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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL ASIGNACIÓN PROCESUAL 14 Asignatura: Operaciones Unitarias Unidad de Aprendizaje: Resolución de balances utilizando Matlab y Excel. Preparado por: Ing. Harry Reyes V EVAPORADORES 6 CRUZ CRUZ JOSUE MANUEL GONZALEZ GOMEZ HERNAN DARIO MUÑOZ LOOR WILMER MANUEL VERA VERA JONATHAN JOEL VERGARA SANCAN GENESSIS DAYANA OBJETIVO Al final de la clase el estudiante será capaz evaluar los requerimientos de energía para para determinación del área de un tipo de intercambiador y de un evaporador del proceso de elaboración de jugo de naranja utilizando el SOFTWARE Aspen Hysys. TALLER 1.- Ver el siguiente video: Un proceso industrial de elaboración de jugo de naranja. https://www.youtube.com/watch?v=FGCVpB9bkSo 2.- Realizar el balance de materia/energía del proceso de calentamiento que se muestra en el video (8 puntos) https://campusvirtual2.ug.edu.ec/user/view.php?id=22743&course=3898 https://campusvirtual2.ug.edu.ec/user/view.php?id=24883&course=3898 https://campusvirtual2.ug.edu.ec/user/view.php?id=22877&course=3898 https://campusvirtual2.ug.edu.ec/user/view.php?id=23013&course=3898 https://campusvirtual2.ug.edu.ec/user/view.php?id=24867&course=3898 http://www.youtube.com/watch?v=FGCVpB9bkSo BRYAN BLACIO CALLE JENNIFFER RUEDA APONTE JESUS ASENCIO ESPINOZA ALICIA BURGOS FLORES VICTOR VARGAS QUEVEDO kg V A=10000 kg h SS=1 % T =40 ° C c =4,0 KJ ° C U= 1.700 w/m2 kg P=143 kpa 2.a. - Siga los siguientes pasos mostrados por el docente (Felder/Valiente/Geankapolis/Acosta): - Iniciar software Aspen Hysys - Trazar en diagrama con sus entradas y salidas - Ingresar las condiciones de operación (usted la fija de acuerdo con el video) - Calcular los valores del balance de materia y energía. - Generar cuadro de resultados. - Simule las entradas y las salidas con otros valores - Verifique el algoritmo sea válido. - Genere pantallas (fotos) del diagrama y los resultados. - Guarde su trabajo en sus documentos con el nombre del proceso y su nombre-apellido. Se desea concentrar una disolución salina desde el 1% hasta el 1,5% en peso. La disolución inicial un caudal de 10.000 kg/h y se encuentra a 40°C. Para realizar esta operación se piensa utilizar un evaporador de un solo efecto, empleando vapor de agua saturado a 143 kPa. La presión en la cámara de ebullición es la atmosférica y se estima que el coeficiente global de transmisión de calor es U= 1.700 w/ m2. Calcular el área de transmisión de calor necesaria en el evaporador, así como los caudales másicos de disolución concentrada y vapor saturado. El calor específico de la disolución puede tomarse como c =4,0 KJ ° C . 2.257 KJ KG )= ( − ) =− ENTALPÍA Hv , Hg=2230 Kj kg BALANCE GENERAL B . G E=S A=V + L 10000=V + L L= 10000 x 0,01 0,15 S . S 10000 ( 0,01)=V +0,15 L L=6,667 kg h V =10000−6,667 kg =3,333 kg / h h BALANCE DE ENERGÍA Tabla de vapor: A=L+V BALANCE DE MATERIA Hv Hg hA =hL+hv BALANCE DE ENERGÍA hA =C PA (T ∆−T 4 KJ ° C 40 100 °C 240 kj vet kg kg h =2257 kJ hL=C PL ( T L−T ve f =4 KJ ° C ( 100−100) ° C=0 kg v kg ENTALPÍA DE LA SOLUCIÓN SALINA = ENTALPÍA DEL VAPOR H ∆SS =H ∆V H ∆=Kcal / …. QTC K K cal/kg ) ( BALANCE DE ENERGÍA hA +W =hL+ hv Entalpía del producto terminado. BALANCE