Balance de materia y energia

UNIDAD 1: Balance de materia sin REACCIÓN QUÍMICA en flujo continuo
Los balances de materia y energía son contabilidad de entradas y salidas de materiales y energía de un proceso o de una parte de este. Estos balances son importantes para el diseño del tamaño de aparatos que se emplean y para calcular su costo. Si la planta trabaja, los balances proporcionan información sobre la eficiencia delos procesos.
Los balances de materia y energía se basan en las leyes de la conservación de la masa y la energía. Estas leyes indican que la masa y energía son constantes y por lo tanto la masa y la energía entrante a un proceso, deben ser iguales a la masa y energía salientes a menos que produzca una acumulación dentro del proceso.
Para balancear un proceso sin reacción química, se debe detener en cuenta:
1.-El número máximo de ecuaciones linealmente independientes que se pueden formular equivale al número de especies químicas en las corrientes de entrada y salida.
2.-Formular primero aquellos balances que involucran el menor número de incógnitas.
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{text:list-item} El balance de materia es un método matemático utilizado principalmente en ingenieríaquímica. Se basa en la ley de conservación de la materia, que establece que la masa de un sistema cerrado permanece siempre constante (excluyendo, por supuesto, las reacciones nucleares o atómicas y la materia cuya velocidad se aproxima a la velocidad de la luz).
La masa que entra en un sistema debe, por lo tanto, salir del sistema o acumularse dentro de él, es decir:
Entradas = Salidas +Acumulación
Los balances de materia se desarrollan comúnmente para la masa total que cruza los límites de un sistema. También pueden enfocarse a un elemento o compuesto químico. Cuando se escriben balances de materia para compuestos específicos en lugar de para la masa total del sistema, se introduce un término de producción:
Entradas + Producción = Salidas + Acumulación
El término deproducción puede utilizarse para describir velocidades de reacción. Los términos de producción y acumulación pueden ser positivos o negativos.
Tipos de balance de materia.
Los balances de materia pueden ser integrales o diferenciales.
Balance integral: se enfoca en el comportamiento global del sistema, mientras que un balance diferencial se enfoca en los mecanismos dentro del sistema(los cuales, a su vez, afectan el comportamiento global). Para poder hacer un balance integral de materia primero se deben identificar los límites del sistema, es decir, cómo el sistema está conectado al resto del mundo, y cómo el resto del mundo afecta al sistema.
Balance diferencial: se debe describir también el interior del sistema. En los casos más simples, este se considerahomogéneo (perfectamente mezclado).
También pueden clasificarse de la siguiente forma:
Balance de masa global o total:_ _Se realiza en todo el sistema considerando las masas totales de cada una de las corrientes de materiales.
Balance parcial: Se realiza en los subsistemas considerando un determinado componente en cada una de las corrientes.
Balance molar: Si enel sistema no se originan cambios químicos.
Balance atómico: Si en el sistema hay cambios químicos.
Balance volumétrico: Si no se originan cambios de estado.
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La industria alimentaria requiere de hombres y maquinaria para procesar los productos naturales y para fabricar algo se siguen pasos relacionados entre si. A esta secuencia se le llama proceso.Los procesos a los que continuamente entran y de los que salen materiales, reciben el nombre de “proceso continuo”. Hay otros procesos en los que se mete el material en un equipo, se espera su transformación y luego se vacía. Estos procesos son intermitentes. También lo son los procesos en los cuales se fabrica hoy un tipo de producto y mañana otro.
En los procesos continuos siempre se...
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