Balance de materia ejercicios

TERCER PARCIAL
FABIO FREYLE
ALEJANDRA DUARTE
1. Los granos de café contienen sustancias solubles en agua (S) y otras que no lo son (I). Para producir café instantáneo, se disuelve la porción soluble en agua, en precoladores grandes y después se alimenta el café a un secador en el que se evapora el agua, dejando el café soluble como un polvo seco.
La porción insoluble de los granos decafé, pasa a través de varias operaciones y el material seco se utiliza para abonos de suelos.
El diagrama de flujo muestra el proceso:

Calcular las velocidades másicas de flujo de 1 a 8 en kg/h
Ecuación de Balance General
A+B=G+I+A+E+D
Análisis por componentes /procesos

C=D+E
C= D+ 500 Kg/h
Sustancia solubles en agua
0.35C=0D+E
C=
C= 1.428,6 Kg/h
Agua
0.65C=D+0E
0.65C=D
D=0.65(1.428,6 Kg/h)
D=928,6 Kg/h

H=I+J
H=I+1400 Kg/h
Sustancia insolubles en agua
0.5H = 0I+0.7 J
H=
H= 1.960 Kg/h
Solucionando la ecuación planteada para el proceso analizado se obtiene:
H=I+J
H=I+1400 Kg/h
I= H-1400 Kg/h
I= 1.960 Kg/h - 1400 Kg/h
I=560 Kg/h

F=G+H
F= G+1.960 Kg/h
Sustancia insolubles en agua
0.2F=0G+0.5H
F=
F=4.900 Kg/h
Solucionando la ecuación planteada para elproceso analizado se obtiene:
F=G+H
G = F-1.960 Kg/h
G=4.900 Kg/h - 1.960 Kg/h
G=2.940 Kg/h

A+B=F+C
A+B= 1.428,6 Kg/h+4.900 Kg/h
A+B=6.328,6 Kg/h
Agua
A+0B=0.8 (0.65C)+0.65C
A= 0,52C+0.65C
A=1,17 C
A= 1,17 (1.428,6 Kg/h)
A= 1.671,5 Kg/h
Solucionando la ecuación planteada para el proceso analizado se obtiene:
A+B=6.328,6 Kg/h
B=6.328,6 Kg/h-A
B=6.328,6 Kg/h-1.671,5 Kg/hB=4.657,1 Kg/h
Respuesta Las velocidades másicas del flujo son:A (1) = 1.671,5 Kg/h, B (2) =4.657,1 Kg/h, C (3) = 1.428,6 Kg/h, D (4) =928,6 Kg/h, F (5) =4.900 Kg/h, G (6) =2.940 Kg/h , H (7) = 1.960 Kg/h, I (8) =560 Kg/h |

2. En el proceso de ordeño mecánico para vacas, se realiza la limpieza y desinfección de todas las partes del sistema de ordeño, para evitar cualquier microorganismocontaminante de la leche. En una planta donde se realiza este proceso, se prepara una solución desinfectante, con la siguiente formulación:
65% de Carbonato de Sodio
35% de Metasilicato de Sodio
Después 1 Kg de la mezcla anterior se adiciona a 100 litros de agua y 100 cm3 de Hipoclorito de Sodio.
¿Cuáles serían las cantidades necesarias de las sustancias iniciales para preparar 100 litros de lasolución desinfectante?.
Densidad Carbonato de Sodio = 2,5 g/cm3
Densidad Metasilicato de Sodio = 0,9 g/cm3
Densidad Hipoclorito de Sodio = 1,2 g/cm3
Solución Desinfectante
E
0.12 kg
Hipoclorito de Sodio D
100 kg H2O C
0.35 kg
Metasilicato de Sodio B
0.65 kg
Carbonato de Sodio A

MEZCLA
DIAGRAMA DE BLOQUES

Variable Conocidas | Variables Desconocidas |A=0,65KgB=0,35KgC=100KgD=0,12KgE=101,12Kg | porcentaje de los componentes de E |

DESARROLLO
Ecuación de balance general:
A+B+C+D=E
0,65Kg+0,35Kg+100Kg+0,12Kg=101,12Kg
Análisis por componentes:
Carbonato de sodio:
A+0B+0C+0D=xE
0,65Kg=101,12Kg x
x=0,65Kg101,12Kg
x=6,43*10-3
Donde x es la proporción de carbonato de sodio en la solución desinfectante
Metasilicato de sodio:
0A+B+0C+0D=yE
0,35Kg=101,12Kg yy=0,35Kg101,12Kg
y=3,46*10-3
Donde y es la proporción de metasilicato de sodio en la solución desinfectante
H2O:
0A+0B+C+0D=zE
100Kg=101,12Kg z
z=100Kg101,12Kg
z=0,98897
Donde z es la proporción de H2O en la solución desinfectante
Hipoclorito de sodio:
0A+0B+0C+D=wE
0,12Kg=101,12Kg w
w=0,12Kg101,12Kg
w=1,2*10-3
Donde z es la proporción de hipoclorito de sodio en la solucióndesinfectante

Respuesta:Para hacer 100 litros de solución desinfectante, se necesita de 0,643 litros de carbonato de sodio, 0,346 litros de metasilicato de sodio, 98,897 litros de H2O, y 0,12 litros de hipoclorito de sodio. |

3. Se alimenta a un evaporador 10000 lb/hr de una solución que contiene 6% en peso de sal en agua. Se produce una solución saturada y parte de la sal cristaliza. Los...