Los cuales fueron previamente pesados junto con la harina en la mesa de trabajo 2, luego de agregar los ingredientes procedemos a encender la maquina para lograr una masa homogénea. 1. una de las reacciones primarias en la refinación del hierro, en un alto horno, es la del óxido férrico o hematita con el monóxido de carbono la ecuación balanceada para la reacción es : fe2o3 + 3co → 2fe + 3co2 cual será el rendimiento de la reacción si a partir de la combinación de 250 gramos de oxido de hierro de 20 % de pureza, con 300 gramos de oxido de carbono (ii) cuya . Ha1-1: Entalpía del aire a la temperatura ambiente (kJ/kg), Hai: Entalpía del aire a la Tbs de la etapa i (kJ/kg), Ti-1: Temperatura inicial de la etapa (ºC), ti: Intervalo de tiempo de una etapa Ei (s), Xi-1: Humedad base seca de la etapa anterior i-1 (%), X*i: Humedad base húmeda de la etapa i (%), X*i-1: Humedad base húmeda de la etapa anterior i-1 (%), Yi: Humedad del aire a la Tbs en la etapa i, (kg agua/kg aire), Yi-1: Humedad del aire ambiente a la Tbs, (kg agua/kg aire), pm: Densidad de la madera, volumen base verde (kg/m. o Cada lata contiene 24 panes TEMPERATURA DE OPERACIÓN o 240 ºC TIEMPO DE COCCIÓN DEL PONQUE o 15min. Para disminuir el consumo energético se establecen algunas recomendaciones: Aplicar el secado solar para disminuir la humedad de alimentación de la madera y con ello, la energía necesaria para calentar el agua embebida en la madera (Q3-4) y el calor para evaporarla (Q5). El mayor consumo energético se obtuvo en la etapa 1 donde se . Otro tipo de hornos son los que se utilizan para el tratamiento térmico de los metales, como el recocido o el temple que precisan un control cuidadoso de la temperatura. La madera es de cedro blanco y posee como dimensiones 2,4 x 0,3048 x 0,0508 m (Largo x Ancho x Espesor); los separadores, 2,17 x 0,0508 x 0,0254 m; y una pila, 2,4 x 1,62 x 2,17 m. El volumen de madera alimentado es de V=10,93 m3. a) BALANCE DE MATERIA. Una de las características del calor es que siempre fluye de una temperatura mayor hacia otra menor. El horno disipa a los alrededores aproximadamente el 53% del poder calorífico que genera la combustión y la pregunta es ¿a qué se debe esta perdida?. Otros puntos importantes, y que deben ser observados: Temperatura de los ingredientes durante lo preparo; Orden y métodos de mezclar los ingredientes; Temperatura y periodo de tiempo para asar. El calor que se pierde se calcula por la ecuación (17). 4. Se determinaron las ecuaciones de balance de energía en un horno de secar madera y se calculó el consumo energético para tres valores de humedad inicial: 62, 72 y 82 % base seca. 2003 Cálculo de las necesidades de energía en un horno de relevo de esfuerzos Energy needs calculation in an effort relieve kiln También se consigue un aumento de la masa del pan, al expandirse el CO 2 debido al calor y un endurecimiento de la superficie. Concluido el tiempo de horneado son sacados los ponques por el operario 2 para ser dispuestos en el área de enfriamiento (Tiempo de enfriamiento 1 HR), luego son llevados al área de empacado donde son desmoldados y colocados en bolsas de polipropileno y se sellan, para luego ser trasladados al área productos terminados. E. EFICIENCIA TÉRMICA La eficiencia térmica de una máquina se define como la relación del trabajo neto realizado W por la máquina durante un ciclo, al calor QH tomado por ella de la fuente de temperatura elevada T1. 24 No. The biggest energy consumption was obtained in the stage 1 where it is required to increase the kiln and lumber temperature from its initial values to the dry-bulb set-point temperature. Las dimensiones de la cámara de secado son: 5,81 X 1,66 X 2,23 m (largo x alto x ancho), el volumen de madera, cedro blanco, es de V=10,93 m3. También puede contener, sales y agua en emulsión o libre. las variables de flujo se pueden escribir así: Q = m P hP − m C hc − m A h A Reordenado la ecuación (26) se obtiene: Q = m P hP − mC hc + m A hA productos reac tan tes Q= ∑H − ∑H productos reac tan tes QI = ∆H c Se obtuvo el calor de combustión, pero la información que se expuso anteriormente es en base a los datos estándar entonces estamos obligados a evaluar esto calor y corregirlo con la ecuación que e nuestra continuación: Reactantes a T1 =18 ºC 291K T0=298 K Productos a T2 =Ta ∆H C = ∆H C0 ( 298 ) + n. Tad CpdT + n. 298 K CpdT ∑ ∫ 298 K Re ac tan tes ∫291K Pr oductos ∑ Cp combustible (25ºC) ∆H c0 = -PCI (25ºC) T1 Ta 2,2 kJ / kg. madera y se calculó el consum o energéti co para tres valores de humedad inicial: 62, 72 y 82 % bas e s eca. El calor absorbido por el agua, para calentarse desde la temperatura (Ti-1) hasta la temperatura de operación (Ti) a una humedad inicial de la etapa (X*i) se calcula por la ecuación (12). Agua libre o capilar: Se refiere al agua contenida en las cavidades o lumen de la célula. Se pueden clasificar a su vez en tres categorías: hornos de gas, eléctrico y microondas, aunque estos últimos funcionan con energía eléctrica. AREA DE VENTAS: Nombrado por la Junta General de Accionistas, encargado de la promoción del producto en el mercado objetivo, elaboración de políticas de ventas, análisis de las condiciones de potenciales clientes. Módulo de balance de energía en el horno. Resumen: MESAS DE TRABAJO: Uso: Colocación, pesado, desmoldado y manipulación de los alimentos MOLDES PARA TORTAS Y PONQUES: 12 13 d) PERSONAL A. GERENTE GENERAL Es el órgano de mayor jerarquía dentro de la empresa, es la representación de los socios, quienes deciden los asuntos propios de la empresa (aumento de capital, aprobación de los balances, flujo financiero) Nombran o renuevan a los Gerentes. Propiedades del agua y aire, Representación de la vaporización adiabática del secado de la madera, etapa 1, Calor absorbido en las etapas de secado. