operaciones unitarias

1. OPERACIONES UNITARIAS I
INGENIERIA AGROINDUSTRIAL Y ENOLOGIA
ABRIL - 2023

2. En un proceso para elaborar mermelada, se mezcla la fruta, cuyo contenido de solidos es de 14% en
peso, con azúcar en una proporción de 1.22Kg de azúcar/Kg de fruta y con pectina en una proporción
de 0.0025Kg de pectina/Kg de fruta. Dicha mezcla se evapora en una olla para producir mermelada
con 67% en peso de solidos solubles. Tomando como base 1000 Kg de fruta, determinar:
A)La cantidad de mezcla obtenida
B) La cantidad de agua evaporada
C) La cantidad de mermelada producida

3. MEZCLA COCCION
F=FRUTA
14% SOLIDOS
1000Kg
A=AZUCAR
1.22Kg/Kg Fruta
P=PECTINA
0.0025Kg/Kg Fruta
M=Mezcla
XM% SOLIDOS
M Kg
W= VAPOR DE AGUA
W Kg
E=MERMELADA
67% SOLIDOS
E Kg

4. MEZCLA COCCION
F=FRUTA
14% SOLIDOS
1000Kg
A=AZUCAR
1.22Kg/Kg Fruta
P=PECTINA
0.0025Kg/Kg Fruta
M=Mezcla
XM% SOLIDOS
M Kg
W= VAPOR DE AGUA
W Kg
E=MERMELADA
67% SOLIDOS
E Kg
BALANCE GENERAL: F+A+P = W+E

5. MEZCLA OBTENIDA
M = F+ A + P
M = 1000 Kg + 1220 Kg + 2.5 Kg
M = 2222.5 Kg
CANTIDAD DE AZUCAR:
A= (
1,22 𝐾𝑔 𝐴
𝐾𝑔 𝐹
) 1000 𝐾𝑔 𝐹 = 𝐴 = 1220 𝐾𝑔
CANTIDAD DE PECTINA:
P= (
0.0025 𝐾𝑔 𝑃
𝐾𝑔 𝐹
) 1000 𝐾𝑔 𝐹 = 𝑃 = 2.5 𝐾𝑔

6. BALANCE DE SOLIDOS GENERAL: F*(Xf) + A + P = E*(Xe)
DESPEJANDO E: E= (
𝐹∗ 𝑋𝑓 +𝐴+𝑃
𝑋𝑒
)
E= (
1000 𝐾𝑔 ∗ 0.14 +1220 𝐾𝑔 +2.5 𝐾𝑔
(0.67)
)
E= 2033.58 Kg
DEL BALANCE GENERAL
W= F + A + P – E = M – E
W = 2222.5 Kg - 2033.58 Kg
W= 188.92 Kg

7. COCCION
M=Mezcla
XM% SOLIDOS
M Kg
W= VAPOR DE AGUA
W Kg
E=MERMELADA
67% SOLIDOS
E Kg
BALANCE DE SOLIDOS EN COCCION:
M*Xm =E*Xe
Xm=
𝐸∗𝑋𝑒
𝑀
) = 𝑋𝑚=
2033.58 𝐾𝑔 (0.67)
2222.5 𝐾𝑔
Xm= 0.613

8. En un proceso de elaboración de jugo de naranja se van a
concentrar 1000Kg de jugo recién obtenido, con 12.5% en peso
de solidos. Este jugo se filtra obteniendo 800 Kg de jugo
filtrado y 200 Kg de pulpa. A continuación, el jugo filtrado se
concentra en un evaporador al vacío para obtener un jugo con
una concentración del 58% de solidos. Para mejorar el sabor
del jugo final, los 200 Kg de pulpa obtenida se derivan antes de
entrar al evaporador y se mezclan con el jugo evaporado. El
jugo concentrado final contiene 42% en peso del solidos.
Determinar:
A) La concentración de solidos en el jugo filtrado.
B) La cantidad de jugo concentrado final.
C) La concentración de solidos en la pulpa que se deriva.

9. FILTRO EVAPORADOR
D=PULPA
Xd% SOLIDOS
200 Kg
MEZCLA
F= JUGO DE NARANJA
12.5% SOLIDOS
1000 Kg
S=JUGO FILTRADO
Xs% SOLIDOS
800 Kg
E=JUGO EVAPORADO
58% SOLIDOS
E Kg
W=VAPOR DE AGUA
W Kg
P=JUGO FINAL
42% SOLIDOS
P Kg

10. FILTRO EVAPORADOR
D=PULPA
Xd% SOLIDOS
200 Kg
MEZCLA
F= JUGO DE NARANJA
12.5% SOLIDOS
1000 Kg
S=JUGO FILTRADO
Xs% SOLIDOS
800 Kg
E=JUGO EVAPORADO
58% SOLIDOS
E Kg
W=VAPOR DE AGUA
W Kg
P=JUGO FINAL
42% SOLIDOS
P Kg
BALANCE GENERAL = F = w +p = 1000 Kg

11. BALANCE DE SOLIDOS GENERAL : FXf = PXp
DESPEJANDO P: P = (
𝐹∗𝑋𝑓
𝑋𝑝
) = 𝑃 =
1000 𝐾𝑔 (0.125)
0.42
P= 297.62 Kg
DEL BALANCE GENERAL
W = F – P = 1000 Kg – 297.62 Kg
W = 702.38 Kg

12. EVAPORADOR
S=JUGO FILTRADO
Xs% SOLIDOS
800 Kg
E=JUGO EVAPORADO
58% SOLIDOS
E Kg
W=VAPOR DE AGUA
W Kg
BALANCE EN EVAPORADOR: S= W+ E
E = S- W = 800 Kg – 702.38 Kg
E = 97.62 Kg
BALANCE DE SOLIDOS: S*Xs = E*Xe
Xs =
𝐸∗𝑥𝐸
𝑆
= Xs = =
97.62 𝐾𝑔 ∗(0.58)
800 𝐾𝑔
Xs = 0.07

13. MEZCLA
E=JUGO EVAPORADO
58% SOLIDOS
E Kg
P=JUGO FINAL
42% SOLIDOS
P Kg
D=PULPA
Xd% SOLIDOS
200 Kg
BALANCE EN MEZCLA:
E + D = P = 297.62 Kg
BALANCE DE SOLIDOS
E*Xe + D*Xd = P*Xp
Xd=
𝑃∗𝑋𝑝 −𝐸∗𝑋𝑒)
𝐷
=
297.62 𝐾𝑔 0.42 − 97.62 𝐾𝑔 (0.58)
200 𝐾𝑔
Xd= 0.3419 = 34.19%