Balance de Materiales en La Cristalizacion - Pomalca
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EMPRESA AGROINDUSTRIAL POMALCA S.A.A
Balance de materiales
Datos para los cálculos teóricos
Material Brix PurezaMolienda diaria 5000
TonJarabe 60 84
Caña molida/hr 230 Ton
Masa A 92 84.5
Sacarosa %caña 12.5% Masa B 93 74Extracción sacarosa
94.0% Masa C 100 60
Jugo mezclado % caña
95% Miel A 80 64
Pureza jugo mezclado
85% Miel B 82 55
Melaza 89 39Azúcar A 99.7 98.7Azúcar B 99.7 98.3Azúcar C 99 89Azúcar T 99.7 98.5Mezcla jbe –miel
76
Grano nuevo 68
I BALANCE GENERAL
Jarabe Azúcar “T”
x=84 x=98.5
Melaza
x=39
a)
sólidosazúcar=84−3998 .5−39
x 100=75.63% sólidos jarabe
b)
sólidosmelaza=100−72.78=24 .37% sólidos jarabe
II BALANCE EN CENTRIFUGA C
Masa “C” Azúcar “C”
X=60 x=89
Melaza
X=39
a)
sólidosazúcar C=60−3989−39
x 100 =42 .00% sólidos masa C
b)
sólidosmelaza=100−42 .00=58 .00% sólidos masaC
c)sólidosmasa C=24 .37
58 .00x 100=42.02% sólidos jarabe
d) sólidos azúcar C=42 .02−24 .37 =17 .65% sólidos jarabe
III BALANCE EN TACHO C
3.1 Granulación
Jarabe
Pza= 84 pie grano
Miel A Pza=76
Pza= 64
a)sólidos jarabe=76− 64
84− 64x 100 =60 .00% sólidos pie grano
b) sólidos miel A=100−60 .00=40.00% sólidos pie grano
c) sólidos jarabe=0 .5789x 14 .87 =6 .00% sólidos jarabe
d) sólidos miel A= 0. 4211 x 14 .87=4 .00% sólidos jarabe
3.2 Templa “C”
Pie grano
Pza=76 Masa “C”
Miel B Pza= 60
Pza= 55
a)sólidos pie grano=60 − 55
76 − 55x 100=23.81% sólidos masa C
b) sólidosmiel B=100−23 .81=76 .19% sólidos masa C
c) sólidos pie grano=0 .2381x 42 .01=10 .00% sólidos jarabe
d) sólidosmielB=0 .7619 x 42 .02=32 .01% sólidos jarabe
IV BALANCE EN CENTRIFUGA B
Azúcar B
Masa B Pza=98.3
Pza=74 Miel B
Pza=55
a)sólidosazúcar B=74 − 55
98 .3− 55x 100 =43 .88% sólidos masa B
b) sólidosmiel B=100−43 .88=56 .12% sólidos masa B
c)sólidosmasa B=34 .71
55 .19x 100 =57 .04% sólidos jarabe
d) sólidosazúcar B=43 .88 x 0 .5704=25 .03% sólidos masa B
e) sólidosazúcar A=75 .63−25 .03=50 .60% sólidos jarabe
V BALANCE EN CENTRIFUGA “A”
Azúcar “A”
Masa “A” Pza= 98.7
Pza=84.5 Miel A
Pza=64
a)sólidosazúcar=84 .5 − 64
98 .7 − 64x 100 =59.08% sólidos masa A
b) sólidosmiel A=100−59.08=40 .92% sólidos masa A
c)sólidosmasa A=50 .60
59 .08x 100 =85 .65% sólidos jarabe
d) sólidosmiel A=85 .65 − 50 .60=35 .05% sólidos jarabe
e) sólidosmiel A= sólidos miel A (tacho C ) + sólidos miel A ( tacho B )
f) sólidosmiel A( tacho B )= 35 .05 −4 .00 =31.05 % sólidos jarabe
VI BALANCE EN TACHO”B”
Pie de templa
Pza= Masa “B”
Miel “A” Pza=74
Pza=64