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional. Entonces una parte del calor irá al sistema y la otra se ira con los gases de chimenea, con pérdidas mínimas en las paredes del horno. 3, es la humedad promedio (%) en la etapa de secado y el calor específico del agua es de 4,19 kJ/kg.K. En un fluido el trabajo se relaciona al cambio en el volumen de éste. 5 OBJETIVOS GENERALES Aplicación de la primera y segunda ley de la termodinámica en el horno de la panadería “EL PAN NUESTEO” ESPECIFICOS Realizar un balance de materiales en el horno de la panadería “EL PAN NUESTRO” en la elaboración del ponque Determinar la cantidad de calor generado en la combustión Determinar la cantidad de calor absorbido en la elaboración de ponque Determinar la eficiencia del horno en la elaboración de ponque Inferir en base a la eficiencia el estado en que se encuentra el horno 6 CAPÍTULO 1 DE LA EMPRESA A. RESEÑA HISTÓRICA La empresa PAN NUESTRO, tuvo sus inicios en el año 2000. La velocidad de secado, -dX/dt, puede ser determinada en cualquier punto derivando la it. 149 Apuntes de Procesos Químicos para Ingeniería de Sistemas Claudia S. Gómez Quintero El trabajo (W) es una forma de energía que resulta como respuesta a cualquier fuerza impulsora (por ejemplo: una fuerza de empuje, un torque o un voltaje). Se requiere secar un material sólido de 30% a 5% de humedad en una cámara de secado, empleando aire a 88°C y una humedad relativa del 3%. CONSTANCIA OTORGADA POR LA PANADERÍA 6. Resumen. Una cantidad utilizada frecuentemente en el análisis de procesos de combustión para cuantificar las cantidades de combustible y aire es la relación aire-combustible (AC). , Conociendo la presión parcial del agua de los productos podemos hallar su Para calcular la densidad del cedro blanco, se aplicó la ecuación (20) 3. PACK DE PAN ECOLÓGICO Pan Perote de producción Ecológica 450g Chapata de producción ecológica 90g Integral baguetina de producción ecológica 100g Baguetina de producción ecológica 100g Integral con amapolas de producción ecológica 500g Pan de centeno 6 semillas de producción ecológica 500g 10 a-3. Al someter al pan a estas temperaturas, que en general suelen ser mayores de 200 grados, se matan a todas las levaduras y a todos los posibles contaminantes excepto a formas de resistencia, que pueden provocar contaminaciones a la 24-36 horas. / kg. Además, los conceptos de energía cinética, pote… Su fórmula general es CnHn. b) PRODUCTIVIDAD: CAPITULO 2 MARCO TEÓRICO A. CONCEPTOS TERMODINÁMICOS FUNDAMENTALES A.3 ENERGÍA INTERNA ( ∆U ) Es la suma de toda la energía que contiene un cuerpo en su estructura. El balance de materia de un horno es una contabilidad exacta de todos los materiales que entran, salen, acumulan o se agotan en el curso de un intervalo de tiempo de operación dado. Q3-4: Calentar la madera húmeda. Donde la temperatura (T), se refiere a la temperatura de bulbo seco, Tbs, en Kelvins y calor específico de la madera seca (cpm), kJ/kg-K. Q3: Calentar la madera seca. K Re ac tan tes ∑ 291K n.∫298 K CpdT = +23,6kJ + 169.85kJ + 45.6kJ = +239,05kJ Re ac tan tes ∑ Reemplazando estos valores y en la ecuación ∆H C = Q I = −43200(1,533) + 1417.6 + ( 239.05) = − - 64581,91kJ Entonces se tiene el calor que genera el quemador a las condiciones de trabajo y como es de esperarse el signo es negativo. La masa de aire húmedo en cada etapa de secado, se calcula por la ecuación (1), es la suma del aire seco más el agua contenida, e igual al producto del volumen de aire presente en la cámara por la densidad del aire húmedo. ii) Volumen de gases generados y O2 estequiométrico requerido. A manera de ejemplo tenemos el siguiente ejercicio de secado usando carta psicrométrica. Revista Ciencia e Ingeniería. 57 Puesto que algunas de las entradas de este módulo provienen directamente de salidas del módulo de balance de materia solo explicaremos las que no provienen de éste. Los hornos de este modelo nuevos tiene una eficiencia mayor al 70% pero debido al uso (tiempo de operación) origino el descenso de esta eficiencia, que en la panadería se manifestó con un alza de los insumos por consiguiente una baja de la productividad nuestro objetivo es realizar un balance de energía para calcular la eficiencia actual del horno de la panadería y comparar esta con la eficiencia de un horno nuevo de este mismo modelo y determinar en que estado se encuentra. Hidrocarburos sólidos, como el asfalto y betunes disueltos en los hidrocarburos líquidos, los únicos que impregnan las rocas superficiales, cuando los demás, mucho más volátiles, se disipan en la atmósfera. SNCC: RA01.46001.3, p 390 5. Dichos valores se han implementado en una tabla en este Las mayores fuentes de consumo de calor son: (1) el calor requerido para evaporar la humedad