4x10-3 Ton de levadura 8x10-5 Ton de agregados a maduración 6x10-3 Ton de CO2
Fuente: http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/313301/313301ec.htm
Balance en los procesos.
Maceración.
Entrada
0.15 Ton de malta y arroz.
0.18 Ton de vapor.
0.57 Ton de agua.
Salida
0.02 Ton de vapor.
0.70 Ton del proceso de maceración.
Filtración.
Entrada
0.70 Ton del proceso anterior.
0.47 Ton de agua.
Salida
0.17 Ton de afrecho húmedo.
1 Ton mosto.
Cocción del mosto.
Entrada
1 Ton mosto.
0.244 Ton de vapor.
0.29 *10 ^ (-3) Ton de lúpulo.
0.29 *10 ^ (-3) Ton de agregados.
Salida
0.7 Ton de vapor de mosto.
0.9 Ton del mosto esterilizado.
Sedimentación.
Entrada
0.9 Ton del mosto esterilizado.
Salida
0.018 Ton de sedimento.
0.928 Ton mosto claro.
Enfriamiento.
Entrada
0.928 Ton mosto claro.
1 Ton de agua.
6.4*^ (-3) Ton de dióxido de carbono.
Salida
1 Ton de agua.
0.928 Ton mosto frío.
Fermentación y Maduración.
Entrada
0.928 Ton mosto frío.
4*^ (-3) Kg de levadura.
8*^ (-3) Ton de agregados.
Salida
0.015 Ton de levadura.
0.02 Ton de dióxido de carbono.
0.90 Ton cerveza a carbonatar.
Carbonatación.
Entrada
6*10^ (-3) Ton del mosto esterilizado.
0.90 Ton de cerveza carbonatada.
Salida
0.906 Ton de cerveza a almacenamiento.
Balance general.
Figura 1: http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/313301/313301bm.htm
Balance de energía
En este balance de energía se aproximarán las propiedades del mosto a las del agua, por
otra parte se suponen las mismas cantidades de agua en cada olla, es decir 50% - 50%
respectivamente del total utilizada en maceración. No se tendrán en cuenta las potencias
en los equipos ni cualquier tipo de energía que no sea térmica, dado su poco aporte al
sistema con respecto a la energía suministrada por el vapor.
Balance en los procesos.
Maceración.
Entrada
Calor requerido 77.125 MJ.
Salida
Descarga 2.821 MJ.
Masa 76°C.
Filtración.
Entrada
Masa 76°C.
Salida
Agua 76°C.
Mosto 76°C.
Cocción del mosto.
Entrada
Mosto 76°C.
Salida
Vapor 100°C descarga térmica.
Mosto esterilizado 100°C.
Sedimentación.
Entrada
Mosto esterilizado 100°C.
Salida
Mosto claro 80°C.
Enfriamiento.
Entrada
Mosto claro 80°C.
Agua 2°C.
Salida
Agua 67°C.
Mosto frío 10°C.
Fermentación y Maduración.
Entrada
Mosto frío 10°C.
Salida
Cerveza a carbonatar 0°C.
Carbonatación.
Entrada
Cerveza carbonatada 0°C.
Salida
0.906 Ton de cerveza a almacenamiento.
Balance general.
Figura 2: http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/313301/313301bm.htm