Operaciones en Ingeniería de Alimentos

Evaporación

1.- Para concentrar jugo de naranja se parte de un extracto que contiene 12,5 % de sólidos.

El 89,5% del caudal de jugo se pasa a evaporadores que trabajan al vacío y salen del

evaporador con 58% de sólidos. El resto de jugo se utiliza luego para diluir el jugo

concentrado que sale del evaporador hasta una concentración final de 42% de sólidos. La

finalidad es mejorar el sabor del jugo, ya que durante la evaporación se pierden ciertos

saborizantes volátiles.

Calcule el peso de agua evaporada por cada 100 kg/s de jugo diluido que entra al proceso.

Calcule también la cantidad de jugo que se utiliza para diluir el concentrado.

2.- Un jugo de naranja con un 11% de sólidos totales debe ser concentrado en un

evaporador de simple efecto. El jugo es alimentado a razón de 15000 kg/ h a 20°C. El

equipo es operado que la operación se realiza a 70°C. El vapor es provisto a 198.5 kPa. Si

se desea una concentración final del 50% de sólidos totales, calcular:

a) Los requerimientos de vapor y su economía.

b) El área de intercambio necesaria si se admite que el sistema opera con un U = 1500

watt/ m2 K.

Para calcular el cp del alimento utilizar la ecuación:

cp = 0.837 + 0.034 . (contenido de agua, %)

Agua evaporada

Jugo concentrado58% sólidos

Jugo Diluído12.5 % sólidos

Jugo con 42%sólidos

EVAPORADOR

Operaciones en Ingeniería de Alimentos

3.- Se concentra jugo de fruta a 20°C, con un 5% de sólidos totales en un evaporador de

simple efecto. El evaporador opera a vacío de tal manera que el producto se evapora a

80°C, utilizándose vapor con una calidad del 85% a 169.09 kPa. La concentración final de

sólidos que se desea obtener es de 40% de sólidos. El producto concentrado sale del

evaporador a una velocidad de 3000 kg /h. Calcular: a) el vapor necesario y b) la economía

de vapor para el proceso, cuando el condensado sale a 80°C. El calor específico de a

alimentación es de 4.05 kj/ kg °C.

4.- Se utiliza un evaporador de doble efecto para concentrar jugo de fruta a una velocidad

de 25000 kg/ h. El jugo contiene 10% de sólidos totales a 80°C, y debe concentrarse hasta

50% de sólidos. Se dispone de vapor saturado a 1.668 atm y la temperatura de

condensación de vapor en el segundo efecto es 40°C. El coeficiente global de transmisión

del vapor en el primer efecto es de 1000 watt/ m2 °C y de 800 watt/ m2 °C en el segundo.

Calcular la economía del vapor y la superficie necesaria en cada efecto. El cp es de 3.8 kj/

kg.

5.- El jugo del problema 2 debe ser concentrado en un evaporador de triple efecto. El vapor

vivo es alimentado al primer efecto a una presión de 198.5 kPa. La temperatura de

ebullición en el último efecto es de 70°C. Los coeficientes globales de transferencia de

calor en cada efecto son: U1 = 1420 watt/ m2 °C, U2 = 1050 watt/ m2 °C y U3 = 650 watt/ m2

°C. Se deben determinar los requerimientos y la economía del vapor en cada efecto, así

como también la economía global con que opera el sistema. Calcular el área de intercambio

de cada efecto. El calor específico promedio puede considerarse igual a 1 cal/ g°C a todas

las concentraciones.