y romper los enlaces entre las fibras de madera y el agua; (2) el calor requerido para calentar el aire alimentado al horno para sustituir el aire húmedo que fluye en la cámara hasta la temperatura de bulbo húmedo fijada. Realizar el control automático del sistema para elevar la eficiencia energética y obtener un producto de mayor calidad, debe considerar los elementos: temperatura en la cámara y accionamiento sobre el medio de calentamiento; humedad relativa (o temperatura de bulbo húmedo) y accionamiento sobre la abertura de las ventilas y los humidificadores; velocidad y dirección del flujo de aire por accionamiento sobre los ventiladores; la humedad (o temperatura, según el proceso) en el corazón de la madera en las muestras de control; y supervisión y registro de los parámetros de secado. X=82 %. Q6: Suplir las pérdidas por convección, radiación y las fugas. Realizar la correcta selección de las muestras de control de humedad en la cámara e instalación de los instrumentos de medición. En la figura 4, se muestra el calor de secado (%) para las etapas 1, 5, 8, a una humedad inicial de la madera de 82 %, predominando el calor absorbido para la vaporización y desorción (Q5) y las pérdidas por las ventilas (Q7). Tabla : Capacidades Caloríficas Compuesto Cp (J/ molg.ºC) Rango T (ºC) CO2 ( g ) -2 -5 2 -9 3 36,11+4,233x10 T-2,8870x10 T +7,464x10 T 0 – 1500 CO( g ) 28,95+0,411x10-2 T+0,3548x10-5 T2-2,220x10-9 T3 0 – 1500 H 2O( v ) 33,46+0,688x10-2 T+0,7604x10-5 T2 -3,593x10-9 T3 0 – 1500 O2 ( g ) 29,10+1,158x10-2 T-0,6076x10-5 T2 +1,311x10-9 T3 0 – 1500 N 2( g ) 29,0+0,2199x10-2 T+0,5723x10-5 T2 -2,871x10-9 T3 0 – 1500 SO2 ( g ) 38,91+3,904x10-2 T-3.1040x10-5 T2 -8,606x10-9 T3 0 – 1500 Se adjunta el diagrama para el balance de energía en la hoja siguiente con todos los datos que se expuso. May 2021. El secado de la madera húmeda se puede considerar como un proceso de vaporización adiabática (humidificación) como el representado en la figura 2, donde el contenido de vapor en la mezcla gaseosa aumenta debido a la vaporización del líquido. Nunca obstruir las ventilaciones ni los ductos de evacuación de los productos de la combustión. BALANZAS: Uso: Se encarga del pesado de la masa. Tienen respuesta. El calor absorbido por la madera, para calentarse desde la temperatura (Ti-1) hasta la temperatura de operación (Ti) a una humedad inicial de la etapa (X*i), se calcula por la ecuación (11). Download Free PDF. Muchos de estos hidrocarburos contienen grupos metilo en contacto con cadenas parafínicas ramificadas. Q7: Calor perdido por las ventilas. En los hornos eléctricos no se produce combustión; la corriente eléctrica atraviesa unas resistencias o conductos tubulares que se calientan al rojo vivo. b) CAPACIDAD DE PLANTA PORCENTAJE DE UTILIZACIÓN DEL SISTEMA: CAPACIDAD OCIOSA DEL SISTEMA: Capacidad ociosa del sistema = 1-% utilización Capacidad ociosa del sistema =1-0.5=0.5=50% c) DISPONIBILIDAD Y RESTRICCIÓN DE RECURSOS Generalmente, hay facilidad para adquisición de los insumos que se necesita para la elaboración de los productos. 10.754.819 Mario Suaznvar Basan, C.I. La Habana: Pueblo y Educación, Cuba. MANTENIMIENTO: Mínimo mantenimiento y muy bajo costo operativo, se consigue un mínimo de combustible por hornilla cuyo revestimiento es de acero inoxidable CONTROL DE TIEMPO Y TEMPERATURA: Control de tiempo temperatura digital y vaporizador automático CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO: Fácil de operar, se logar uniformidad en las 15 latas de cocción por ser rotatorio, una vaporización excelente y un desarrollo de mercadería muy bueno, logrando en el caso del pan un excelente color y brillo, y en el caso de la pastelería, el piso necesario. Para calcular el calor de evaporación del agua , se recomiendan las tablas termodinámicas Keenan o la ecuación combinada de Antoine para calcular la presión de vapor del agua y la ecuación de Clausius - Clapeyron para determinar el calor de vaporización (14). Proyecto de Manejo Forestal Sostenible BOLFOR. Q7: Calor necesario para calentar el aire de secado alimentado al horno, para mantener el equilibrio de humedad dentro de las especificaciones del programa de secado. VACIADO: Consiste en llenar los moldes con la mezcla MOLDEADO: Consiste en golpear la parte inferior del molde contra una superficie para conseguir que la mezcla quede homogénea y sin burbujas de aire. = ∑m s hs −∑mi hi + m 2 u2 − m1 u1 K. … (21) HORNO Aparato cerrado o recinto donde se produce calor por la combustión de un material, por la residencia de un conductor o por otras fuentes da calor utilizado para someter a transformaciones físicas o químicas a los objetivos que se introducen en ellos. El mayor consumo energético para secar la madera en un horno de cámaras, se obtuvo en la etapa de calentamiento, siendo esta la energía a considerar para el cálculo del medio de calentamiento. 