sólidosmasa B= sólidos pie de templa + sólidos miel A
sólidos pie de templa=57 .04 − 31 .05=26% sólidos jarabe
sólidos pie de templa=74 − 64P − 64
% sólidos masa B x57 .04% sólidos jarabe
sólidos masa B100 =26 .00 % sólidos jarabe
P=85.9436%
VII BALANCE EN TACHO “A”
Pie de templa
Pza=85.94 Masa “A”
Jarabe Pza=84.5
Pza=84
a)sólidos pie de templa=84 .5− 84
85 .94 − 84x 100 =25 .73% sólidos masa A
b) sólidos jarabe=100−25.73=74 .27 % sólidos masa A
c) sólidos pie de templa 25.73 x 0.8565 =22.03% sólidos jarabe
d) sólidos jarabe=74 .27 x 0.8565 = 63 .61 % sólidos jarabe
VIII FORMACIÓN DEL PIE DE TEMPLA
Semilla
Pie de templa
Jarabe
a) sólidossemilla=S % sólidos pie templa
b) sólidos jarabe=(1−S ) % sólidos pie templa
c) sólidossemilla A + Sólidos semilla B=17 .65% sólidos jarabe
S% sól pie de templa x22.03% sol jarabesol pie templa
+ S% sol pie templa x 26% sol jarabesol pie templa
= 17 .65% sólidos jarabe
S=36.75
d) sólidossemilla A = 22.03 x 0 .3675 = 8 .10 % sólidos jarabe
e) sólidossemilla B = 26 x 0 .3675 = 9.55 % sólidos jarabe
f) sólidos jarabe A = 63.61 + 22 .03 x (1 −0 .3675) = 77 .55 % sólidos jarabe
g) sólidos jarabe B = 26 x (1− 0 .3675) = 16 .45 % sólidos jarabe
Semilla
Miel A
8.10% sol 9.55% sol 4% sol
77.55%sol 31.05%sol Miel B Azúcar C
Miel A 32.01% sol 17.65% sol
35.05% sol 16.45% sol 6.0% sol
Azúcar A Azúcar B Melaza
50.6% sol 25.03% sol 24.37% sol
100%sol Jarabe
MASA A
85.65% sol
MASA B
57.04% sol
MASA C
42.02% sol
Ton sólidos jarabe=5000 x 0 .125 x 0 .94 x 0.95
0 .85= 656.62 Ton
Ton masa A=85.65 x 656 .6292
= 611.3 Ton
Ton masa B=57.04 x 656 .6293
= 402 .73 Ton
Ton masa C=42.02 x 656.62100
= 275 .91 Ton
Ton miel A=35 .05 x 656 .280
= 287 .68 Ton
Ton miel B=32.01 x 656 .6282
= 256 .32 Ton
Ton melaza=24 .37 x 656 .6289
= 179 .79 Ton
Ton Azúcar C =17 .65 x 656 .6299
= 117.06Ton
Ton Azúcar T =75 .63 x 656 .6299 .7
= 498 .1Ton = 9962 bolsas
CAPACIDAD REQUERIDA
Masa cocida”A”:
Capacidad de los tachos: 40 Ton
Tiempo de cocimiento por templa: 3 horas
Tiempo perdido entre carga y descarga del tacho: 2 horas.
Capacidad requerida=611.3 x 322
= 83 .36Ton
Nº de tachos requeridos=83 .3640
= 2.1
Masa cocida”B”:
Capacidad de los tachos: 40 Ton
Tiempo de cocimiento por templa: 3.5 horas
Tiempo perdido entre carga y descarga del tacho: 2 horas.
Capacidad requerida=402.73 x 3.522
= 64 .07Ton
Nº de tachos requeridos=64 .0740
= 1 .6
Masa cocida ”C”:
Capacidad de los tachos: 40 Ton
Tiempo de cocimiento por templa: 6.5 horas
Tiempo perdido entre carga y descarga del tacho: 2 horas.
