LICENCIATURA en CIENCIA y TECNOLOGÍA de los ALIMENTOS.

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- La composición de los gases de combustión en base seca y húmeda y la cantidad de aire empleada por cada 1.000 m3 (c.n.) de gas combustible.

- ¿Cuál sería la composición de los gases de combustión, en base seca, si se utilizase en la misma oxígeno puro y en la proporción estequiométrica?

8. Se desea diseñar una caldera para producir 200 kg/h de vapor de agua saturado a 120ºC. Como combustible se utiliza un combustible con una composición media de 85% de carbono y 15% de hidrógeno a una temperatura de 20ºC. Suponiendo que la combustión es completa, debido a que se emplea un 30% de exceso de aire a 15ºC, y que la temperatura del agua a la entrada de la caldera es de 60ºC, calcúlese:

- Caudal de combustible necesario para el funcionamiento de la caldera.

- Caudal de aire necesario.

- Composición de los gases de combustión si estos abandonan la caldera a 150ºC.

Datos:

Calor específico (cal/mol.ºC): C: 3; H2: 4,97; CO2: 9,92; O2: 7,24; N2: 7,28; H2O(l): 18; H2O(v): 8,47

Entalpía de formación (cal/mol): CO2: 94.052; H2O: 57.800

Calor latente de vaporización del agua a 120ºC (cal/g): 525

9. Una caldera utiliza metano como combustible. Al quemador se alimenta aire en un 15% de exceso sobre el estequiométrico. El metano se alimenta a 25ºC y el aire a 100ºC. Los gases de combustión abandonan la caldera a 500ºC. Determínese la cantidad de vapor de agua saturado a 20 atm (temperatura de equilibrio, 213ºC) que se produce en la caldera si a la misma se alimenta agua a 80ºC.

Datos: Calor de combustión del metano (a 25ºC): 55.600 kJ/kg.

Calor latente de vaporización del agua a 20 atm: 1.885 kJ/kg.

Calores específicos medios en el intervalo de 25 a 500ºC (kJ/kg.ºC): CH4: 2,19; O2: 1,04; N2: 1,09 ; CO2: 0,95. Para el calor específico del agua líquida tómese un valor de 4,18 kJ/kg.ºC y para el vapor de agua 1,96 kJ/kg.ºC en todo el intervalo de temperaturas.

Calor latente agua: 2.382 kJ/kg.

SOLUCIONES

1. a) Rendim.: 91,6%; b) 18,7 kg H2O evap.

2. a) Fresas: 60,4 kg; Rendim.: 74,5%; b) 34,2 kg H2O evap.

3. a) 8.712,8 kg; b) 8.231,2 kg; c) 7.805,7 kg (44,8% proteína)

4. a) 70,2 kg H2O evap.; b) Zumo dil.: 7%; Zumo conc.: 35%;

c) 0,3 kg Zumo conc./kg Alim. fresca

5. a) Rendim. O2: 99,3%; b) Dest.: 232,6 kmoles/h; Res.: 244,8 kmoles/h (1ª columna)

c) 377,3 kmoles/h de N2

6. a) 1.089,6 kg; b) 5,3 m3/h; c)117,9 m3/h

7. a) Base Húmeda: O2: 3,9%; CO2: 9,6%; H2O: 12,5%; N2: 74,0%

Base Seca: O2: 4,5%; CO2: 10,9%; N2: 84,6%

b) Base Húmeda: CO2: 43,4%; H2O: 56,6%;

Base Seca: CO2: 100%

8. a) 12,3 kg/h; b) 8,3 kmoles/h; c) O2: 4,6%; CO2: 10,0%; H2O: 10,6%; N2: 74,8%

9. a) 26.215,6 kg H2O