20092.924 = 0,3111 64581.91 %η = 31.11% η= Como se observa el postulado de que no existe una máquina que opere con un 100% de eficiencia, se cumple y se verifica que la eficiencia ideal del equipo siempre es mayor que la real. Armando Rojas-Vargas, [email protected] Empresa de Servicios Técnicos de Computación, Comunicaciones y Electrónica "Rafael Fausto Orejón Forment", Holguín, Cuba Resumen Se determinaron las ecuaciones de . Las ecuaciones a aplicar se describen a continuación: Q1: Calentar la estructura del horno. Se produce por las fuerzas intermoleculares causadas por las energías cinéticas y potenciales de los átomos y moléculas del cuerpo. La masa de madera húmeda es el producto del volumen de madera verde alimentada al horno de secado, por la densidad de la madera (volumen base verde) (3). ∆U sistema = Qalrededores ∆U solidos + ∆U agua + ∆U aire = QII + QIII 20092,924 KJ ≠ 14306.71KJ Entonces las pérdidas de calor de estos componentes lo representaremos como Qf entonces su valor queda definido como: ∆U solidos + ∆U agua + ∆U aire = QII + QIII + Q f Q f = 20092,924 −14306.71 = 5786.2 KJ B.2 Aplicación de la Segunda Ley a) Cálculo de la eficiencia Ideal o reversible η rev = 1 − TL TH Donde TH: Temperatura del depósito caliente TL : Temperatura de depósito frío ηrev = 1 − Tambiente Tquemador 18 + 273 = 0,66 600 + 273 = 66.7% ηrev = 1 − %ηrev Esta es la máxima eficiencia que podría alcanzar el equipo si trabajara reversiblemente (máquina de Carnot). INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA QUÍMICA, Balance De Energia Y Materia En Un Horno Panadero, Perfil Guanabana En 5 Microcuencas Del Rio Chanchamayo. Balance De Materia Y Energia. XXXVI, No.1, 2016 Balance de energía en un horno de secar madera Balance of Energy in a Kiln of Drying Wood MSc. Algunos ejercicios complejos sobre el tema de balances de energía con reacción química. Recibido: sept. 2015 / Aceptado: enero, 2016 20 e-ISSN: 2224-6185, vol. Los hornos de gas tienen unos quemadores que calientan por radiación; según como circulan los gases de la combustión se llaman de caldeo directo o indirecto. Sus componentes útiles se obtienen por destilación en las refinerías de petróleo. E: DIAGNÓSTICO a) JUSTIFICACIÓN DEL PRODUCTO Para realizar La aplicación de la primera y segunda ley de la termodinámica en el horno de panadería El Pan Nuestro, nos enfocamos principalmente en la producción de Ponques, el cual es el producto de mayor demanda de Pan Nuestro Este producto se elabora todos los días y en cantidades considerables, manteniendo siempre productos disponibles para venta, es decir, teniendo una producción constante para satisfacer la alta demanda de los clientes. Las dimensiones de la cámara de secado son: 5,81 X 1,66 X 2,23 m (largo x alto x ancho), el volumen de madera, cedro blanco, es de V=10,93 m, The equations of energy balance were determined in a kiln of drying wood and the energy consumption was calculated for three values of initial moisture: 62, 72 and 82 % base dry. Entidad UPV: Universitat Politècnica de València. En el proceso de cocción de la ponque, un porcentaje de agua en ésta se separará en forma de vapor. G. INFORMACIÓN PARA EL BALANCE DE ENERGÍA Se tiene la siguiente información sobre el combustible: Tabla : Información General del Combustible Combustible Diesel 2 ligero Masa molar (kg / molkg) 170 Densidad (kg / L) 0,78-0,84 Cp (25ºC) (kJ / kg. BATIDO Y MEZCLADO: Consiste en unir y batir los ingredientes que formaran parte esencial de la mezcla hasta conseguir la consistencia deseada. 1985. 3. November 2019 168. b) RECURSOS b.1. Ronald F. Clayton K) 2,2 Poder calorífico superior (25ºC) (kJ / kg) 46 100 Poder calorífico inferior (25ºC) (kJ / kg) 43 200 Temperatura adiabática de flama (ºC) 527 La siguiente tabla contiene información acerca de las conductividades térmicas de las especies que integran la pared. CATEDRATICO: ING. Se calculará la variación de energía a partir 18 ºC hasta los 89 ºC como líquido, en los 89 ºC hay un cambio de fase, para finalizar se tomara otra variación de energía de 89 ºC hasta los 250 ºC y para el aire se utilizara las tablas termodinámicas a bajas presiones: Agua: 89 º C 250 º C ∆U agua = n ∫ CvdT + u fg ( 89 º C ) + ∫ CvdT 89 º C 18 ªC Se tiene: La magua = 0.2559kg 0,01422mo lg Para líquidos Cv ≈ Cp , entonces para A 89 ºC, Cv agua = 4,18kJ / kg .º C . El calor absorbido por el aislante (as) interior del horno, en un gradiente de temperatura se determina por la ecuación (5). La clasificación de la madera suele realizarse según la especie, espesor, humedad, tipo de madera y tipo de corte. ¿Para cuál caso es mayor el cambio de entropía? Responda adecuadamente con sus propias palabras lo siguiente: Un sistema experimenta un proceso entre dos estados especificados, primero de manera reversible y luego de manera irreversible. Su fórmula general es CnH2n+2 Cicloparafinas-Naftenos: Son hidrocarburos cíclicos saturados, derivados del ciclopentano (C5H10) y del ciclohexano (C6H12). 