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EJERCICIOS TERMODINÁMICA - BALANCE DE MASA

Ayudante: Rodrigo Salgado

1. Se desea destilar caldo de cultivo que para efectos prácticos, se puede considerar que esta solamente constituido por etanol (C2H5OH) y agua.
El proceso consiste básicamente en dos torres que están conectadas en serie. (ver figura)

[pic]

El alcohol destilado a obtener por el tope de la segunda torre debecontener 94% en peso de etanol.
Se cuenta con la siguiente información:
- Flujo de alimentación torre 1: 100 Kg/h.
- Flujo de tope torre 1: 20 Kg/h.
- Porcentaje en peso de alcohol por fondo de torre 1: 2%.
- Flujo de fondo torre 2: 5 Kg/h.
- Porcentaje en peso de alcohol por fondo de la torre 2: 6%.

Calcular:
a) Composición de flujo de alimentación.
b) Composición de flujo de tope de latorre 1.


2.- Se tiene un secador de harina que rebaja la humedad desde un 15% a un 8% en peso, a 10 toneladas iniciales de harina.
Para secar se usa aire caliente a 350ºC con una humedad de 0,012 gr de agua/ gr aire seco que sale a 80ºC con una humedad de 0,075 gr de agua/gr aire seco.
Determinar el volumen de aire alimentado, si la densidad del aire a si las condiciones de entrada son de1.1 gr/lt. y la del vapor de agua 1gr/lt.


3.- Un material sólido que contiene 15% de humedad está siendo secado hasta una humedad del 2% (peso). El aire fresco contiene 0.012 lb H2O/lb aire seco y está a una temperatura de 70ºF.
El aire que sale del secador viene a 100ºF con un 3% de humedad, parte de él se recicla, se junta con el aire fresco pasando ambas corrientes a un calentador dedonde pasan al secador a 200ºF.
La corriente de reciclo es a la corriente de salida x/y como 2/3. El sistema opera a 1 atm. absoluta y se procesan 1000 lb/h.
Calcular:
a) Volumen de aire húmedo
b) Humedad del aire a la entrada del secador.

[pic]

4. Se alimenta a un hervidor 1500 lb de una mezcla líquida de A y B, al 35% en peso en A. Al calentar la solución se evapora una ciertacantidad de ella, quedando una fracción líquida que tiene un 5% en peso de A, mientras que el vapor se hace pasar a un condensador. El líquido obtenido en el condensador se mezcla con 400 lb de solución líquida de A y B, al 25% en peso de A, obteniéndose una nueva mezcla al 58% en peso de A. ¿Cuál es la composición del vapor que se obtiene en el rehervidor?

5. En el diagrama se muestra unacolumna de destilación típica junto con la información conocida para cada corriente. Calcule las relaciones caudal de destilado/caudal de alimentación y caudal de destilado/caudal de residuo, siendo:

D (destilado), F (alimentación) y W (residuo)



F 35% etanol
65% agua D 85%etanol
15% agua


W 5% etanol
95% agua

6. Si se licua aire y se destila a bajas temperaturas, seobtiene oxígeno puro. En la figura se ven las dos columnas de destilación utilizadas, así como las composiciones de las corrientes que se dan están en % molar.

Calcule: a) El porcentaje de oxígeno de la alimentación (F) que se recupera en la corriente (O).

b) Los kgmol/h de (A) si la corriente (O) es de 100 kgmol/h.N 99% N2
1% O2


B 99% N2
1% O2
O 0,5% N2
99,5% O2



F 79%...
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