DE MATERIA + ENERGÍA λ W =h fg Kcal / kg x kg A . hA +W λ W =LhL+ V hv 10000 (−240) +w 2230 kcal =3334 (2257) kg W =4450 Kg / h ¿Qué cantidad de vapor se necesita la evaporadora? A =? Qsalino=Q vapor Fórmula calor latente Q=w x λ W Q=4450 Kg x 2230 KJ h kg Q=9,9 x 106 KJ h CONVERTIR KJ/h a W Qtermodinámica=Qtransferencia de calor Q=9,9 x 106 KJ x 0,278 h 1 KJ 2,756 x 103 W CONVERSIÓN DE W A KW 2,756 x 103 W x 1 kw 1000 w = 2,756 Kw ∆T FACTOR IMPORTANTE PARA HALLAR EL ÁREA ∆T = ∆Tmáximo−∆ Tmínimo ln ∆Tmáximo ∆Tmínimo ∆T =Tmáximo −Tmínimo ∆T =110 ° C−100° C ∆T =10 °C FÓRMULA GENERAL QTC=UA x ∆T ln 2,756 x 103 W =1700 W m2 x A x 10 A=162 m2 INDICADORES Energía Necesaria = Producción 2,756 x 103W 6,667 kg / h =0,41 1 kg de producto terminado necesita 0,41 w Energía Necesaria = Área 2,756 x 103W 162 m2 =17,01 1 m2 está consumiendo 17 W Kg Vapor Producción = 4450 kg / h =0,66 6,667 kg / h 1 Kg de producción necesita 0,66 kg de vapor 2.b.- Pensamiento crítico al perfil de la carrera, competencias claves. (3 puntos) - ¿Cuáles son los beneficios de la simulación de los procesos en la ingeniería industrial? A través de la simulación se puede medir o esquematizar un proceso mediante la creación de un modelo que recoja el sistema de producción de la planta, en un entorno virtual. Al trabajar con un proceso virtual, todo error o ineficiencia puede ser solventada sin que haya una afección real en la planta productiva, además de ello, también nos permite anticiparnos a su resultado. Mediante la simulación podemos analizar cualquier tipo, cambio o propuesta, antes de que esta se lleve a cabo sin que ello conlleve ningún coste extra, de manera rápida, precisa y libre de riesgos. - ¿Para qué sirve el termino? “¿Qué pasaría si……? Este término nos proporciona saber en que unidades estamos ejerciendo, para saber si hay que seguir aumentando dicha producción o si solo estaría regulado. También adquirimos los términos de todas estas enseñanzas por lo que cada unidad correspondiente a su forma logística puede diferenciar con que estamos tratando. 3.- Evaluar el proceso con el punto 2.b, comparando con una búsqueda booleana sus resultados. Con respecto a la elaboración de jugo de naranja y comparando con el 2.b con una búsqueda boleada es necesario obtener la información para obtener un buen producto de los cuales los factores que influye en el proceso son los siguientes: Las empresas utilizan cada vez mas el proceso de simulación como parte de su enfoque al proceso de innovación del negocio y mejora en su actividad. La simulación se emplea para comprender y analizar el balance de una empresa, asi como a visualizar el futuro estado del sistema replanteado y procura un medio para generar sugerencias para mejorar los procesos de innovación. Extracción del jugo: Esta operación se puede realizar en una maquina industrial que recibe naranjas y simultáneamente extrae y refina el jugo. También puede utilizar bombas domesticas o manuales. El jugo de naranja es el que mas se produce debido a su valor nutricional. Lavado: Es primordial por lo que se hace para eliminar bacterias superficiales, residuos de insecticidas y suciedad adherida a la fruta. Se debe utilizar agua clorada. 4.