Un líquido fermentado se bombea a razón de 2000 kg/h a 30ºC a través de in intercambiador de calor, en donde se calienta hasta 70ºC. El agua para este proceso entra al intercambiador a 95ºC y sale a 80ºC. El Calor específico del líquido fermentado es 0.966 kcal/kgºC. Cuánta agua será necesaria para realizar el calentamiento.
Respuestas a la pregunta
- De la primera Ley de Termodinámica, el calor absorbido por el líquido fermentado (Qa) es igual al calor cedido por el agua (Qc):
Qa = Qc (1)
- Por otro lado, el calor absorbido (Qa) es igual a la masa de líquido fermentado (mf) por el calor especifico del líquido fermentado (Cpf) por la diferencia de temperatura:
Qa = mf x Cpf x ΔTf (2)
- Y el calor cedido por el agua (Qc) es igual a la masa de líquido agua (ma) por el calor especifico del agua (Cpa = 1 kcal/Kg °C) por la diferencia de temperatura.
Qc = - mfa x Cpa x ΔTa (2)
- Sustituyendo las Ec (2) y (3) en (1), se tiene:
mf x Cpf x ΔTf = ma x Cpa x Ata (4)
- Sustituyendo los valores en la Ec. (4), nos queda:
2000 kg/h x 0.966 Kcal/kg°C (70°C – 30°C) = ma x 1 Kcal/kg °C x (95°C – 80°C)
77280 Kcal/h = ma x 15 kcal x kg → ma = 77280 Kcal/h /15 Kcal/kg
→ ma = 5152 kg/h
Que representa la cantidad de agua requerida para calentar el líquido fermentado