balance de materia y energia unidad 1
Páginas: 11 (2508 palabras)
Publicado: 13 de noviembre de 2013
Instituto tecnológico de Jiquilpan
BALANCES DE MATERIA Y ENERGIA
PROFESOR: ABRAHAM ANDRADE AVALOS
TRABAJO FINAL
ALUMNO: EDUARDO RIOS MORA
INGENIERIA BIOQUIMICA
GRUPO: B
QUINTO SEMESTRE
FECHA DE ENTREGA: 14 --- DICIEMBRE -- 2012
INDICE
BALANCE DE MATERIA EN LA OPRERACIÓN DE EVAPORIZACIÓN ------- 3-4
BALANCE DE MATERIA EN LA OPERACIÓN DE SECADO---------------- 4- 7
BALANCE DE MATERIA EN LA OPERACIÓN DE DESTILACION ---------- 7 - 9
INTERCAMBIADOR DE CALOR ------------------------------------------------ 9 - 10
BALANCE DE MATERIA EN ESTADO INESTABLE O DE TRANSICIÓN ---- 11
BALANCE DIFERENCIAL E INTEGRAL DE MATERIA ---------------------------- 12
CONCLUCIONES ---------------------------------------------------------- 12BALANCE DE MATERIA EN LA OPRERACIÓN DE EVAPORIZACIÓN
La operación consiste en la separación de un disolvente volátil de un soluto no volátil por vaporización del disolvente; el agua es el disolvente que con más frecuencia se separa. La calefacción se efectúa por medio del vapor condensante.
Los problemas de evaporación, se resuelven por aplicación de los conceptosgenerales de transmisión de calor
DESDE EL VAPOR CONDENSANTE HASTA LA DISOLUCIÓN A CONCENTRAR.
La cantidad de calor será .
Las partes esenciales de un evaporador son la cámara de calefacción y la cámara de evaporación, separadas por la superficie de calefacción A, a través de la que se trasmite q. _t, es la diferencia de temperaturas, entre la temperatura de condensación del vapor calefactor yla temperatura de ebullición del líquido que se concentra.
Este valor de _t depende de: las condiciones del vapor de calefacción: en general no se utilizan altas presiones, aunque al hacerlo así, seria mayor la temperatura de condensación y en consecuencia, el gradiente entre ambas cámara y q transmitido. La razón es la carestía y el aprovechamiento para producir energía mecánica. Revísese unatabla que exprese las propiedades termodinámicas del vapor de agua saturado y en concreto las relaciones tª/p/entalpia y el calor latente de condensación.
La presión mantenida en la cámara de evaporación. Claramente si se disminuye la presión se desciende la temperatura de ebullición. Esta cámara trabaja a vacío.
La concentración de la disolución.
Si se trata de un disolvente puro, sutemperatura de ebullición sería la correspondiente a la presión que se
mantuviera en la cámara de evaporación, pero al tratarse de disoluciones, la presión de vapor de la disolución es menor que la del disolvente puro y por tanto la temperatura de ebullición de la disolución es mayor, produciéndose UN INCREMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN(recuérdese la ley de Raoult y el aumento ebulloscopico).
Elincremento en el punto de ebullición no se determina teóricamente, sino experimentalmente debido a las desviaciones respecto a lo ideal. Esto se hace mediante la conocida regla de Dühring: si se representa el punto de ebullición de una disolución frente al punto de ebullición del disolvente, los puntos correspondientes a distintas presiones, caen en una línea recta.
El cálculo de evaporadoresutiliza todo lo expuesto, junto a balances de materia y de calor o entalpicos.
Ecuaciones:
Balances de Materia en cámara de ebullición :
F = E + C
F·xF = C·xC
Balance Entálpico al evaporador
F·hF + W·HW = C·hC + E·HE +W·hW
Transmisión de calor
q = W
BALANCE DE MATERIA EN LA OPERACIÓN DE SECADO
El mecanismo del proceso de secado depende considerablemente de la forma de enlace de lahumedad con el material: cuanto más sólido es dicho enlace, tanto más difícil transcurre el secado. Durante el secado el enlace de la humedad con el material se altera.
Las formas de enlace de la humedad con el material se clasifican en: químico, físico-químico y físico- mecánico (Kasatkin, 1985).