14 ARTICULO ORIGINAL Balance de energía en un horno de secar madera Balance of Energy in a Kiln of Drying Wood MSc. MATERIALES: HARINA DE TRIGO: Es el principal componente del ponque. Reducir las pérdidas de calor por la estructura, puertas, garantizando buen estado del aislante térmico, adecuada hermeticidad; pintar las paredes metálicas exteriores de colores que absorban el calor (Q6). El contenido de humedad de la madera puede existir como se relaciona a continuación: [3, 5, 6]. Las ecuaciones correspondientes al balance de materia constituyen una de las herramientas matemáticas más útiles de la Ingeniería Química. Batido y refinado de la masa. La mayoría de hidrocarburos aislados se clasifican como: Hidrocarburos parafínicos: Son hidrocarburos saturados homólogos del metano (CH4). Agua latente (de impregnación, absorción, retenida o higroscópica): Es al agua que se encuentra adherida a las paredes celulares. Se determinaron las ecuaciones de balance de energía en un horno de secar . e) HORNEADO: Es un proceso muy importante, pues se somete a la masa a unas temperaturas determinadas y durante unos tiempos de cocción característicos del tipo de pan. report form. December 2020 0. PACK DE TORTAS: Tortas básicas con arequipe. El factor de ajuste adicional (Ac) se puede calcular por la ecuación (9). El aire en el interior de la cámara de secado absorbe la humedad que se evapora de la madera y para mantener la humedad relativa en la cámara como especifica el programa de secado, es necesario expulsar por las ventilas el exceso de humedad y a su vez, reincorporar a la cámara un flujo de aire de compensación. Balance De Materia Y Energia. This energy diminishes in the measure that the initial humidity falls and it should be used to calculate the heating device. ADITIVOS ALIMENTICIOS (colorantes, esencias, Mejorador de masa): Se encargan de mejorar y/o corregir las deficiencias presentadas por la harina y otros ingredientes. Este endurecimiento se produce por la evaporación del agua de la corteza que supone una pérdida de peso de un 8-14 % de la masa. Handbook of wood, 2010. La masa de madera seca (Mm5) se calcula como la diferencia entre la masa de madera húmeda (Mmh) y la masa de agua (Ma); la masa de agua, es el producto de la masa de madera húmeda por la humedad en base húmeda en la etapa (i) (4). J. DISCUSIÓN DE RESULTADOS a) BALANCE DE MATERIA Para inferir sobre el balance de materia primero identifiquemos las corrientes que nos ilustra la siguiente gráfica G: GASES DE COMBUSTION M: MASA INICIAL C: CORRIENTE DE COMBUSTIBLE ALIMENTADO HORNO V: VAPOR ELIMINADO P: MASA FINAL A: AIRE ALIMENTADO Ahora los valores numérico que se calcularon en la parte experimental son : CORRIENTE M=masa inicial C=combustible G=gases de combustión V=vapor eliminado P=ponque elaborado A=aire alimentado PESO EN kg 5.1022 1.533 31,9738976 0.2159 4.8863 30.66 De esto inferimos lo siguiente: Que la masa inicial para la elaboración del ponque es 5.1022kg pero en el proceso se pierde 0.2159kg de agua que escapa conjuntamente con los gases de chimenea quedando 4.8863kg de ponque como producto pero la cantidad de agua que se le añadió a la masa es 0.65kg lo que quiere decir que el ponque tiene %ωsólidos = 93,22 y %ωagua = 06,78 humedad En cuanto al combustible se utilizó 1.1022kg y el aire que se absorbió de la atmósfera por el quemador es de 30.66kg considerando que se tubo una reacción completa de 94% y una relación aire combustible de 20.0 (proporcionado por el catalogo del mismo) se generaron 31.9738976kg en los gases de chimenea, en el balance de materiales realizado en la parte experimental se hace notar que solo 99,32% de la masa que entra al sistema sale por los gases de chimenea esto quiere decir que 0,68% de la masa se queda atrapada en el sistema quizás como sólidos adheridos a las paredes del quemador o en los conductos de chimenea etc., o quizás como gases que escapan por otros conductos o que queden atrapados en el sistema. Q6: Suple las pérdidas por convección y radiación. F. INDICADORES DE CALIDAD Y PRODUCTIVIDAD a) CALIDAD: El bajo número de reclamos realizados por los clientes en un mes, a la hora de comprar su producto ( precio, tamaño, otros) El tiempo promedio de espera de los clientes para ser atendidos por el personal de la panadería el oscila entre 5 y 15 min. η= η= F. trabajo neto de salida calor de entrada W QH = QH − QC QH =1 − QC QH BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA a) BALANCE DE MATERIA El objetivo de hacer un balance de materia es llegar a conocer los caudales y composiciones de las distintas corrientes de entrada y salida de un sistema y las cantidades totales y composiciones que están en el interior del mismo en un momento dado. El cambio de entropía será el mismo para ambos casos ya que la entropía es una propiedad y tiene un valor fijo en un estado fijo. Los gases de salida son expulsados a 1427 °C. CONGORA GONZALES, Walter. c= dQ m.dT ; C= dQ dT ⇒ c = mC En procesos a volumen constante se tiene la capacidad calorífica a volumen constante: ∂U CV = ∂T V En procesos a presión constante se denomina capacidad calorífica a presión constante: ∂H CP = ∂T P B) CAPACIDAD CALORÍFICA DE MEZCLAS GASEOSAS ( Cpmezcla ) Las mezclas gaseosas de composición constante se tratan exactamente de la misma forma que los gases puros. En un horno se quema gas de composición en % en volumen. E. AYUDANTES REQUISITOS: Personal honrado de buen tratar hacia el cliente, con conocimientos básicos de la materia. Tabla de algunos materiales usados como aislantes Fuente: Termodinámica – Cengel, Boles 3. Composición Cenizas C H O N Agua S Diesel Nº 2 43 200 %peso 87,13 12,60 0,040 0,008 0,002 0,220 La masa de galletas obtenidas es de 4.8863g y se analiza la composición de una estas, triturándola, se pesó y se llevó a secado, se volvió a pesar; entonces se hizo las composiciones porcentuales en masa de la galleta: %ωsólidos = 93,22 %ωagua = 06,78 Se adjunta el diagrama para el balance masa en la hoja siguiente con todos los datos que se expuso. Las. Tesis de Maestría de Gestión de Servicios Tecnológicos y de Telecomunicaciones. ROJAS-VARGAS, Armando. Documento Técnico 69/1998. . = ∑ m s ( hs + o o v s2 v2 v2 + gz s ) − ∑ m i ( hi + i + gzi ) + m 2 ( u2 + 2 + gz2 ) 2 2 2 2 o v − m1( u1 + 1 + gz1 ) 2 Cuando la energía cinética y potencial son nulas: o o o o o o Q v .c . Disponible en: 7. http://www.mific.gob.ni/Portals/0/Documentos%20Industria/MANUAL%20 de%20Tecnologia%20de%20la%20madera%20%28Reparado%29.pdf. El mayor consumo . Andalucía continúa aumentando la producción de electricidad limpia. dimensiones de la cámara de secado son: 5,81 X 1,66 X 2,23 m (largo x alto x ancho), el. RTQ [online]. 