Planta Pesquera

ÍNDICE

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

CAPITULO I

ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO

1. Antecedentes

En nuestro país actualmente las Fábricas de Harina de Pescado (FHP) utilizan dos tecnologías de secado:

• Un secado directo por medio de gases calientes, que es una solución tradicional.
• Un secado indirecto con vapor (el cake no esta en contacto directo con el flujo calefactor) que es una solución tecnológica que rápidamente está desplazando al secado directo.

Esta solución tecnológica del secado a vapor nace como consecuencia de los problemas de contaminación ambiental originados por los secadores a fuego directo, así como también por las necesidades de ahorro de combustible, solución lograda mediante la utilización de evaporadores de película descendente (WHE) que utilizan los vahos del secado como medio calefactor del evaporador.

Mientras que los secadores a fuego directo son utilizados en la elaboración de harinas Standard, los secadores indirectos se usan normalmente para la producción de harinas de pescado de alta calidad, con un mejor contenido de proteínas y mejor contenido de aminoácidos lo que permiten obtener precios más altos en el mercado y la apertura de mercados mas exigentes como el Europeo.

La tendencia mundial es muy marcada a aumentar la demanda de harinas secadas a vapor, para su empleo mas selectivo en acuicultura, alimentación de cerdos bebe, etc.

1. Justificación

El presente proyecto de investigación se justifica en la medida en que las industrias de harina de pescado vean los beneficios del reemplazo tecnológico de secadores a fuego directo por secadores indirectos a vapor, lo cual incidirá en la conservación de los recursos energéticos, la producción de harina de pescado de mayor calidad y la mitigación del medio ambiente.

CAPITULO II

FUNDAMENTOS TÉCNICOS Y DE INGENIERÍA

1. Fundamento de Balance de Materia y Energía

1. Balance de Materia

Un balance de materia de un proceso industrial es una contabilidad exacta de todos los materiales que entran, salen, se acumulan o se agotan en el curso de un intervalo de tiempo de operación dado. Un balance de materia es de este modo una expresión de la Ley de conservación de la Masa teniendo en cuenta aquellos términos. Si se hiciesen medidas directas del peso y composición de cada corriente que entra o sale en un proceso durante un intervalo de tiempo dado  y de variación en el inventario de material dentro del sistema durante aquel intervalo de tiempo, no seria necesario ningún cálculo. Pocas veces esto es factible, y de ahí que se hace indispensable el cálculo de las incógnitas.

El principio general de los cálculos de balance de materia es establecer un número de ecuaciones independientes igual al número de incógnitas de composición y masa.

1. Balance de Energía

De acuerdo con el principio de conservación de la energía, tambien llamado Primer Principio de Termodinámica, la energía es indestructible, y la cantidad total de energía que entra en un sistema debe  ser exactamente igual a la que sale más cualquier aumento dentro del sistema. Una expresión matemática o numérica de este principio se denomina un balance de energía, que en conjunción con un balance de materia es de capital importancia en problemas de diseño y operación de procesos.

En el establecimiento de un balance energético general para cualquier proceso, es conveniente utilizar como base una unidad de tiempo de operación, por ejemplo una hora para una operación continua y un ciclo para una operación discontinua o intermitente. Es necesario distinguir entre un proceso continuo, que es aquel en el que continuamente entran y salen del sistema corrientes de materia, y un proceso discontinuo, que es de carácter intermitente y en el que ni entran ni salen del sistema ninguna corriente continua de materia de materia durante el transcurso de la operación.

Un proceso continúo estacionario esta tambien caracterizado por un estado estacionario de flujo, y por una constancia de temperaturas y composiciones en cualquier  punto dado del proceso, en contraste a las condiciones de temperatura y composición que cambian en un proceso discontinuo o de hornada.

En un balance energético las energías recibidas son iguales a las desprendidas más el aumento de energía dentro del sistema por unidad de periodo de tiempo en un proceso continuo, o para un ciclo dado de operación en un proceso discontinuo. Las formas separadas de energía se clasifican convenientemente como sigue, despreciando las formas electrostáticas y magnéticas, que ordinariamente son pequeñas:

1. energía Interna, designada por el símbolo U por unidad de masa o mU para la masa m.
2. La energía adicionada por impulsión de una corriente de materia dentro del sistema bajo la resistencia de una presión. Este trabajo de flujo es igual a mpV, donde p es la presión del sistema y V es el volumen por unidad de masa. Un trabajo de flujo semejante lleva consigo la expulsión de una corriente de materiales desde el sistema. Estos términos aparecen tan solo en el balance energético de un proceso continuo.
3. Las energías potenciales externas de todos los materiales que entran y salen del sistema. La energía potencial externa, expresada con relación a un plano de referencia elegido arbitrariamente, es igual a [pic 1]; donde[pic 2]es la altura del centro de gravedad de la masa de materia por encima del plano de referencia, [pic 3] es el valor local de la gravedad y [pic 4] la constante de la ecuación fundamental de fuerza.
4. Las energías cinéticas de todas las corrientes que entran o salen del sistema. La energía cinética de una sola corriente es igual a [pic 5], donde [pic 6]es su velocidad media, dependiendo la misma de las unidades de [pic 7] y de [pic 8].
5. Las energías superficiales de todos los materiales que entran y salen del sistema. La energía superficial por unidad de masa se designa por [pic 9] y en general es despreciable, excepto cuando aparecen áreas superficiales grandes, como en la formación de rocíos o emulsiones.
6. La energía neta añadida al sistema en forma de calor, y designada por q. Este calor neto recibido representa la diferencia entre la suma de todos los calores que fluyen dentro del sistema a partir de todos los manantiales de calor y la suma de todos los calores que salen del sistema cualquiera que sea su origen.
7. La energía neta eliminada como trabajo realizado por el sistema, designada por w. Este trabajo neto incluye todas las formas de trabajo realizado por el sistema, tales como trabajo mecánico y eléctrico, menos todos los otros trabajos adicionados al sistema desde cualquier origen.
8. La variación neta en el contenido energético del sistema durante el transcurso de la operación y designado por el símbolo[pic 10]. En un proceso continuo en estado estacionario con inventario constante, el término de variación energética [pic 11] es cero. En un proceso general [pic 12] representa la variación en el contenido energético del sistema como resultado de cualquier cambio en el inventario del sistema, en la temperatura, en la composición, en la energía potencial de elevación, o en la energía cinética debido a la agitación, por ejemplo. En un proceso discontinuo, los términos energéticos debidos a las corrientes de entrada o salida desaparecen, y el término [pic 13] se vuelve de mayor importancia.

La ecuación general de la energía puede establecerse, designando las energías recibidas por el sistema con el subíndice 1 y las desprendidas por el subíndice 2. Todas las energías recibidas son compensadas frente a las desprendidas y a la variación de la misma en el sistema, indicando el símbolo [pic 14]la suma de cada forma de energía en todas las corrientes que entran o salen. Asi,

[pic 15]

[pic 16][pic 17] … (1)

En casos mas específicos aparecen simplificaciones de esta ecuación general. En un proceso continuo estacionario, sin fluctuaciones en la temperatura, composición e inventario, el termino [pic 18] se hace cero. En un proceso discontinuo, donde ni entra ni sale del sistema corriente de materiales durante el transcurso de la operación, el trabajo de flujo, la energía cinética y la energía potencial de las corrientes no aparecen en la ecuación. Para procesos discontinuos tales que la energía superficial es despreciable la ecuación general se reduce a

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