La humedad ligada químicamente es la que se une con mayor solidez al material en determinadas...
BALANCES DE MATERIA Y ENERGIA
PROFESOR: ABRAHAM ANDRADE AVALOS
TRABAJO FINAL
ALUMNO: EDUARDO RIOS MORA
INGENIERIA BIOQUIMICA
GRUPO: B
QUINTO SEMESTRE
FECHA DE ENTREGA: 14 --- DICIEMBRE -- 2012
INDICE
BALANCE DE MATERIA EN LA OPRERACIÓN DE EVAPORIZACIÓN ------- 3-4
BALANCE DE MATERIA EN LA OPERACIÓN DE SECADO---------------- 4- 7
BALANCE DE MATERIA EN LA OPERACIÓN DE DESTILACION ---------- 7 - 9
INTERCAMBIADOR DE CALOR ------------------------------------------------ 9 - 10
BALANCE DE MATERIA EN ESTADO INESTABLE O DE TRANSICIÓN ---- 11
BALANCE DIFERENCIAL E INTEGRAL DE MATERIA ---------------------------- 12
CONCLUCIONES ---------------------------------------------------------- 12BALANCE DE MATERIA EN LA OPRERACIÓN DE EVAPORIZACIÓN
La operación consiste en la separación de un disolvente volátil de un soluto no volátil por vaporización del disolvente; el agua es el disolvente que con más frecuencia se separa. La calefacción se efectúa por medio del vapor condensante.
Los problemas de evaporación, se resuelven por aplicación de los conceptosgenerales de transmisión de calor
DESDE EL VAPOR CONDENSANTE HASTA LA DISOLUCIÓN A CONCENTRAR.
La cantidad de calor será .
Las partes esenciales de un evaporador son la cámara de calefacción y la cámara de evaporación, separadas por la superficie de calefacción A, a través de la que se trasmite q. _t, es la diferencia de temperaturas, entre la temperatura de condensación del vapor calefactor yla temperatura de ebullición del líquido que se concentra.
Este valor de _t depende de: las condiciones del vapor de calefacción: en general no se utilizan altas presiones, aunque al hacerlo así, seria mayor la temperatura de condensación y en consecuencia, el gradiente entre ambas cámara y q transmitido. La razón es la carestía y el aprovechamiento para producir energía mecánica. Revísese unatabla que exprese las propiedades termodinámicas del vapor de agua saturado y en concreto las relaciones tª/p/entalpia y el calor latente de condensación.
La presión mantenida en la cámara de evaporación. Claramente si se disminuye la presión se desciende la temperatura de ebullición. Esta cámara trabaja a vacío.
La concentración de la disolución.
Si se trata de un disolvente puro, sutemperatura de ebullición sería la correspondiente a la presión que se
mantuviera en la cámara de evaporación, pero al tratarse de disoluciones, la presión de vapor de la disolución es menor que la del disolvente puro y por tanto la temperatura de ebullición de la disolución es mayor, produciéndose UN INCREMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN(recuérdese la ley de Raoult y el aumento ebulloscopico).
Elincremento en el punto de ebullición no se determina teóricamente, sino experimentalmente debido a las desviaciones respecto a lo ideal. Esto se hace mediante la conocida regla de Dühring: si se representa el punto de ebullición de una disolución frente al punto de ebullición del disolvente, los puntos correspondientes a distintas presiones, caen en una línea recta.
El cálculo de evaporadoresutiliza todo lo expuesto, junto a balances de materia y de calor o entalpicos.
Ecuaciones:
Balances de Materia en cámara de ebullición :
F = E + C
F·xF = C·xC
Balance Entálpico al evaporador
F·hF + W·HW = C·hC + E·HE +W·hW
Transmisión de calor
q = W
BALANCE DE MATERIA EN LA OPERACIÓN DE SECADO
El mecanismo del proceso de secado depende considerablemente de la forma de enlace de lahumedad con el material: cuanto más sólido es dicho enlace, tanto más difícil transcurre el secado. Durante el secado el enlace de la humedad con el material se altera.
Las formas de enlace de la humedad con el material se clasifican en: químico, físico-químico y físico- mecánico (Kasatkin, 1985).
La humedad ligada químicamente es la que se une con mayor solidez al material en determinadas...
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