- Elaborar una Síntesis del proceso productivo de 50 palabras (introducción, desarrollo, conclusión) (4 puntos ) La preparación del jugo de naranja se utiliza después de la cosecha de los frutos, se lava, se tamiza, se prensa, se centrifuga si se requiere el equilibrio, se filtra, se pasteuriza y se verifican todos los elementos importantes como la esterilización y almacenamiento. Finalmente, pasa a tanques de esterilización refrigerados o congelados. Bibliografía Autycom. (07 de 03 de 2021). www.autycom.com. Obtenido de https://www.autycom.com/simulador-de-procesos-que-es-y-cuales-son-sus- ventajas/#:~:text=Ventajas%20de%20la%20simulaci%C3%B3n%20de %20procesos&text=Mejora%20en%20los%20tiempos%20de,aver%C3%ADas%20m %C3%A1quinas%20y%20otros%20equipos. Caceres, L. (07 de 03 de 2021). prezi.com. Obtenido de https://prezi.com/zogkbtu_knrg/proceso-de-elaboracion-del-jugo-de-naranja- envasado/ diariodegastronomia.com. (07 de 03 de 2021). Obtenidode https://diariodegastronomia.com/contacto/ http://www.autycom.com/ http://www.autycom.com/simulador-de-procesos-que-es-y-cuales-son-sus- UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL ASIGNACIÓN PROCESUAL 14 EVAPORADORES 6 CRUZ CRUZ JOSUE MANUEL GONZALEZ GOMEZ HERNAN DARIO MUÑOZ LOOR WILMER MANUEL VERA VERA JONATHAN JOEL VERGARA SANCAN GENESSIS DAYANA OBJETIVO TALLER 2.- Realizar el balance de materia/energía del proceso de calentamiento que se muestra en el video (8 puntos) 2.a. - Siga los siguientes pasos mostrados por el docente (Felder/Valiente/Geankapolis/Acosta): BALANCE GENERAL BALANCE DE ENERGÍA ENTALPÍA DE LA SOLUCIÓN SALINA = ENTALPÍA DEL VAPOR BALANCE DE ENERGÍA BALANCE DE MATERIA + ENERGÍA A =? CONVERTIR KJ/h a W CONVERSIÓN DE W A KW ∆T FACTOR IMPORTANTE PARA HALLAR EL ÁREA INDICADORES 2.b.- Pensamiento crítico al perfil de la carrera, competencias claves. (3 puntos) 3.- Evaluar el proceso con el punto 2.b, comparando con una búsqueda booleana sus resultados. Con respecto a la elaboración de jugo de naranja y comparando con el 2.b con una búsqueda boleada es necesario obtener la información para obtener un buen producto de los cuales los factores que influye en el proceso son los siguientes: Las empresas utilizan cada vez mas el proceso de simulación como parte de su enfoque al proceso de innovación del negocio y mejora en su actividad. La simulación se emplea para comprender y analizar el balance de una empresa, asi como a visualizar el ... Extracción del jugo: Esta operación se puede realizar en una maquina industrial que recibe naranjas y simultáneamente extrae y refina el jugo. También puede utilizar bombas domesticas o manuales. El jugo de naranja es el que mas se produce debido a su valor nutricional. Lavado: Es primordial por lo que se hace para eliminar bacterias superficiales, residuos de insecticidas y suciedad adherida a la fruta. Se debe utilizar agua clorada. 4.- Elaborar una Síntesis del proceso productivo de 50 palabras (introducción, desarrollo, conclusión) (4 puntos ) La preparación del jugo de naranja se utiliza después de la cosecha de los frutos, se lava, se tamiza, se prensa, se centrifuga si se requiere el equilibrio, se filtra, se pasteuriza y se verifican todos los elementos importantes como la esterilizació... Bibliografía
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