balance de masa

2.1. Ley de la Conservación de la Masa: La masa de los materiales que intervienen en un proceso es constante. La conservación de la materia exige que los materiales que entran en un proceso, o bien se acumulan o salen del proceso, de forma que no puede haber pérdida ni ganancia
2.2. Sistemas y Corrientes: Un sistema es una porción específica del universo, con límites bien definidos y que seráobjeto de nuestro estudio. Podremos definir qué material entra al sistema, qué material sale y qué material se encuentra dentro de él.
Un proceso industrial se puede definir como sistema o tan sólo a una de sus etapas, también se pueden agrupar una serie de etapas y considerarlas como un sistema
Las entradas y salidas de los sistemas son las corrientes (en procesos continuos se llaman flujos).Las variables de una corriente definen la cantidad o velocidad de flujo de un material en una corriente, en tanto que las variables de un sistema describe el cambio de una cantidad dentro del sistema.
Las especificaciones de la composición de la corriente proporcionan información sobre la composición de esa corriente presentada en forma de porcentaje, en masa o mol, fracción másica o molar,proporción de masa o molar o concentración
Las especificaciones del desempeño de un sistema describen cuantitativamente la magnitud en la cual los cambios físicos y/o químicos ocurren dentro del sistema
Clasificación de los sistemas de acuerdo a su interacción don el entorno como:
Sistemas Abiertos: hay entradas y/o salidas de materia hacia el entorno.
Cerrados: no hay entradas ni salidas demateria hacia los alrededores.
Aislados: no hay ningún tipo de interacción con los alrededores, ni de materia ni de energía.
También se distinguen los sistemas por el régimen de trabajo en intermitentes, batch o por lote, semi- intermitentes (o semicontinuos) y los continuos.
2.3 Ecuaciones de Balance de Materia “Entrada = Salida + Acumulación”
Un balance de materia es una expresióncuantitativa de la Ley de la Conservación de la Materia. Esta expresión es siempre válida para elementos que fluyen a través de sistemas, excepto para pequeñas desviaciones en casos donde material radiactivo es involucrado
2.3.1 Ecuación General de Balance de Masa
El balance de una cantidad que se conserva en un sistema se puede escribir de manera general como:

Para aplicar esta ecuación debemosanalizar las condiciones del proceso en un tiempo determinado:
Régimen permanente o estacionario: Si las variables de proceso no varían con el tiempo.
Régimen no estacionario, intermitente o transitorio: Si las condiciones de un sistema cambian en el tiempo.
Si el sistema se encuentra en estado estacionario, la acumulación debe valer cero y la reacción se reduce a esta expresión: “Entrada +Generación = Salida + Consumo”
En sistemas donde no hay reacción química, los términos de generación y/o consumo valen cero, reduciéndose aún más la expresión: “Entrada = Salida”
Las variables de corrientes son las entradas y salidas, mientras que la generación y el consumo son variables del sistema. Las unidades en cada término de la ecuación deben ser las mismas.
La ecuación de balance demateria se puede aplicar tanto a las corrientes que entran y salen de un sistema como a los componentes de estas corrientes: elementos, compuestos o materiales compuestos
En sistemas con reacción, es más conveniente un balance de compuestos cuando se conocen las reacciones químicas. En caso de no conocer las reacciones químicas o que se lleven a cabo una multitud de reacciones químicas, es mejorrealizar un balance de elementos. Para estos procesos químicos, la generación y el consumo casi siempre son debidos a reacciones químicas. Los elementos no pueden generarse ni consumirse, pero sí los compuestos. Los términos de Generación y Consumo se relacionan con los coeficientes estequiométricos determinados mediante el balance de las ecuaciones de las reacciones químicas involucradas en el...