Balance de materia y energia

1.- Las fresas contienen alrededor de 15% de sólidos y 85% de agua. Para fabricar mermelada de fresa, se mezclan fresas trituradas y azúcar en una proporción de 45:55, calentándose la mezcla para evaporar agua hasta que el residuo contenga una tercera parte de agua. ¿Cuántas libras de fresas se requieren para fabricar una libra de mermelada?
Azúcar – 100%
%P
Solido – y
Azúcar – x
Agua –33.33

%P
Solido – 15%
Agua – 85%
H20 -- 100%
V

F
EVAPORADOR

P
A

P= 1lb

FA=4555
BALANCE GENERAL
F+A = V+P
BALANCE PARTICULAR
SOL 1] 0.15F = XP 0.15F=X
AGUA2] 0.85F=V+0.3333P A=Y
FA=4555 F=0.8181A 4
X + Y + 0.3333 = 1 X + Y = 0.6667
MULTIPLICAR 5 * P
X P + Y P = 0.6667 P0.15 F + A = 0.6667 P P = 1 lb
0.15 F + A = 0.6667
F=0.6667-A0.15…. F=4.444-6.666 A ECUACION 5
IGUALAR 5´ Y 4´
0.8181 A = 4.444 – 6.666 A
7.4841A = 4.444
A = 0.5938 lb
SUSTITUIR A EN 3
A = y
Y = 0.5938
SUSTITUIR A EN 4´
F = 0.818 A (O.5938)
F = 0.4857
SUSTITUIR F Y P EN 2
0.85 * 0.4857 = y + 0.3333 * 1
Y = 0.0795
COMPROBACION
0] F + A = V + P
0.4856 +0-5938 = 0.0795 +1
1.0795 = 1.0795
X = 0.15 * 0.4857
X = 0.0728
COMPROBACION
5] 0.0728 + 0.5938 + 0.3333 = 1P´S
0.9999 ≠ 1P

2.- La alimentación de un reactor de combustión debe contener 8 % en mol de CH4. Para producir esta alimentación, se mezcla con aire un gas natural que contiene 85% en peso de CH4 y 15% en peso de C2H6; el aire contiene 21% en mol de O2 y 79% en mol deN2. Calcular la relación (moles de gas natural/moles de aire).
%P
CH4 – 85.0
C6H6 – 15.0
%M
CH4 -8.0
O2 – X
N2 –Y
C2H6 - Z

MEZCLADOR
%M
O2 – 21.0
N2 – 79.0
B
P

A

CH4 85 85 16 5.3125 91.39
CXH6 15 15 30 0.5 8.60nt= 5.8125

REF:100 n=mP.M
B=100 MOLES

BA=? base de calculo

BALANCE GENERAL
0] B + A = P
BALANCE PARTICULAR
1CH4] 0.9 + 39B=0.08P 91.39=0.08P P=1,142.375 MOLES
2CH4] 0.086B=XP 8.6=XP
3O2] 0.21A=YP
4O2] 0.79A=ZP
5] 0.08+X+Y+Z=1 X+Y+Z=0.92P

MULTIPLICAR 5*P
XP+YP+ZP=0.92P
8.6+0.21A+0.79A=0.92P
8.6+1.0A=0.92PA=0.921,142.375-8.61.0=1,042.38 MOLES
COMPROBACION
0] B+A=P
100+1,042.38=1,142.375
1,142.38≠1,142.375

y=0.21(1,042.38)1,142.37=0.1916

x=8.61,142.37= 7.528x10-3
z=0.791,042.381,142.37=0.7208
COMPROBACION
0.08+X+Y+Z=1
0.08+0.00752+0.1916+0.7208=1
0.99992≠1

3.- las tuberías por las cuales se transportan materiales en las plantas industriales poseen con frecuencia variospies de diámetro, volviendo inútiles a los dispositivos para medir flujos tales como los rotámetros y medidores de orificio. Una técnica empleada para la medición de flujos en tales tuberías es el método de técnica empleada para la medición de flujos en tales tuberías es el método de dilución de indicador, en el cual se inyecta una corriente continua de una substancia fácilmente medible (el trazador)a la corriente de proceso, con un flujo conocido, midiéndose la concentración del trazador corriente abajo respecto del punto de inyección. Cuanto mayor sea el flujo de la corriente de proceso, menor será la concentración del trazador en el punto de medición.
Una corriente de gas natural contien 1% en mol de CO2 y el resto de metano, fluye a través de una tubería. Se inyectan 50kg de CO2 porminuto a la línea, y una muestra obtenida corriente debajo de este punto contiene 1.7% en mol de CO2. Calcular el flujo molar del gas natural.

A CO2 – 1.0
CH4 – 99.0
%M
CO2 – 1.7
CH4 – 98.3
C

CO2 – 100%
B

Gm=? 50 KG/MIN – 1,136.36 gr-mol/min

Gm=50 kg min como Gm=Gn*M.M
Gn=GmM.M
M.M CO2 = 44 gr / grmol
Gn=50 kg mingr-mol44...