Metodos

FUNDAMENTOS DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES

Profesor: Danny Guzmán Méndez danny.guzman@uda.cl Departamento de Metalurgia Clase 3.

1. BALANCE DE MASA.
Ejercicios Resolución en Clases En un proceso para fabricar jalea, la fruta macerada que tiene 14% en peso de sólidos solubles, se mezcla con azúcar (1,22 Kg Azúcar/1,00 Kg fruta) y pectina (0,0025 Kg pectina/1,00 kg fruta). Considere el azúcary pectina como sólidos solubles. La mezcla resultante pasa a un evaporador para producir una jalea con 67% en peso de sólido soluble. Calcule, para una alimentación de 1000 Kg/h de fruta macerada, los Kg/h de mezcla obtenida, los Kg/h de agua evaporada y los Kg/h de jalea producida.

1. BALANCE DE MASA.
Resolución:
1220 Kg/h AZUCAR 100% MASA SS 1000 Kg/h FRUTA 14% MASA SS 2,5 Kg/h PECTINA100% MASA SS

M2 AGUA

MEZCLADOR

M1 X% SS

EVAPORADOR

M3 FRUTA 67% SS

M1=1220+1000+2,5 xM1=1220+2,5+1000*0,14 M1=M2+M3 XM1=0,67M3

M1= 2222,5 Kg/h x= 61,3 % SS M2= 188,9 Kg/h M3= 2033,6 Kg/h

1. BALANCE DE MASA.
Procesos con bypass o derivación:
Un bypass o derivación se produce cuando una parte de la alimentación de un proceso se desvía, rodeándolo, para juntarse con elproducto del mismo proceso. Entrada Proceso Flujo de derivación Salida

1. BALANCE DE MASA.
Balance proceso con derivación o bypass:
El jugo de naranja fresco contiene 12,0% en masa de sólidos y el resto es agua, y el jugo de naranja concentrado contiene 42,0% en masa de sólidos. Al principio se usaba un solo proceso de evaporación para concentrarlo, pero los constituyentes volátiles del jugoescapaban con el agua, y el concentrado perdía sabor. El proceso actual resuelve este problema derivando (bypass) una fracción del jugo fresco. El jugo que entra al evaporador se concentra hasta 58 % de sólido y se mezcla con la corriente derivada de jugo fresco hasta lograr la concentración deseada. Estime la cantidad de producto (concentrado al 42%) obtenido por cada 100 kg/h de jugo frescoalimentado al proceso y la fracción de alimentación que se desvía del evaporador. (ignore cualquier evaporación del jugo que no sea agua).

1. BALANCE DE MASA.
Balance proceso con derivación o bypass:

Trace un diagrama simple del proceso
M3 Kg/h AGUA 100 Kg/h M1 Kg/h M4 Kg/h M5 Kg/h 12% masa12% masa EVAP 58% masa 42% masa M2 Kg/h 12% masa

1. BALANCE DE MASA.
Balance proceso con derivación obypass:

scriba las ecuaciones químicas involucradas si las hay
M3 Kg/h AGUA 100 Kg/h M1 Kg/h M4 Kg/h M5 Kg/h 12% masa12% masa EVAP 58% masa 42% masa M2 Kg/h 12% masa

1. BALANCE DE MASA.
Balance proceso con derivación o bypass:

- Seleccione una base para el cálculo Base: 100 Kg/h
M3 Kg/h AGUA 100 Kg/h M1 Kg/h M4 Kg/h M5 Kg/h 12% masa12% masa EVAP 58% masa 42% masa M2 Kg/h 12% masa

1.BALANCE DE MASA.
Balance proceso con derivación o bypass:
M3 Kg/h Variables: M1, M2, M3, M4 y AGUA

etermine las variables y ecuaciones que las relaciona

100 Kg/h M1 Kg/h M4 Kg/h M5 Kg/h 12% masa12% masa EVAP 58% masa 42% masa M2 Kg/h 12% masa

100 = M1 + M2 M1 = M3+M4 0,12M1=0,58M4 M4+M2=M5 0,58M4+0,12M2=0,42M5

1. BALANCE DE MASA.
Balance proceso con derivación o bypass:
5.-Proceda al balance de masa
M3 Kg/h AGUA

100 Kg/h M1 Kg/h M4 Kg/h M5 Kg/h 12% masa12% masa EVAP 58% masa 42% masa M2 Kg/h 12% masa M1 =90,06 M2= 9,94 M3=71,43 M4=18,63 M5=28,57

1. BALANCE DE MASA.
Procesos con reacciones químicas:
Cuando se lleva a cabo una reacción química dentro de un proceso, se complican los procedimientos de balance de materia. La ecuación estequiométrica de la reacciónimpone restricciones sobre las cantidades relativas de reactivos y productos en las corrientes de entrada y salida.

1. BALANCE DE MASA.
Procesos con reacciones químicas: C4H8 + 6O2+=> 4CO2+4H2O

1).- ¿Qué es un mol?

.- ¿Esta balanceada la ecuación ? Cuál es la relación estequiométrica entre el H2O y O2? Cuántos gramos de O2 se necesitan para formar 400 g 5).- Se alimentan 20 g/min C4H8...