TEOR A BALANCES DE MATERIA Y ENERG A

“Fundamentos de Ingeniería
Química”

Bloque II

Tema 2. Balances de Materia
sin Reacción Química en Estado
Estacionario.
(8 horas)

Eva Mª Romeo Salazar

FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA
QUÍMICA
BLOQUE II. BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA
MACROSCÓPICOS.
Tema 2. Balances de materia sin reacción química en estado estacionario.
1.

Consideraciones previas.

2.

Principio de conservación de la materia.Conceptos básicos. Clasificación de
los procesos.

3.

Ecuación general del balance:
discontinuos y semicontinuos.

4.

Diagrama de flujo de un proceso. Límites del sistema, base de cálculo,
elemento clave.

5.

Reciclo, derivación y purga.

6.

Procedimiento sistemático para la realización de balances de materia en
estado estacionario sin reacción química.

balance

para

procesos

continuos,

1BLOQUE

II
II..

BALANCES DE MATERIA Y
ENERGÍA MACROSCÓPICOS

 Bibliografía específica :
PEIRÓ
Ó PÉREZ,
É
J.J., GARCIA BARRIDO, J., Balances de materia.
Problemas resueltos (vol I.). Universidad Politécnica de Valencia.
Valencia 1997.
FELDER, R.M. y ROUSSEAU, R.W., Principios Elementales de los
Procesos Químicos. Wiley (3a ed.), Nueva York, (2003). Parte 2 y 3
HENLEY, E.J., ROSEN, E.M., Cálculo deBalances de Materia y
Energía. Reverté, S,A. Barcelona, 1978. Capítulo 2.
VALIENTE, A. Problemas de Balance de Materia y Energía en la
Industria Alimentaria. Limusa. Mexico (1997).
HIMMELBLAU, D. M., Basic Principles and Calculations in Chemical
Engineering. 6ª ed. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
Traducción al castellano, 6ª ed.: Balances de materia y energía.
Prentice-Hall Inc. (1999).FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA
QUÍMICA
BLOQUE II. BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA
MACROSCÓPICOS.
Tema 2. Balances de materia sin reacción química en estado estacionario.
1.

Consideraciones previas.

2.

Principio de conservación de la materia. Conceptos básicos. Clasificación de
los procesos.

3.

Ecuación general del balance:
discontinuos y semicontinuos.

4.

Diagrama de flujo de un proceso. Límitesdel sistema, base de cálculo,
elemento clave.

5.

Reciclo, derivación y purga.

6.

Procedimiento sistemático para la realización de balances de materia en
estado estacionario sin reacción química.

balance

para

procesos

continuos,

2

Consideraciones Previas
¿Qué son los balances?
•

Los cálculos de balance se basan en los principios de conservación
de materia y energía

•

Sirven paradeterminar los flujos, composiciones y temperaturas
de todas las corrientes que intervienen en el proceso a partir de
información específica o supuesta sobre el funcionamiento de
algunos equipos del proceso o de las propiedades de algunas
corrientes.

•

Los balances de materia son la base del diseño de procesos.

•

Un balance de materia sobre un proceso completo determinará las
cantidades de materiasprimas que se requieren y los productos
que se producen.

•

Los balances sobre unidades de proceso individuales nos dan los
flujos de las corrientes, sus composiciones y temperaturas.

Consideraciones Previas
¿Para qué sirven?
Los balances de materia y energía son útiles para:
 Evaluar composiciones finales tras un mezclado
 Determinar rendimientos
reacción, mezcla …

y

eficacias

enprocesos

de::
de

separación,

 Diseño de equipos
 La información sobre las corrientes de E y S de la unidad de proceso es
fundamental de cara al diseño de la misma. Además, debido a la
imposibilidad práctica de medir todas las corrientes de un proceso, a partir
de información conocida de algunas de ellas y mediante balances, se pueden
calcular el resto.
 Los balances de energía serán esenciales porejemplo para el diseño de
sistemas que impliquen calentamientos y enfriamientos, para asegurar que
los fluidos utilizados en el intercambio de calor son dimensionados
adecuadamente para cumplir las especificaciones del diseño.
 La aplicación conjunta de ambos tipos de balances se usarán en el caso en
que durante el proceso existan variaciones de fase o aparición de otras
nuevas (evaporaciones,...