1. Estímese el coste de producción para una azucarera, cuya

ECONOMÍA Y OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS
UNIVERSIDAD DE JAÉN
Departamento de Ingeniería Química,
Ambiental y de los Materiales
TEMA 3. Estimación de los costes de producción
Relación de problemas
23071 - JAÉN
1.
Estímese el coste de producción para una azucarera, cuya capacidad de molturación es
1.000 Tm/día. La remolacha tiene un contenido medio en azúcar del 17% y se conoce, por
un balance de materia realizado al proceso, que por cada 100 kg de remolacha se obtienen
15,3 kg de azúcar, 8 kg de pulpa seca y 2,5 kg de melazas. Asimismo, por cada 100 kg de
remolacha se necesitan 105 kg de agua, 1,25 kg de CaO, 1 kg de CO2 y 2,5.10-4 kg de
azufre, así como 2.000 Tm/día de vapor de alta presión (20 atm). Este vapor produce la
energía eléctrica que consume la fábrica y el vapor resultante se emplea como medio de
calefacción en cambiadores, evaporadores y cristalizadores. Los precios de las materias
primas y productos que intervienen en el proceso de fabricación son:
PRODUCTO
Azúcar
pta/Tm
30000
PRODUCTO
Agua
Melazas
6000
Remolacha
Pulpa
7000
CaCO3
pta/Tm
PRODUCTO
pta/Tm
4
Fuel-oil
7000
2000
Coque
6000
350
Azufre
7000
La vida estimada para la fábrica son 30 años y la tasa de interés del 8%. El rendimiento de
la reacción de descomposición del carbonato cálcico es del 99%. En cada turno intervienen
83 hombres y la campaña consta de 100 días/año. El poder calorífico del coque es de 8000
kcal/kg y del fuel-oil 10 000 kcal/kg. Mano de obra 1600 pta/H-dia. La energía necesaria
para obtener vapor de agua a 20 atm es de 648,6 kcal/kg de agua.
La reacción de descomposición del carbonato cálcico se hace con coque:
CaCO3 → CaO + CO2
∆H = 21 kcal/mol
(Solución: Según estimaciones medias 586,129.106pta/año y según fórmula abreviada
490,9.106pta/año)
2.
En una planta de producción de amoniaco anhidro se parte de gas natural al que se
somete a las siguientes operaciones: desulfuración, reformado a alta presión, conversión
catalítica del CO a H2 con vapor de agua, separación del CO2, metanación de los restos de
CO, compresión del gas de síntesis y, finalmente, reacción en presencia del catalizador.
La producción es de 1000 Tm/día y la inversión de la planta requiere 12600 MM pta en
inmovilizado y 120 MM pta de circulante. El capital procede de un préstamo al 5% de
interés anual. A partir de la tabla siguiente, determine el coste total diario, suponiendo 330
días de operación al año y una vida estimada de 20 años.
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ECONOMÍA Y OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS
UNIVERSIDAD DE JAÉN
Departamento de Ingeniería Química,
Ambiental y de los Materiales
TEMA 3. Estimación de los costes de producción
Relación de problemas
23071 - JAÉN
Consumos
Gas natural: 800 Nm3/Tm NH3
Catalizadores
Agua de refrigeración: 150 m3/Tm NH3
Agua de proceso: 2 m3/Tm NH3
Precio unitario, pta
9,2
240000 pta/día
3
40
Mano de obra 1250 pta/H-h
(Solución: Según estimación detallada 16,24.106 pta/día y según fórmula abreviada
19,43.106pta/día)
3.
Se desea instalar una planta para producir tereftalato de dimetilo (DMT) por reacción entre
metanol y ácido tereftálico. El DMT se produce por reacción entre el ácido tereftálico (80%
de pureza) y el metanol (65% de riqueza) a una presión y temperatura moderadas. La
reacción no es catalítica y el producto obtenido se purifica en un proceso de destilación.
Los diseños del reactor y del sistema de destilación son poco costosos y la planta produce
una contaminación baja. Las materias primas y servicios necesarios se dan en la siguiente
tabla:
PRODUCTO
Consumo por kg de DMT producido
Acido tereftálico
0,87 kg
Metanol (100%)
0,34 kg
Calor
3260 kcal
Energía eléctrica
0,1 kw h
Se sabe que una planta de DMT que existe en Inglaterra, con una producción de 100.000
Tm/año costó 600 MM pta en el año 1972. Estime el costo de producción anual para una
planta donde se obtienen 200.000 Tm/año de DMT. Si se quieren obtener unos beneficios
porcentuales brutos del 20%, ¿cuál será el precio de venta del DMT? El costo relativo de
plantas completas en 1972 es:
India
Francia
1,35
0,91
Inglaterra
Estados Unidos
0,91
1,00
Italia
España
0,86
1,00
Precio del metanol (65%), 3 pta/kg; precio del ácido tereftálico (80%), 2 pta/kg. Mano de
obra 200 pta/H-h. Poder calorífico del fuel 10 000 kcal/kg. Energía eléctrica 20 pta/kwh y
fuel 7 pta/kg.
(Solución: Empleando la fórmula abreviada para determinar los costes de producción sale
un precio de venta del DMT de 25,23 pta/kg).
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