Universidad Dr. José Matías Delgado Facultad de Agricultura e Investigación Agrícola “Julia Hill de O’Sullivan” Ingeniería en Alimentos I Ejercicios para clase: Balance de Energía 1. En una tubería de 2 pulgadas de diámetro interior fluye leche de densidad relativa 1.032 a razón de 100 l/min a una presión de 68670 Pa. Si la tubería se reduce a 1.5 pulgadas, ¿cuál será la nueva presión? 2. En una pasteurizadora se eleva leche de densidad relativa 1.02 hasta un tanque de almacenamiento situado a 10 m de altura, a través de una tubería de 3 pulgadas de diámetro interno. La cantidad de leche que se maneja es de 400 l/min. Calcular la potencia (hp) requerida por la bomba suponiendo que ésta tiene una eficiencia del 100% y que no hay pérdidas por la fricción en la línea. 3. En una tubería de 2 pulgadas de diámetro interior fluyen 1600 l/min de una solución que tiene una densidad relativa de 1.12. Calcular el ΔH en kcal/kg si el fluido se mueve a través del sistema mostrado a continuación, sabiendo que ΔZ = 10 m, Q = 30000 BTU/h y P = 2 hp. 4. Se calientan 4500 kg/h de leche de vaca desde 5 °C hasta 60 °C en un cambiador de calor y utilizando para ello agua caliente. a) ¿Cuánto calor se debe transmitir si el c p de la leche es 0.916 kcal/kg·°C? b) ¿Cuál será la temperatura del agua al salir del equipo, si se parte de un flujo de agua de 6000 kg/h con una temperatura inicial de 95 ºC? 5. Mil quinientas latas de sopa de hortalizas se calientan hasta 116 °C en una retorta. Luego se enfrían a 38 °C en la retorta antes de sacarse, utilizando para ello agua que entra a 24 °C y sale a 30 °C. Cada lata contiene medio kilogramo de sopa y la lata vacía pesa 70 g. El c p de la sopa es de 0.94 kcal/kg·°C y el del metal de la lata es de 0.12 kcal/kg·°C. Para sostener las latas dentro de la retorta se emplea una canasta de metal que pesa 160 kg y tiene un c p de 0.12 kcal/kg·°C. Suponer que esta canasta se enfría también hasta 38 °C. La cantidad de calor quitado de las paredes de la retorta al enfriarse de 116 °C a 38 °C es de 2500 kcal. Calcular la masa (kg) de agua de enfriamiento necesaria. 6. Se desea enfriar un puré de guisantes desde una temperatura de 80 °C hasta una de 25 °C. Para ello se utiliza agua a 8 °C, la que se calienta hasta 20 °C. El c p de los guisantes es de 0.91 kcal/kg·°C y la densidad es de 1.1 kg/l. ¿Qué cantidad de agua debería usarse, si la cantidad de puré a enfriar es de 5000 l/h? 7. Se mezclan 2000 kg/h de una sustancia A que está a 45 ºC con 1500 kg/h de la sustancia B que está a 90 ºC. ¿Cuál será la temperatura final de la mezcla? Datos: el calor específico de la sustancia A es de 0.22 kcal/kg·ºC y el calor específico de la sustancia B es de 0.33 kcal/kg·ºC.
