BALANCE DE MASA EN EL PROCESO DE ELABORACION DE AZUCAR

Para el presente trabajo de investigación se van a realizar los balances de

materia y energía para las etapas principales del proceso como son:

1. La extracción

2. Purificación

3. Evaporación

4. Cristalización

5. Centrifugación.

En los siguientes diagramas mostraremos los diferentes balances de masa que

se presentan de acuerdo a las siguientes referencias:

s = composición de sacarosa de las corrientes, viene dado en tanto por

ciento.

ns = composición de no- sacarosa, es decir, sólidos solubles distintos a

la sacarosa.

1

1

2

5

4

e = inertes en las corrientes, viene dado en tanto por ciento.

a = composición de agua en las corrientes, viene dado en tanto por ciento.

1. EXTRACCIÓN DEL JUGO DE CAÑA.

F = 300Tm/hs: 13%

ns: 12%A= agua

a: 75%

EXTRACCIÓNE= jugo diluido

B= bagazos: 11,7%ns: 3,3% s: 3%a: 85% ns: 47%

a: 50%

Balance global: F + A = E + B (1)

2. PURIFICACIÓN

CO2 CaO

E = 319,44Tm/h C: jugo claros: 11,7% s: 12,6%ns: 3,3% ns: 2,0%a: 85%

PURIFICACIÓNa: 85,4%

L = 18Tm/h P= espumas: 2,2%

ns: 21,1%a: 76,7%

En este balance de masa se pueden plantear tres ecuaciones linealmente

independientes, una la correspondiente al balance global y dos correspondientes

a los balances parciales (por ejemplo sacarosa y no-sacarosa):

2

Balance global: E + CO2 +CaO = C + P + L

Balance de sacarosa:

(XS)E * E = (XS)C * C + (XS)P * P + (XS)L * L

Balance de no-sacarosa:

(XNS)E * E = (XNS)C * C + (XNS)P * P + (XNS)L * L

3. EVAPORACION

C = 281,73Tm/h jugo claro s: 11,6%

ns: 3,0% a: 85,4% T = 95ºC

W = vapor de escape

TW = 125ºCV = agua

EVAPORACIÓN evaporada

M = meladuraMs

MnsMaTM

En este caso tenemos un evaporador de efecto múltiple podemos utilizar el

siguiente procedimiento, con la salvedad que en el proceso se emplean 5

evaporadores:

3

La siguiente figura muestra un evaporador de efecto triple realizado en Excel en

la materia de Operaciones Unitarias, de esta forma se puede ir incrementando

según los evaporadores que contenga el proceso.

4. CRISTALIZACIÓN Y CENTRIFUGACION

M = 68,10Tm/h s: 48,3% ns: 12,5% a: 39,2%

CRISTALIZACIÓN VC+

CENTRIFUGACIÓNH = miel s: 32% ns: 51% a: 17%

S = azúcar s: 94% ns: 2% a:4%

4

Se tienen tres incógnitas y se pueden plantear tres ecuaciones linealmente

independientes, puesto que hay tres componentes.

Balance global: M = VC + H + S

Balance sacarosa:

(XS)M * M = (XS)H * H + (XS)S * S (32)

Balance no-sacarosa:

(XNS)M * M = (XNS)H * H + (XNS)S * S (33)

5

Después de realizar los balances a las unidades, se sustituyen los valores obtenidos

en el diagrama de Balance de Masa queda de la siguiente forma:

AlimentaciónF = 300Tm/h

s: 13%ns: 12%a: 75%

TF= 25ºC

7,29Tm/h CO2 9Tm/h CaO P= 36

(Tm/h)

E = 319,44 (Tm/h)

s: 11,7%

s: 4,1%

A = 73,61 (Tm/h)

ns: 3,3%

ns: 3,1%

a: 85%

a: 92,8%

TA= 65ºC EXTRACCIÓN

TE= 29ºC PURIFICACIÓN

T

P= 60ºC

L = 18Tm/hs: 2,2%

B = 54,17 (Tm/h)

ns: 21,1%

s: 3%

a: 76,7%

ns: 47%

C = 281,73(Tm/h

)

T

L= 93ºC

a: 50% s: 12,6%TB = 54,8ºC ns: 2,0%

a: 85,4%

TC= 95ºC VC = 22,35Tm/h

6

M = 68,10Tm/h H= 15,5Tm/h

s: 48,3%

s: 32%

ns: 12,5%

ns: 51%

a: 39,2%

a: 17%

W = 49Tm/

h TM = 77,2ºC CRISTALIZACIÓN

T

H

= 60ºC

EVAPORACIÓNTW =

125ºC +CENTRIFUGACIÓN

V = 213,57Tm/h

S= 30,25Tm/h s: 94% ns: 2%a: 4%

TS= 40ºC

BIBLIOGRAFIA

WARREN L. Julián Smith 1999 Operaciones unitarias en ingeniería química, editorial Mc Graw Hill

GEANKHOPLIS Operaciones unitarias en ingeniería química, editorial Mc Graw Hill

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