Libro 3

BALANCE DE MATERIA

12. se tiene maíz con 37.5 %de humedad que luego se somete a un secado con aire caliente recirculado, se seca hasta reducir su humedad al 8%. El secador tiene las siguientes características:

Corriente de alimentación:0.01 Kg de agua/Kg de aire seco

corriente de recirculación

0.10 Kg de agua/Kg de aire seco

el aire mezclado (alimentación + recirculación) 0.03 Kg de agua/Kg de aire seco

Calcular para 1000 Kg de maíz: cantidad de agua perdida por el maíz, cantidad de aire recirculado – cantidad de aire de alimentación.

BALANCE MATERIA

6. En una industriase obtienen 500 toneladas / día de cloruro de plomo (PbCl3), para el proceso de obtención se utilizan 577,34 toneladas de nitrato de plomo (Pb (NO3)2) en grado analítico y 131,3 toneladas de ácido clorhídrico (HCl). Determine:

a) El costo de (Pb(NO3)2) y del HCl utilizados , si el primero cuesta $228,00/Kg y el segundo $24,57/L; la densidad del HCl es 1,18 Kg/L

b) Si el turno de trabajo es de 8 horas/día y la empresa trabaja seis días de la semana; cuatro semanas al mes y 10 meses al año ¿qué cantidad de (Pb (NO3)2) se requiere para una producción anual?

c) ¿Cuál sería la inversión total anual de producción?

7. Se secan por aspersión 1500 ft3 de solución de café soluble, la cual contiene 25% en peso de solidos (la solución tiene una densidad de 0,95 g/mL).el aire entra la secador a una temperatura de 45 F . Con base en estos datos, conteste lo siguiente:

a) ¿Cuál es la masa de alimentación en unidades del sistema mks?

b) ¿Qué cantidad de solidos contiene el café soluble antes del secado expresado en libras?

c) ¿qué cantidad de agua contiene el café soluble antes del secado expresado en unidades del sistema CGS?

d) Transforme la temperatura a unidades del sistema mks

8. Una planta industrializadora de leche evaporada ha determinado que las perdida (por sustitución de piezas dañadas) se valuaron en $ 2 848 00/año si la tubería carece de recubrimiento, siendo menor esta pérdida si esta se recubre con una capa de 2 pulgadas de óxido de magnesio. La tubería de acero estándar mide 105 ft de longitud y 4 pulgadas de diámetro. Si el costo de instalación de aislamiento es de $18,95 por cada 0,875 m2 de tubería. Determine:

a) ¿cuál será el costo de revestir 12,780 pulgadas de tubería?b) ¿Cuál sería el ahorro anual que tendría la planta si toda la tubería se

recubriera de óxido de magnesio?c) ¿Cuál es el grosor y el volumen de la capa de óxido de magnesio en el

sistema internacional?

9. Una empresa productora de aceite lubricante para motores tiene un almacén para producto terminado que mide 18 m de largo, 26,5 ft de ancho y 138 pulgadas de alto. En el almacén hay cajas, las cuales ocupan 75% de la capacidad del almacén, cada caja contiene 24 botes de aceite SAE-40 listo para usarse, cada bote mide 0,09 m de diámetro y 7 pulgadas de altura y contiene aceite al 90% de su capacidad. El gerente desea saber:

a) ¿Cuántas cajas hay en el almacén?b) ¿Cuántos litros y cuantos galones hay en el almacén?c) ¿Cuántos camiones de carga de 12m3 de capacidad se requieren para enviar

toda la producción a Querétaro?d) Elabore un informe para el gerente, en el cual se incluya cada respuesta de

manera correcta a cada pregunta, con los resultados finales correspondientes.

10. El patio de almacenamiento de un ingenio azucarero tiene las siguientes dimensiones: 131,23ft de largo y 1181,10 pulgadas de ancho; mientras que sui capacidad de almacenamiento es de 25 toneladas de caña/día; 7 días de la semana.

