GUIA TEORICA UNIDAD 2. BALANCE DE MATERIA EN ESTADO ESTACIONARIO Y NO ESTACIONARIO

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Así como la densidad, existen otras relaciones que indican la masa por unidad de volumen, es decir, la concentración.

Algunas de las más usadas son:

Molaridad. Se define como el número de moles de un soluto presente en un litro de solución

Molalidad. Indica el número de moles de un soluto disuelto en un kilogramo de solvente

Normalidad. Se define como el número de equivalentes de soluto presentes en un litro de solución.

% peso. Indica la relación entre los gramos de soluto y los gramos de la solución.

Las relaciones entre las diferentes concentraciones se conocen:

% peso = M x Pm (soluto)/(10 x GE)

M =% peso x 10 x GE/Pm (soluto)

% peso = m x Pm x 100/(1000 + m x Pm)

M = m x GE x 1000/(1000 + m x Pm)

m = % peso x 100/(Pm (100 - % peso))

m = 1000 x M/(1000 x GE – Pm x M)

1.2 BALANCE DE MATERIA PARA UNA SEPARACION

Son aquellos en los cuales entran una corriente a un proceso y salen dos corrientes diferentes.

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El proceso es delimitado ficticiamente para su comprensión así:

Balance de Materia Total E.E

A = V + F ó A = C + F

Balance de Materia Parcial E.E para un componente i

A Xi,A = V Xi,V + F Xi,F ó A Xi,A = C Xi,C + F Xi,F

Algunos ejemplos de balance de materia de separación tenemos:

- secado de un sólido como carbón húmedo al sol

- separación de un sólido triturado utilizando un TAMIZ en dos fracciones (uno retenido y otro pasante del tamiz)

- separación por medio de una molienda de un jugo de caña de azúcar de su bagazo

1.3 BALANCES DE MATERIA PARA FLUJOS CONTRACORRIENTE

Se da cuando dos corrientes entran en contacto, intercambiando algún componente, en direcciones opuestas en el proceso.

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Balance de Materia Total E.E

S1 + G1 = S2 + G2

Balance de Materia parcial E.E para componente i

S1. Xi,S1 + G1. Xi,G1 = S2. Xi,S2 + G2. Xi,S2

Algunos ejemplos:

- secamiento de un sólido en contracorriente con aire húmedo caliente. La absorción de vapor de agua la realiza el aire húmedo, al secar el sólido.

1.4 BALANCES DE MATERIA PARA FLUJOS EN PARALELO

Se da cuando dos corrientes entran en contacto, intercambiando algún componente, en la misma dirección del proceso.

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Balance de Materia Total E.E

S1 + G1 = S2 + G2

Balance de Materia parcial E.E para componente i

S1. Xi,S1 + G1. Xi,G1 = S2. Xi,S2 + G2. Xi,S2

Algunos ejemplos:

- secamiento de un sólido en paralelo con aire húmedo caliente. La absorción de vapor de agua la realiza el aire húmedo, al secar el sólido.

1.5 BALANCES DE MATERIA CON RECIRCULACIÓN

Cuando una parte de la corriente de salida es devuelta al proceso y es mezclada con la corriente nueva que alimenta el proceso; con el fin de mejorar los rendimientos a la calidad de la producción. A veces a la recirculación se le llama RECICLAJE (R).

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En los procesos de recirculación o reciclaje, ocurren dos operaciones: una de mezclado y otra separación.

En la operación de mezclado la corriente de recirculación se mezcla con la corriente nueva que entra al proceso. Se tiene:

A + R = F Ecuación 1

En la operación de separación