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PROCESOS DE ALIMENTOS SERIE DE PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA GRUPO: 02 SEMESTRE 2016-I FECHA DE ENTREGA: 08/10/15

1. La papa se seca desde 14 hasta 93% de sólidos totales. ¿Cuál es el rendimiento (%)

por cada 100 kg de papa? 2. En la elaboración de harina, el trigo debe tratarse para que el producto final tenga un

contenido de humedad de 15%. Si el grano entero que entra al molino contiene inicialmente 11.4% de agua, ¿cuánta agua hay que añadir por cada 100 kg de grano que entra para producir la humedad deseada?

3. Es conveniente añadir sal a la mantequilla para su conservación. Esta operación se

realiza en un equipo que trabaja en continuo añadiendo una solución de sal al 60%. Si la composición final de la mantequilla es 15.8% de humedad y 1.4% de sal, calcule el porcentaje de humedad en la mantequilla antes de salarla.

4. Una planta procesadora produce carne molida que debe contener 15% de grasa. Si

esta carne se obtiene a partir de una mezcla de carne de res deshuesada con 23% de grasa y de carne de cerdo deshuesada con 5% de grasa, calcule en qué proporción deben ser mezclados ambos tipos de carne.

5. Con objeto de satisfacer ciertas especificaciones, un fabricante debe mezclar harina

de pescado seco (sin aceite) cuyo precio es $50.00/kg, con harina de pescado que contiene 22% de aceite y cuyo precio es $27.50/kg. La mezcla final de harinas debe contener 16% de aceite. ¿Cuál será el precio ($/kg) de la harina mezclada?

6. Un secador de pulpa recibe 1000 lb/h de pulpa con 90% de humedad para entregar

como producto pulpa con 25% de humedad.

a) Determine la corriente (lb/h) de producto final que sale del secador por semana considerando una sola jornada laboral (8 horas) de lunes a viernes.

b) Calcule la corriente (lb/h) de agua que se debe eliminar por jornada laboral. 8. Un evaporador se alimenta con una solución acuosa que contiene aproximadamente

15% de sólidos totales para producir una solución concentrada con 35% de sólidos totales. Determine:

a) Cuánta agua se evapora por tonelada de alimentación. b) La cantidad de producto obtenido por tonelada de alimentación.

9. Un secador de charolas recibe cierta cantidad de pulpa de fruta con 80% de agua.

Después de eliminar 100 lb de agua, se determinó que la pulpa aún contenía 40% de agua. Calcule la masa de la pulpa de fruta inicial.

10. En una planta de concentración de sales, se dispone de una solución que contiene

10% NaCl y 20% KCl que se concentra hasta obtener una solución que contenga 30% NaCl en una operación en la que se evaporan 200 kg de agua. La solución resultante

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se hace llegar a un agitador donde se ajusta la concentración agregando 200 kg de un concentrado acuoso de KCl al 90%.

a) Elabore el diagrama de bloques del proceso. b) Determine la composición del producto final del proceso.

11. En un ingenio azucarero se concentra extracto de caña empleando un sistema de

evaporación múltiple que consiste en 3 evaporadores de tubos largos en serie, como se muestra en la figura. En cada evaporador se duplica la concentración de sacarosa. Calcule el flujo másico (kg/h) para las corrientes B, C, D, E, F y G si se alimentan 1790 kg/h de extracto con 5% de sacarosa al primer evaporador (A).

12. De acuerdo al siguiente diagrama de bloques, determine si la corriente W entra o sale

del sistema y calcule su composición. 13. En una planta para producir leche concentrada, comercialmente conocida como leche

evaporada, se usan dos etapas de evaporación. En la primera etapa se alimentan 3500 kg/h de leche entera con 8% sólidos totales y se concentran hasta 18%. Esta leche preconcentrada se alimenta a la segunda etapa en la cual se concentra para alcanzar 50% sólidos totales. Calcule:

a) flujo másico de agua evaporada en cada etapa, b) flujo másico de leche preconcentrada alimentada a la segunda etapa, c) flujo másico de leche concentrada, y d) rendimiento (%).

14. 1000 kg de semilla de soya cuya composición es 18.0% aceite, 35.0% proteína, 27.1%

carbohidratos, 9.40% fibras y ceniza, y 10.5% humedad, a) se trituran y prensan lo que reduce su contenido en aceite hasta el 6.00%, b) luego se ponen en contacto con hexano en una operación de extracción para

producir una harina que contiene 0.50% de aceite, y

EVAPORADOR 1 EVAPORADOR 2 EVAPORADOR 3

A B C D

E F G

EVAPORACIÓN EVAPORACIÓN EVAPORACIÓN

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c) finalmente esta harina se seca hasta 8% humedad.

Suponga que no hay pérdida de proteínas ni de agua con el aceite. Calcule la masa total de aceite obtenido en las dos operaciones de extracción, la masa de agua evaporada durante el secado de la harina, la masa de harina obtenida del proceso y la composición de ésta.

15. Las membranas representan una tecnología relativamente nueva para separar gases. Una aplicación es la separación de oxígeno y nitrógeno del aire. Una membrana con poros de 10-9 m se emplea para separar una corriente de aire cuya composición es 79% N2 y 21% O2. La composición de la corriente de aire a la salida es 75% N2 y 25% O2. ¿Cuál es la composición de una tercera corriente de desecho si ésta equivale al 80% masa de la alimentación?