1. ºC Se tiene las capacidades caloríficas de los gases de chimenea que se producirán. volumen de madera, cedro blanco, es de V=10,93 m3. • No existe ningún proceso que consista exclusivamente en la transferencia de calor de un nivel de temperatura a otro mayor. ∆U sólidos = ∆H T2 ∆U sólidos = m ∫ CpdT T1 Donde: msólidos = P (ωP ,sólidos ) = ( 4.8863) = 4.8863kg Cp sólidos = 2,508( kJ / kg .º C ) T1 = 18º C ; T2 = 250º C Entonces reemplazando estos datos: ∆U sólidos = 12,2548404kJ Para el agua y el aire: Se dijo que durante la cocción de la galleta el agua se mantenía en la masa hasta la temperatura de 89ºC (temperatura de vaporización del agua en Huancayo) de ahí para adelante el agua se convirtió en vapor y formó una mezcla con el aire contenido en el horno. Las dimensiones de la cámara de secado son: 5,81 X 1,66 X 2,23 m (largo x alto x ancho), el volumen de madera, cedro blanco, es de V=10,93 m3. RÍOS A., L.G. 3,785 L 0,81kg masa combustible = 0,5 gal. 1gal 1L =1,5329kg Para el petróleo se tiene los siguientes datos (se utilizará el PCI ya que en el proceso el agua sale como vapor): Tipo de Petróleo Poder Calorífico Inferior (PCI) (kJ./ kg.) [email protected] RESUMEN Se determinaron las ecuaciones de balance de energía en un horno de secar madera y se calculó el . (∑n∆H ) 0 f productos − (∑n∆H ) 0 f reactivos EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL CALOR ESTÁNDAR DE . Uploaded by: Esmeralda GZ. En forma más general, el balance de materia se puede representar por medio de la siguiente ecuación: Entrada G. − Salida + Pr oducción = Acumulación BALANCE DE ENERGÍA EN PROCESOS DE FLUJO EN ESTADO ESTABLE En este tipo de proceso no ocurre acumulación de materia ni energía dentro del volumen de control, es decir o o mi = m s ; dE = 0; dt y dm =0 dt al mismo tiempo el flujo es o ya que Volumen de control o varían las velocidades 1 4 m m1 3 o o o ∑m = ∑m i o m4 m3 Donde: estacionario, m2 2 s mi : es la masa que ingresa ms : es la masa que sale másicas no con el tiempo En la figura: mi = m1 + m2 ms = m3 + m4 Se cumple: m1 + m2 = m3 + m4 En la ecuación general ordenando, se tiene: o o o Q v .c . Su formula general es CnH2n Dienos: Son moléculas lineales o ramificadas que contienen dos enlaces dobles de carbono. La potencia (P) se calculó según la ecuación (21), el mayor consumo sucede en la etapa de calentamiento (E-1) y es menor en la medida que disminuye la humedad. 20092.924 = 0,3111 64581.91 %η = 31.11% η= Este valor no indica que en el proceso de elaboración del ponque solo se aprovecha el 31.11% del calor entregado lo cual no es un buen indicador por los motivos ya expuestos que obviamente perjudican la productividad de la panadería CONCLUCIONES Se aplico los conceptos de termodinámica en su primera y segunda ley en el horno de la panadería el Pan Nuestro para el cual se realizo un balance de materiales en el que se determino que entra 5.1022kg de masa para elaborar ponque y sale 4.8863kg de producto y como producto se determino 6.78% de humedad, por otro lado se utilizo 1.533kg de combustible con 30.66kg de aire generando 31.97kg de gases de chimenea y 0.98% de masa que queda atrapada en el sistema La cantidad de calor generado en combustión es de 64581.90kJ de esta 20092.924kg es la cantidad de calor absorbido en el procesos de elaboración del ponque con los cuales se determina que la eficiencia del horno y esta es 31.11%, esta representa las ¾ partes de la eficiencia de un horno de este modelo recién adquirido lo cual indica que el horno en estudio no esta en buenas condiciones probablemente debido a la caída de la vida media y falta de mantenimiento originando problemas de carácter técnico en la la transferencia de calor a la cámara del horno. Se determinaron las ecuaciones de balance de energía en un horno de secar madera y se calculó el consumo energético para tres valores de humedad inicial: 62, 72 y 82 % base seca. Al momento de medir con el pirómetro la temperatura en el interior del horno Esperar que se estabilice la temperatura para luego recién medir dicha temperatura. 