Capacidad requerida=275 .91 x 6 .522
= 81.51 Ton
Nº de tachos requeridos=81 .5140
= 2 .04
BALANCE DE ENERGÍA
1.- Cantidad de vapor requerido para la elaboración de una masa “A”
Masa”A” = Jarabe + semilla
Masa A =(77 .5560
+ 8 .1099
) x 656 .62= 902 .40 Ton
Masa “A” producida = 611.3 ton
Agua a evaporar = 902.40 -611.3 =291.10 ton
Considerando el factor para Masa “A” K = 1.15 se tiene:
Vapor requerido = 291.10 x 1.15 =334.77 ton/día = 15.40 ton/hr
2.- Cantidad de vapor requerido para la elaboración de una masa “B”
Masa”B” = Jarabe + semilla + miel “A”
Masa B=(35.0560
+ 9.5599
+ 31.0580
) x 656 .62= 701 .77 Ton
Masa “B” producida = 402.73 ton
Agua a evaporar = 701.77 - 402.73 =299.04 ton
Considerando el factor para Masa “B” K = 1.20 se tiene:
Vapor requerido = 299.04 x 1.20 =358.85 ton/día= 16.51 ton/hr
3.- Cantidad de vapor requerido para la elaboración de una masa “C”
Masa”C” = Jarabe + miel”A”+ miel “B”
Masa C=( 6 .060
+ 4 .080
+ 32 .0182
) x 656 .62 = 354 .81 Ton
Masa “C” producida = 275.91 ton
Agua a evaporar = 354.81 – 275.91 = 78.9 ton
Considerando el factor para Masa “C” K = 1.25 se tiene:
Vapor requerido = 78.9 x 1.25 = 98.63 ton/día= 4.54 ton/hr
Vapor total requerido en tachos = 36.45 ton/hr
Considerando la presión de vapor a tachos de 8 psig (λ= 531.2 Kcal/kg) el vapor @212 ºF (λ= 539.42 Kcal/kg) utilizado en tachos y considerando el 5% de pérdidas por radiación es:
Vapor @ 212ºF =(36 .45 x 531 .2539. 42
) x 1 .05= 37 .69 Ton/hr
CUADRO RESUMEN
5 000 ton /día 5 500 ton /día 6 000 ton /día
Material
Ton % caña
Nº templ
as
Ton/h vapor
Ton % caña
Nº templ
as
Ton/h vapor
Ton % caña
Nº templ
as
Ton/h vapor
Masa “A”
611.3 12.23
15.3 15.92
672.43
12.23
16.8 20.61
733.56
12.23
18.3 26.17
Masa “B”
402.73 8.05 10.1 17.07
443.0
8.05 11.1 20.82
483.27
8.05 12.1 25.44
Masa “C”
275.91 5.52 6.9 4.69 303.5
5.52 7.6 6.72 331.09
5.52 8.3 9.04
Miel “A” 287.68 5.75 316.45
5.75 345.22
5.75
Miel “B” 256.32 5.13 281.95
5.13 307.59
5.13
Melaza 179.79 3.60 197.77
3.60 215.75
3.60
Azúcar “C”
117.06 2.34 128.77
2.34 140.48
2.34
Azúcar “T”
498.1 9.96 547.90
9.96 597.71
9.96
Total 37.68
48.16
60.65
Clarificación
Consideraciones para el cálculo del clarificador:
Molienda horaria : 230 ton / hr Tiempo de retención : 2.5 horas Jugo % caña : 100 % Gravedad específica del jugo : 1.07 Capacidad disponible instalada: 479.47 m3
Capacidad requerida=230 x 2 .51 .07
= 537 .38 m3
Molienda horaria
Clarificador 200 Ton / hr 230 Ton / hr 250 Ton / hr 280 Ton / hr Ton / hr
467.3 537.4 584.1 654.2Capacidad requerida m3
Filtración
Consideraciones para el cálculo del área de filtración:
Molienda horaria : 230 ton / hr Capacidad disponible instalada : 804.21 pies2
Filtro 1: Diámetro = 10 pies
Longitud = 16 pies
A filtración = 502.66 pies2
Filtro 3: Diámetro = 8 pies
Longitud = 12 pies
A filtración = 301.55 pies2
Área de filtración por ton caña : 7 pies2 (según Hugot)
Capacidad requerida=230 x 7= 1610 pies2
Molienda horaria
Filtro 200 Ton / hr 230 Ton / hr 250 Ton / hr 280 Ton / hr Ton / hr
1400.0 1610.0 1750.0 1960.0Capacidad requerida pies2