Al procesar la caña se obtiene la melaza como un subproducto. Se reporta como dato técnico que cada tonelada de caña se obtiene 23,78 Kg de melaza (densidad= 1,44 Kg/L). La melaza se mandan a tanques de almacenamiento con una capacidad de 254 550 galones .determinar:

a) Área del patio de almacenamientob) Volumen de melaza obtenida si se procesara toda la materia prima en un

mes c) ¿Cuántos tanques se requieren para almacenar el subproducto al procesar

roda la materia prima en un año?d) En el ingenio se utiliza tres evaporadores, el último de ellos debe funcionar

en un rango de temperatura que va de 134,60 F a 138,20 F. Si se reporta que la temperatura de funcionamiento es de 318 C. indique si el equipo está operando correctamente; en caso contrario ¿qué haría para solucionar el problema?

CAPITULO 4

6. Una tubería que lleva 3000 L/min a 10 atm y 170 C de una mezcla de CO, CO2, N2 y O2 con la siguiente composición en por ciento en peso: 35% CO, 25% N2 ,10% CO2 y el resto O2, se mezcla con otra línea de aire n(21% de mol de O2 y 79% mol de NO2) la cual conduce a 1800 L/min 30 C Y 7 atm , se requiere saber cuál es el por ciento en volumen del CO 2 en la tubería que lleva la mezcla resultante.

SOLUCION:

EN (A):

EN (B):

300 lb/min P = 10atm T= 170 C = 170 + 273 = 443K

%PESO Xi ViCO 35% 0,35 1050LCO2 10% 0,10 300LN2 25% 0,25 750LO2 30% 0,30 900L

MEZCLADOR

1800 L/min P= 7atmT= 30C =30 +273= 303K

%PESO Xi ViN2 21% mol 0,21 1422LO2 79% mol 0,79 378L

Vi Vi (%)CO 1050L 21,875 %CO2 300L 0, 0625%N2 2172L 0,4525 %O2 1278L 0,26625%

AA

BA

RPTA:CO2 0, 0625%

Realice la lectura siguiente y con base en esta conteste lo que se le pida:

Se tienen dos corrientes de mezclas de gases que se alimentan en un observador, donde se separa el 50% peso del CO2 y 25% peso del CO por absorción. La primera corriente que se alimenta al absorbedor es de 1500 lb/h de una mezcla gaseosa que tiene la siguiente composición en por ciento e mol, 15% de CO2; 30% de CO, 20% DE N2 y el resto de O2, la segunda línea que alimenta al absorbedor es de 43 000 L/h de aire con una composición de 79% mol de N2 y 21% mol de O2.

Las condiciones de la primera línea son: T= 140F y P=27 lb/in2

Las condiciones de la segunda línea son: T= 37F y P=87 mmHgCalcular:

7. La cantidad de CO2 y Co que se eliminan en el absorbedor en Kg/h

SOLUCION:

+

15 % mol (CO2) = 0,15

30% mol (CO) = 0,30

20 % mol (N2) = 0,20

35 % mol (O2) =0,35

79% mol (N2) = XN2 (100% mol)

21% mol (O2) = XO2 (100 % mol)

4300 L/h T = 37CP=800 mmHg

ALIMENTADOR 2

ALIMENTADOR 1

1500 lb/h T = 140 FP=27 lb/in2

ABSORBEDOR

Base 1h

CO2 = 225 lb

CO = 450 lb

N2= 300lb

O2 = 525 lb

8. El peso molecular de la mezcla gaseosa a la entrada de cada línea

SOLUCION:

LINEA 1

PM = 0, 15 (44 g/mol) + 0, 30 (28 g/mol) + 0, 20(28 g/mol) + 0, 35 (32 g /mol)

PM = 31, 8 g/mol

LINEA 2:

PM = 0,79 (28 g/mol) + 0,21 (32 g/mol)

PM = 28,84 g/mol

9. El peso molecular promedio de la mezcla a la salida del absorbedor

SOLUCION:

PM = 0, 0025 (44 g/mol) + 0, 0076 (28 g/mol) + 0,774 (28 g/mol) + 0,216 (32 g/mol)

PM = 28,907 g/mol

10. El volumen a la salida del absorbedor si la mezcla gaseosa tiene una temperatura de 25 C

y una presión de 1,05 atm.

SOLUCION:

P.V= R.T.n

Xi = nint

0, 0025 = 1160,795nt

nt = 464318 mol

Se sabe

P.V= R.T.n

(1, 05 atm). V = (0,082) (298K) (464318 mol)

V = 10805785, 38 L