3, No. This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share 1molkg airea lim en molkgairea lim en = 30.66 Kgairea lim en 28.998 Kgdeairea lim en = 1.0573molkgairea lim en 21molkg O2 molkgO2 a lim en = 1.0573molkgaire 100molkgaire = 0,222molkgO2 ( ) molkgO residual = 0,222molkgO 0.10622 + 0.003339 + 0.0483 +1.054 x10−4 −1.915 x10 −5 = 0.06405m 79kgN 2 molkgN 2 a lim en = 0,0573molkgAA 100molkgAA = 0,8353molkgN 2 a lim en molKgN 2enchimenea = 0.8353molKgN 2 A + 4.393 x10 −6 molKgN 2 deC = 0.8353molKgN 2enhimenea ( ) Composicion de gases de chimenea molkgN 2 = 0.8353molKgN 2 a lim en + 4.393 x10 −6 molKgN 2 = 0.8353molkgN 2 molkgH Oengasdechimenea = 0.0966 molKgH 2O molkgO engasdechimenea = 0.006405molkgO engasdechimenea molkgCO engasdechimenea = 0,.104622molkgCO2engasdechimenea molKgCOengasdechimenea = 6.678 x10 −3 molKgCOengasdechimenea molKgSO2engasdechimenea =1.054 x10−4 molKgSO2 engasdechimenea b) BALANCE DE ENERGÍA APLICACIÓN DE LA PRIMERA LEY Para calcular la cantidad de calor que brinda el combustible al horno, nos situamos en el quemador, éste viene a ser un sistema de flujo tipo FEES, aplicamos la ecuación: 0 0 0 0 Q = m P h P − m C hc − m A h A Si se conoce el tiempo de operación (18 min.) han sido obtenidos de las tablas que algunos de los desarrolladores de modelos, térmicos de Matlab utilizan (tal como mencionan en. La panadería EL PAN NUESTRO, labora desde entonces en la distrito del tambo, específicamente en la calle real numero 701 entre Tello y Lobato distrito del tambo . Verificar la hermeticidad del cierre de la puerta del horno para que no exista fuga de calor. XXXVI, núm. ISSN 0122-1701 307 Fecha de Recepción: 16 de Agosto de 2011 El alcalde, Juan Carlos Ruiz Boix, ha hecho un balance "moderadamente positivo" de 2022 en San Roque, al haberse encarado "sin dejar a nadie atrás" cuestiones tan graves como la pandemia y la crisis generada por la invasión de Ucrania. Escuela Politécnica Superior de Alcoy - Escola Politècnica Superior d'Alcoi. El secado de madera en hornos de cámara consiste en hacer pasar aire por los sistemas de aireación, calefacción y humidificación para luego atravesar las pilas de madera. Con respecto a los proveedores, ellos no establecen un límite con respecto a los pedidos y proporcionan el servicio de transportar los insumos a la misma panadería. Agua fija o de constitución: Es el agua que forma parte de la fibra de la madera por combinación química. Guía para el secado de la madera en hornos. Para determinar la cantidad de agua contenida aun en las galletas, escoja 1 de cada lata, tritúrelas y lleve a secado lento, así se determinará la cantidad de agua que tenía. ∆U + ∆Ek + ∆E p = Q + W ∆E = Q + W C. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA • Ningún equipo puede funcionar de modo tal que su único efecto (en el sistema y sus alrededores) sea convertir completamente todo el calor adsorbido por el sistema en trabajo hecho por el sistema. Figura 40. Entre estas industrias destacan las panificadoras, la petroquímica, la metalurgia, la industria cerámica y la del vidrio. Al eliminarla no se presentan modificaciones apreciables en las propiedades físicas y mecánicas del leño y se llega a un nivel de humedad en base seca entre 28 % a 30 % en la madera. Ahora nos situamos en el horno, viene a ser un sistema cerrado ya que los gases de chimenea conducirán y disiparán el calor del quemador por las paredes del horno; en sí el sistema lo conforman el aire circundante en el horno y las ponques; al inicio estaban a una temperatura de 18ºC (T1) y llegarán a 250ºC (T2) donde el sistema es estacionario. H. Cálculos y resultados ……………………………………………...42 a) Balance de materia ……………………………………..…42 b) Balance de energía ……………………………………..…45 J. Discusión de Resultados ……………………………………56 CONCLUSIONES………………………………………………………..60 RECOMENDACIONES………………………………………………….61 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………62 ANEXOS………………………………………………………………...63 ANEXOS………………………………………………………………...63 4 INTRODUCCION La aplicación de la termodinámica en su primera segunda y tercera ley así como el balance de materia, son armas que el Ingeniero Químico ha de hacer en toda su vida Profesional Este hecho hará que el ingeniero químico sea capaz de analizar diversos equipos y procesos en plantas con el fin de buscar, reportar y dar mejoras para la solución problemas En este caso nos dedicamos al estudio del horno de la panadería EL PAN NUESTRO, este horno es industrial y destinado para la panificación. Vol. C) CALOR ESTÁNDAR DE REACCIÓN ( ∆H 298 ) 0 Es el calor que se produce en las reacciones químicas en los procesos endotérmicos (ganancia de energía) o exotérmicos (energía liberada). comienza en la fase 1, cuando son colocados en la mezcladora y batidora 2 apagada la mantequilla y el azúcar. BIBLIOGRAFÍA Textos de consulta: CENGEL YUNUS, BOLES MICHAEL - TERMODINÁMICA Editorial Mc Graw Hill, 5ª Edición, México 2006 DAVID HIMMELBLAU - PRICIPIOS BÁSICOS EN INGENIERÍA QUÍMICA Editorial Prentice Hall, 6ª Edición, México 1997 Jhon Perry – Manual del Ingeniero Químico Editorial Mc Graw Hill, 2ª Edición, Tomo I, México 1990 SMITH, VAN NESS, ABBOTT – INTRODUCCIÓN A LA TERMODIÑÁMICA EN INGENIERÍA QUÍMICA Editorial Mc Graw Hill, 11ª Edición, México 2004 ANEXOS 1. Report DMCA, UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA E.A.P INGENIERÍA QUÍMICA E.A.P. Hay muchos tipos de horno, que se pueden clasificar según su aplicación y la fuente de energía que utilizan. [email protected] Una vez que se enciende la batidora el operario se encarga de agregar uno a uno los huevos en la misma (20 min.). HORNEADO: Consiste en introducir los moldes con la mezcla dentro de un horno a 205 0C por 15 min. Debajo del punto de saturación de la saturación de las fibras, es la suma de la capacidad de la madera