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PROCESOS INDUSTRIALES I SEMINARIO DE PROBLEMAS 1. Se quiere determinar la cantidad de agua que le cabe a un tanque de acero inoxidable, para poder calcular la cantidad de cloro a aplicar. Las características del tanque son las siguientes: Largo 2,5 m, ancho 2,5 pies y alto 90 cm. 2. Calcular la capacidad en galones (V=volumen) de una olla de acero inoxidable (SS) con las siguientes medidas: 50 pulgadas de alto y 50 cm de radio. 3. Se tiene la siguiente formulación de mermelada de ciruela, según el cuadro siguiente. Calcular los porcentajes que estas cantidades representan en la mermelada final obtenida y llenar la columna correspondiente del cuadro. Tome en cuenta que la suma de todos los ingredientes utilizados para la elaboración de la mermelada es el 100%.

Ingredientes Pulpa de ciruela Azúcar Pectina Acido cítrico Benzoato de sodio TOTAL

Porcentaje (%)

Cantidad 50 kg 21 kg 0,64 lb 0,16 lb 0,096 lb

100

4. Para el pelado de duraznos se utiliza soda cáustica al 5% durante 30 segundos y se dispone de una tina de 200 galones de agua. a) Determine qué cantidad de soda cáustica se debe agregar a la tina. b) Encuentre la cantidad de soda cáustica por litro de agua. 5. ¿Qué caudal másico de zumo de naranja de 15ºBrix debe alimentarse a un evaporador para producir 15 000 kg/h de zumo de naranja de 65ºBrix? 6. Calcular el tomate triturado con 15% de sólidos, que debe añadirse a 200 kg de un tomate concentrado con 60% de sólidos para que la mezcla final tenga un contenido de sólidos del 30%. 7. Un lote de 1350 libras de maíz con 13% de humedad se seca hasta reducir su contenido de humedad a 60 gr/kg de materia seca. a) ¿Cuál es el peso del producto final? b) ¿Cuál es la cantidad de agua eliminada por kilogramo de maíz? 8. Cuántos kilogramos de ciruela se necesitan para elaborar 100 kg de mermelada con 45 partes de azúcar y 55 partes de fruta. El porcentaje de sólidos solubles totales del producto final es de 65% (ºBrix) y la ciruela tiene un 15% inicial de sólidos solubles totales. Calcular la cantidad de agua eliminada por evaporación. 1

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9. En el área de recepción se pesó y seleccionó mango Kent, el peso inicial fue de 97 kg, de las cuales la semilla y la cáscara pesó 62,6 lb y el mango troceado 65,7 kg. Determine el rendimiento del mango para la fruta troceada. 10. Cierta cantidad de trozos de piña deshidratada con un porcentaje de humedad del 12% se mezclan con otros trozos con un porcentaje de humedad de 24% para obtener un producto final con un porcentaje de humedad de 18%. Determine las proporciones a mezclar. 11. Se tiene 56 kg de nísperos, y se sabe que el rendimiento de esta fruta para la obtención de pulpa es de 75%. Estime la cantidad de pulpa que se obtendrá y la cantidad de desperdicio (exprese este último valor en libras y en porcentaje). 12. En un proceso de concentración de pulpa de manzana, se hace uso de un evaporador al vacío, el cual recibe una alimentación por batch de 180 kg de jugo con una concentración de 13ºBrix. Si se desea concentrar los sólidos hasta 20ºBrix, calcule la cantidad de agua evaporada. 13. Un néctar de durazno debe contener 220 lb de pulpa de durazno, 30 kg de azúcar, 170 kg de agua y 10 kg de ácido cítrico. ¿Qué cantidad de materias primas se deben emplear para producir 5300 kg/hr de néctar de durazno? 14. En el procesamiento del pescado, una vez que se extrae el aceite, la torta de pescado se seca en secadores de tambor rotatorio, se muele finamente y se empaca. El producto resultante contiene un 75% de proteína. En un lote dado de torta de pescado que contiene 80% de agua (el resto es torta seca), se eliminan 100 Kg de agua, y se determina entonces que la torta de pescado tiene un 50% de agua. Calcule el peso de la torta de pescado que se introdujo originalmente en el secador. 15. Un lote de pescado será procesado en harina de pescado, para utilizarla como proteína suplementaria en alimentos balanceados. El proceso consta de dos etapas: Primero, la extracción de aceite, hasta obtener una pasta de 75% de agua en peso y 25% de harina en peso seco. Segundo, secado de la pasta en secadores de tambor rotatorio para obtener un producto “seco” que contiene 40% de agua en peso. Finalmente el producto se muele a grano fino y se empaca. Calcular la alimentación de pescado en kg/hr, necesario para producir 1000 kg/hr de harina “seca”. 16. El peso inicial de unas rodajas de duraznos que se metieron a un deshidratador fue de 6,38 kg, permanecieron en el deshidratador durante 4 horas a 65ºC, y el peso al salir de deshidratador fue de 2,48 lb. Encuentre la cantidad de agua (H) que perdieron las rodajas de duraznos. 17. Según el diagrama, suero de leche (0,5% proteína, 4,5% lactosa y 95% agua), es procesado para obtener polvo seco rico en proteína. A través de la membrana solo pasa lactosa y agua, y en el deshidratado solo es removida el agua. Determinar las velocidades 2

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de flujo del polvo seco (D), permeado (P), y concentrado (C); y la concentración de proteína y lactosa en el flujo C, junto a la producción de vapor (V).

18. 450 kg/hr de zanahoria en cubos se deshidratan en un túnel de flujo paralelo, desde 85 a 20% de humedad; el aire tiene un contenido de humedad de 0,013 kg de agua/kg de aire seco, y entra al deshidratador a razón de 180 kg de aire/kg de sólido seco de producto. Calcular el contenido final de humedad en el aire que sale del túnel.

19. En un proceso para concentrar 1000 kg de jugo de naranja recién extraído, que contiene 12.5% en peso de sólidos, la separación produce 800 kg de jugo y 200 kg de pulpa. El jugo exprimido se concentra en un evaporador al vacío para obtener una concentración de 58% de sólidos. Los 200 kg de jugo que derivan extrayéndolos antes de entrar a un evaporador y se mezclan con el jugo evaporado en un mezclador para mejorar el sabor. El jugo final tiene 42% de sólidos en peso, calcular: a) La concentración de sólidos en el jugo exprimido (separado). b) Los kg de jugo concentrado final. c) La concentración de sólidos de la pulpa que se deriva.

20. Las fresas contienen alrededor de 15% en peso de sólidos y el resto es agua. Para preparar mermelada de fresa se mezclan las fresas trituradas con azúcar en una relación 45:55 y la mezcla se calienta para evaporar el agua hasta que el residuo contenga una tercera parte de agua en peso. Elabora y etiqueta el diagrama de flujo de este proceso y utilízalo para calcular cuántas libras de masa de fresas frescas se necesitan para producir un kilogramo de mermelada.

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