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7/24/2019 Sesion 1 de Procesos Unitarios
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OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS
Profesor: Carlos Vsquez
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PROCESOS
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OPERACIN UNITARIA
Ejemplo:
FILTRACION.
DESTILACION.
CENTRIFUGACION.
TRITURACION.
SECADO.
AGITACION.
EVAPORACION, etc
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PROCESO UNITARIO
Ejemplo:
OXIDACION.
COMBUSTION.
FERMENTACION.
HIDROGENACION.ELECTROLISIS.
POLIMERIZACION. ,
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PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR EL BALANCE DE MATERIAEN UN PROCESO
Dibuje un diagrama de flujo
Anotar todo los valores y las unidades de todas las variables conocidas.
Asignar smbolos algebraicos a las incgnitas de los flujos.
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EJEMPLO
1. En un proceso para fabricar jalea, la fruta macerada que tiene 14% enmasa de slidos solubles, se mezcla con azcar (1,22 kg Azcar/1,00 kgfruta) y pectina (0,0025 kg pectina/1,00 kg fruta). Considere el azcar ypectina como slidos solubles. La mezcla resultante pasa a un evaporadorpara producir una jalea con 67% en masa de slido soluble. Calcule, para unaalimentacin de 1000 kg/h de fruta macerada, los kg/h de mezcla obtenida,
los kg/h de agua evaporada y los kg/h de jalea producida.
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2. En un proceso que produce KNO3, el evaporador a 422 K se alimenta con 1000Kg/h de una solucin que contiene 20% de KNO3 de slido en masa, de ste seobtiene KNO3al 50% de slido en peso. Esta solucin se alimenta a un cristalizadora 311 K, donde se obtiene cristales de KNO3al 96 % de slido en masa. La solucindel descarte del cristalizador contiene 37,5% de KNO3 en masa y se recircula alevaporador. Calcule la cantidad de corriente de recirculacin R en Kg/h y lacorriente de salida de cristales P en Kg/h.
Diagrama simple del proceso
422 K 311 KS Kg/h
50% KNO3
R Kg/h
37,5% KNO3
P Kg/h
96% KNO3
1000 Kg/h
20% KNO3
AGUA
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3. En el proceso de concentracin de jugo de naranja, el zumo recin extrado y filtrado que
contiene 7,08% de slidos en peso, se alimenta a un evaporador. En el evaporador se extrae
agua y el contenido de slidos aumenta al 58% en peso. Para una entrada de 1000 Kg/h.
Calcule la cantidad de las corrientes de jugo concentrado y agua de salida.
Trace un diagrama simple del proceso
EVAPORADOR
1000 Kg/h Jugo
7,08 % Slido
92.92 % agua
B Kg/h H2Ov
P Kg/h Jugo
58 % Slido
42 % agua
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BALANCE CON REACCIN QUMICA
Balance de materia en procesos con reaccin qumica
Formas de solucionar:
1. Balance de sustancias moleculares: La ecuacin se
aplica a cada compuesto qumico.
2. Balance atmico: El balance se aplica a cada elementoque aparece en el proceso.
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Balance de un proceso con reaccin qumica:
1. Para sustancias moleculares
2. Para balance atmico
Ingresa genera = Sale consume
Ingresa = Sale
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EJEMPLO
Considerar la deshidrogenacin del etano en un reactor tipo continuo:
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Problemas: Balance de materiales con Reaccinqumica1.A un sistema de absorcin de amoniaco mediante una corriente de cido clorhdricoal 19 % se hace pasar un caudal de 1000 Kg de aire por hora, con un 9 % de
amoniaco. En la corriente de salida el gas contiene un 0.2 % de amoniaco residual, y la
corriente de cido clorhdrico en la salida de la torre de absorcin presenta una
concentracin del 5% en cido, calcular:
a) El caudal msico de la corriente de gas a la salida.
b) La cantidad de amoniaco recuperado
c) La cantidad de cido
introducida en el sistema.
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2. En un convertidor de amoniaco, la alimentacin fresca (A) es de75,16% de H2, 24,57% de N2y 0,27% de Ar. La alimentacin fresca
se junta con el gas recirculado y entra al reactor con un contenido
del 79,52% en H2, mientras que el gas que sale del separador deamoniaco contiene un 90,01% de H2y nada de amoniaco. Sabiendo
que la purga (P) tiene un 2,7% de Ar, calcular el valor de las
corrientes R (recirculado) y P (purga), expresado en moles por cada
100 moles de alimentacin fresca.