balance de materia y energia

TEMA 2

BALANCES DE MATERIA
Y ENERGÍA
2.1 Consideraciones previas.
2.2 Principio de conservación de la materia y la energía. Conceptos
básicos. Clasificación de los procesos
2.3 Balances de materia
2.3.1 Diagrama de flujo de un proceso. Límites del sistema, base
de cálculo, elemento clave.
2.3.2 Balances de materia con reacción química.
2.3.2.1 Estequiometría
2.3.2.2 Reactivolimitante y en exceso. Conversión.
2.3.2.3 Reacciones múltiples, rendimiento y selectividad.
2.3.3 Reciclo, by-pass y purga.
2.4 Procedimiento sistemático para la realización de balances de
materia
2.5 Balances de energía.
2.5.1 Conceptos principales.
2.5.2 Formas de Energía: la Primera Ley de la Termodinámica
2.5.3 Ecuación general de conservación de la energía.
2.5.4 Balances de Energía paraSistemas Abiertos en Régimen
Estacionario (sin reacción química)
2.5.5 Estados de Referencia y Propiedades de Estado
2.5.6 Cálculo de Cambios de Entalpía
2.5.7 Cálculo de la Capacidad Calorífica
2.5.8 Tablas de Vapor de Agua
2.5.9 Balances de Energía para Sistemas Abiertos en Régimen
Estacionario (con reacción química)

BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA-BLOQUE 2
PEIRÓ PÉREZ, 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 de Balances de Materia y
Energía. Reverté, S,A. Barcelona, 1978. Capítulo 2.
VALIENTE, A. Problemas de Balance de Materia yEnergía 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. PrenticeHall Inc. (1999).

1

BALANCES DE MATERIA. CONCEPTOS PRINCIPALES
Proceso: serie de acciones, operaciones o tratamientos queproducen una transformación
física o química dando como resultado un producto.
Unidad de proceso: equipo donde se lleva a cabo cada una de las etapas básicas u
operaciones unitarias que constituyen el proceso.
Flujo de proceso: cantidad de materia o flujo de las entradas y salidas del proceso o del
sistema objeto de estudio.
Proceso continuo: existe un flujo continuo de entrada y salida delproceso durante el
periodo de tiempo en el que se analiza el proceso. Estas corrientes de entrada y salida
poseen una serie de propiedades definidas constantes en el tiempo (régimen permanente
ó estacionario) a no ser que se modifiquen deliberadamente o se esté poniendo a punto
el sistema (régimen no estacionario o transitorio).
Proceso discontinuo o intermitente: no existen flujos continuos deentrada y salida del
proceso. Se opera por lotes, la unidad es alimentada con una cantidad de material,
transcurre cierto tiempo hasta que el grado de transformación es el deseado y
posteriormente se evacua el sistema (régimen no estacionario o transitorio). Durante
este intervalo de tiempo se realiza el balance de materia integral al sistema.
Proceso semicontinuo: tipo de proceso que no esni continuo ni discontinuo.
Sistema: parte del universo aislada objeto de estudio. En los procesos se define el
sistema como la porción del mismo establecida específicamente para su análisis.
Sistema abierto: sistema en el que existe transferencia de materia hacia o desde el
exterior a través de su frontera. (procesos continuos).
Sistema cerrado: sistema en el que no existe transferencia demateria hacia o desde el
exterior a través de su frontera durante el intervalo de tiempo de interés (procesos
discontinuos).
Sistema aislado: sistema cerrado en el que no existe transferencia de energía a través de
sus líneas frontera.
Balance de materia: contabilización de la materia que entra y sale de un proceso
realizada en base al ppo de conservación de la materia.
Diagrama de flujo de...