reactores

2. BALANCES DE MATERIA

2.1 CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS
Los balances de masa o balances de materia se basan en la ley de la conservación de la
materia, que establece que la materia no se crea ni se destruye.
Los balances de masa son utilizados en el d iseño de un nuevo proceso o en el análisis de
uno ya existente.
Los procesos químicos pueden clasificarse en intermitentes (batch),continuos o
semiintermitentes y como estacionarios (en régimen permanente) o transitorios.
Proceso intermitente: La alimentación se introduce al sistema al principio del proceso, y
todos los productos se extraen juntos tiempo después.
Proceso continuo: Las entradas y salidas fluyen continuamente durante el proceso.
Proceso semiintermitente: Cualquier proceso que no es intermitente ni es continuo.Proceso en régimen permanente o estacionario: Todas las variables del proceso
(temperaturas, presiones, volúmenes, velocidades de flujo) no cambian con el tiempo,
excepto, por fluctuaciones pequeñas alrededor de los valores promedio con stantes.
Proceso transitorio: Cualquiera de las variables del proceso cambia con el tiempo.
Los procesos intermitentes y semiintermitentes son operaciones enrégimen no
permanente y los procesos continuos pueden ser transitorios o estacionarios .
El proceso intermitente se usa cuando se producen cantidades pequeñas de producto en
una única ocasión, mientras que para producciones grandes se usan procesos continuos
en régimen permanente. Las condiciones de un régimen transitorio existen durante el
arranque de un proceso y en los cambios subsecuentesen las condiciones de operación
del proceso.
2.2 ECUACIÓN GENERAL DE BALANCE
Un balance o inventario sobre una sustancia en un sistema (una unidad del proceso,
varias unidades o el proceso completo) puede escribi rse de la siguiente forma general:

Entrada (entra a través de las fronteras del sistema) + Producción (producida dentro del
sistema) – Salida (sale a través de las fronteras delsistema) – Consumo (consumida
dentro del sistema) = Acumulación (acumulada dentro del sistema).
Esta ecuación general de balance puede escribirse para cualquier sustancia que entre o
salga de cualquier proceso, para cualquier especie atómica (balance parcial de masa) o
para las masas totales de los flujos de entrada y salida (balance total de masa).
Se pueden escribir dos tipos de balances:diferenciales e integrales.
Balances diferenciales: Indican lo que está sucediendo en un sistema en un instante de
tiempo. Cada término de la ecuación de balance es una velocidad (velocidad de entrada,
velocidad de producción) y tiene unidades de la unidad de la cantidad balanceada dividida
entre una unidad de tiempo (g/s, barriles/día). Este tipo de balance se aplica
generalmente a procesoscontinuos.
Balances integrales : Describen lo que ocurr e entre dos instantes de tiempo. Cada término
de la ecuación de balance es una cantidad de la cantidad balanceada y tiene las unidades
correspondientes (g, barriles). Este tipo de balance se aplica generalmente a procesos
intermitentes siendo ambos instant es de tiempo el momento en que se efectúa la entrada
y el momento previo a laextracción del producto.
2.3 BALANCES EN PROCESOS CONTINUOS EN RÉGIMEN PERMANENTE :
Para cualquier sustancia involucrada en el proceso el término de acumulación en la
ecuación de balance debe ser igual a cero, de lo contrario, la cantidad de la sustancia en
el sistema debe necesariamente cambiar con el tiempo y, por definición, el proceso no se
llevaría a cabo en régimen permanente. Así pues, paralos procesos continuos en régim en
permanente, la ecuación general de balance se simplifica en:

Entrada + producción = salida + consumo

2.3.1 EJERCICIO:
Mil quinientos kilogramos por hora de una mezcla de benceno y tolueno que contiene 55%
en masa de benceno se separan, por destilación, en dos fracciones. La velocidad de flujo

másico del benceno en la parte superior del flujo es de...