seca (cpm) y la del agua (cpa) y el factor de ajuste adicional (Ac) que considera la energía en el enlace agua–madera. b) HORNOS INDUSTRIALES Hay muchas industrias que utilizan hornos de diferentes tipos para realizar transformaciones en sus materias primas. H. CALCULOS Y RESULTADOS a) BALANCE DE MATERIA E=S G: GASES DE COMBUSTION M: MASA INICIAL C: CORRIENTE DE COMBUSTIBLE ALIMENTADO HORNO V: VAPOR ELIMINADO P: MASA FINAL A: AIRE ALIMENTADO COMPOSION DE AIRE TOTAL (TOTAL=1.533kg) COMPONENTE C H O %W 87.13 12.6 0.04 m (Kg) 1.335702 0.193158 0.0006130 n(molKg) 0.1113 0.1932 3.83x10-5 PM 12 1 16 N 0.008 0.000123 8.786x10-6 14 AGUA S TOTAL 0.002 0.22 100 0.000031 0.003373 1.533 1.72x10-6 1.054x-4 0.3046542 18 32 Asumiendo combustión completa e incompleta COMPLETA INCOMPLETA 1 C + O2 → CO( 2) C + O2 → CO2 (1) 2 Determinaremos la cantidad de CO2; H2O; SO2 en chimenea 1 H 2 + O 2 → H 2 O ( 3) 2 Para (1) S + O2 → SO2 ( 4) 1molkg CO2 94 molkg CO2 producidos = 0,1113molkg C 100 1molkg C = 0,104622molkg CO2 1molkg O2 94 molkg O2 estequiometrico = 0,1113molkg C 100 1molkg C = 0,0.10622molkg O2 Para (2) 1molkg CO 6 = 6.678 x10 −3 molkg CO molkg CO producidos = 0,1113molkg C 100 1molkg C 0.5molkg O2 6 molkg O2 estequiometrico = 0,1113molkg C 100 1molkg C = 3.339 x10 −3 molkg O2 2 Para (3) 1molKgH 2 molkg H Oproducidos = 0,1932 molkgH 2molKgH 1molkgH O 1molkgH = 0.0966molkgH O 1molKgH 2 molkg O2 estequiometrico = 0,1932molkgH 2molKgH 2 Para (4) 0.5molkgO2 1molkgH = 0.0483molkgO2 1molkgSO −4 molkgSO producidos =1.084 x10 −4 molkgS 1molkgS =1.084 x10 molkg CO 1molkg O2 −4 molkg O2 estequiometrico =1.084 x10−4 molkgS 1molkgS =1.084 x10 molkg O2 2 Cantidad de N2 y O2 Alimentados 1molkgN −4 molkgN a lim encombus = 8.786 x10−6 molkgN 2molkgN = 4.393 x10 molkg CO 1molkg O2 −5 molkg O2 a lim encombus = 3.83 x10−5 molkgO 2molkgO = 1.915 x10 molkg O2 2 Calculo de la cantidad de aire alimentado (A) A=masa de aire alimentado=(A.C)masa combust.=(20)(1.533)Kg=30.66Kg de aire alim. D. LONGITUDES Y DISEÑO DEL HORNO 2.5m 1.602m 0.35m 3m hns 2.25m 2.250m 2.20m FRONTAL LATERAL El espesor mide aproximadamente 24 cm y esta compuesto de los siguientes componentes: 0.008 m 0.124 m 0.1m 0.008 m Acero inoxidable Ladrillo refractario Fibra de vidrio Tabla Nº 2: Componentes y dimensiones de la pared MATERIAL Chapa de Acero (interno y externo) Ladrillo Refractario Fibra de Vidrio E. CARACTERÍTICAS DEL QUEMADOR LONGITUD (M) 0,008 0,124 0,100 Información General Relación aire 20.0 combustible (AC) Consumo de Diesel 2 2.0 gal/h ligero Eficiencia en combustión 94% completa (promedio) Temperatura de salida 600ºC F. INFORMACIÓN PARA EL BALANCE DE MATERIA Para el presente balance se tiene la composición de la masa inicial para la elaboración de . 12.816.756 c) UBICACIÓN ACTUAL: Calle real 701 entre lobato y Tello, distrito del Tambo d) MERCADO: La panadería EL PAN NUESTRO distribuye en diferentes localidades del Tambo Huancayo, Chilca, Palian, Pio Pata, la florida; Que son los vendedores a quienes reparten semanalmente los productos. En un horno ingresa metano y por otra corriente aire, ambos a 25°C si se usa el 60% de exceso de aire y además asumiendo que el sistema es adiabático determinar la temperatura de salida de los productos. AZÚCAR: Sirve de alimento para la levadura y contribuye a darle el sabor necesario a los panques. El proceso de secado de la madera consiste en la eliminación del agua en exceso del material recién cortado. PESADO: Se pesan los ingredientes secos que intervienen en la producción. En la tabla 2 se muestra el programa de secado por etapas (Ei) y las propiedades necesarias para los cálculos. LECHE: Componente esencial para lograr la consistencia deseada de la masa. = ∑ m s ( hs + o v s2 v2 + gzs ) −∑ mi ( hi + i + gzi ) 2 2 Si no hay cambio de nivel, es decir la energía potencial es nula: gz i = gz s = 0 la expresión se reduce a: o o o Q v .c . United States Department of Agriculture Forest Service• Madison, Wisconsin. PROBLEMAS PROPUESTOS BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA. La eliminación de la humedad por debajo del 8 %, implica la destrucción de la madera. Universidad Tecnológica de Pereira. DESMOLDADO: Consiste en sacar los ponques del molde una vez que fueron enfriados EMPACADO: Una vez que los ponques son desmoldados se empacan con bolsas Pre-fabricadas de polietileno y se sellan ALMACENADO: Consiste en llevar los ponques al área de venta y distribución a) CANTIDAD DE PONQUES FABRICADOS En la empresa PAN NUESTRO; se fabrican alrededor de 480 ponques diarios dependiendo de la demanda. November 2019 104. [3, 5, 6]. "Cómo resolver un balance de energía CON reacción química - parte 1".Ejemplo de cómo encontrar el valor de "incremento de entalpía" para resolver un balance . El secado agrupa algunas de las siguientes etapas según la calidad del producto y el programa de secado: Selección de la madera, apilado y enrastrelado, pretratamiento de la madera, secado al aire libre, secado al horno y almacenamiento. Tablas de algunos combustibles y sus propiedades más usuales Fuente: Termodinámica- Cengel, Boles 4. Tablas de Capacidades caloríficas de algunas sustancias Fuente: Principios Básicos y Cálculos en Ingeniería Química –David Himmelblau 5.
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