UNIDAD II BALANCE DE MATERIALES SIN REACCION QUIMICA

UNIDAD II: BALANCE DE MATERIALES SIN REACCION QUIMICA.

OBJETIVOS

• Retomar de las clases de Física I y la Ley de Conservación de la Masa. • • Definir Base de Cálculo y su aplicación en la Metodología de resolución de Problemas de Balance. • • Abordar cada una de las operaciones unitarias (Secado, Mezclado, Absorción, Extracción Sólido-Líquido, Extracción Líquido-Líquido, Destilación, Cristalización) en términos de: Equipos, Aplicaciones, Ecuación de Balance de Masa • .

Contenidos – Ley de la Conservación de la Masa. – Base de Cálculo y Metodología para resolución de problemas de balance. – Secado. – Mezclado. – Absorción. – Extracción Sólido-Líquido. – Extracción Líquido-Líquido. – Destilación.

El Balance de Materia. • Para efectuar una balance de materia primero se debe especificar en qué consiste el sistema para el cual se hará el balance y establecer sus fronteras. • Un sistema se refiere a cualquier porción arbitraria o a la totalidad de un proceso establecido. • Frontera del sistema se circunscribe formalmente alrededor del proceso.

• Sistema Abierto: Se transfiere material por las fronteras del sistema • Sistema Cerrado: No tiene lugar una transferencia semejante durante el intervalo de tiempo de interés. • Un balance de materia no es mas que una contabilización de materiales que entran y salen del sistema.

Flujos de entradas Sistema para el, cual se efectúa el balance de materia Flujos de salidas

El balance de materia puede referirse a un balance en un sistema para: § La masa total § El total de moles. § La masa de un compuesto químico. § La masa de una especie atómica. § Los moles de un compuesto químico. § Los moles de una especie atómica. § El volumen (posiblemente)

• Ecuación para el balance de masa: Acumulación dentro del sistema = entradas por las fronteras del sistema – salidas por las fronteras del sistema + Generación dentro del sistema – consumo dentro del sistema. Esta aplica a las primeras seis categorías

• Acumulación: se refiere a un cambio de masa o de moles (positivo o negativo) dentro del sistema respecto al tiempo, • La transferencia a través de las fronteras del sistema: se refiere a las entradas y salidas del sistema

Entra agua sale agua sistema Entra aire sale aire Sale agua

• La mayor parte de los problemas analizados (pero no todos) son problemas en estado estacionario. Por lo tanto ¨Lo que entra debe salir¨ Entradas de masa/ moles por las fronteras del sistema – salidas de masa / moles por las fronteras del sistema.

Estrategias para analizar los problemas de balance de materia ü Lea el problema y aclare lo que se dese saber. ü Haga un dibujo del proceso. ü Rotule con símbolos cada flujo y las composiciones que les correspondan. ü Indique todos los valores conocidos de composición y flujo de las corrientes en el diagrama. ü Calcule las composiciones y flujos adicionales a partir de datos dados. ü Escoja una base de calculo. ü Haga una lista de simbolos. ü Escriba las ecuaciones correpondientes.

ü Resuelva las ecuaciones por los métodos matemáticos que le sean mas fácil. ü Verifique sus respuestas.

Resuelva 1. • En un proceso de manufactura de jugo de naranja, se necesita un evaporador, que recibe una alimentación de 4500 Kg/d de jugo con una concentración del 21%. El jugo se concentra hasta 60%. La alimentación entra a 20 o. C. Determine cuanto salió de jugo del evaporador.

2. Una disolución acuosa que contiene 10% de acido acético se agrega a una disolución acuosa que contiene 30% de acido acético y que fluyen a razón de 20 Kg/ min. El producto P de la combinación sale a razón de 100 Kg/min ¿Qué composición tiene P? para este proceso

ORIENTACIONES

GRACIAS POR SU ATENCIÒN