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