Ecuación de equilibrio general
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Problemas resueltos de balance de materiales es una colección de problemas resueltos para acompañar el texto Prevención y control de la contaminación: Balances de materiales publicado por Bookboon.com. Los problemas están dirigidos a dominar los cálculos y procedimientos comunes de balance de materiales, e incluyen discusión y preguntas abiertas. Los ejercicios abarcan el agua, las aguas residuales, el aire y otros gases, el suelo y los residuos sólidos, y tienen…
Problemas resueltos de balance de materiales es una colección de problemas resueltos para acompañar el texto Pollution Prevention and Control: Balances de materiales publicado por Bookboon.com. Los problemas están dirigidos a dominar los cálculos y procedimientos comunes de balance de materiales, e incluyen discusión y preguntas abiertas. Los ejercicios cubren el agua, las aguas residuales, el aire y otros gases, el suelo y los residuos sólidos, y tienen diversos grados de dificultad. Los temas incluyen la conservación del agua, los balances de materia con reacción química, los procesos biológicos y los procesos en los que los caudales volumétricos y de masa varían con el tiempo.
Diseño de ingeniería química pdf
Un tanque agitado continuo (CSTR) tiene un volumen de 5 litros. Contiene 0,5 litros de agua sucia con una concentración c0 = 100 gramos/litro de alguna sustancia tóxica representada por la variable X. En un momento dado, se añaden 2,5 litros de agua limpia.
Se llena un tanque de agitación continua con agua que contiene sal de cocina a una concentración de 30 kg/m3. El volumen de agua es de 100 litros. A partir de t=0, entra agua limpia con un caudal de 5 l/s. El caudal de salida del depósito es el mismo.
El riñón humano elimina todo tipo de moléculas de nuestro cuerpo. Entre ellas se encuentran los medicamentos que podemos recibir en la sangre durante una enfermedad grave. Puede ser un antibiótico, por ejemplo, la gentamicina. En este ejercicio, vamos a investigar cuánto tiempo se tarda en eliminar el 50% de la Gentamicina utilizada. Suponemos que la ingesta es instantánea y que su sangre tiene una concentración de c(0)= c0 de Gentamicina.
Nuestros riñones no procesan todo nuestro flujo sanguíneo durante un ciclo. Procesan aproximadamente el 20% del flujo sanguíneo total. No eliminan toda la Gentamicina que pasa por ellos; en realidad, sólo una pequeña fracción. Podemos modelar esto afirmando que un flujo de sangre de 0,5 ml/seg pasa por nuestros riñones y se limpia completamente de Gentamicina.
Cálculo del balance de masas
Una de las leyes básicas de la ciencia física es la ley de conservación de la masa. Esta ley, expresada de forma sencilla, dice que la masa no puede crearse ni destruirse (excluyendo, por supuesto, las reacciones nucleares o atómicas). Por lo tanto, la masa total (o el peso) de todos los materiales que entran en un proceso debe ser igual a la masa total de todos los materiales que salen, más la masa de los materiales que se acumulan o quedan en el proceso:
En muchos casos, no habrá acumulación de materiales en un proceso, y en esos casos la entrada será simplemente igual a la salida. Dicho de otro modo, «lo que entra debe salir». Llamamos a este tipo de proceso un proceso de estado estacionario:
En esta sección, hacemos balances simples de material (peso o masa) en varios procesos en estado estacionario sin que ocurra ninguna reacción química. Podemos utilizar unidades de kg, lbm, lb mol, g, kg mol, etc., en nuestros balances. Se advierte al lector que debe ser coherente y no mezclar varias unidades en una balanza. Cuando se producen reacciones químicas en los balances (como se discute en la sección 1.5D), se deben utilizar unidades de kg mol, ya que las ecuaciones químicas relacionan los moles que reaccionan. En el capítulo 4, se tratarán con más detalle los balances de masa globales y en el capítulo 8, los balances de masa diferenciales.
Balance energético de Cstr
Hay que tener en cuenta que el ejercicio de balance de masas no podrá contabilizar todo el material hasta el 100%. En el cálculo hay que incluir también las pérdidas durante la producción. El ejercicio de balance de masas es un buen momento para mirar de cerca e identificar los problemas que a menudo se pasan por alto durante la trazabilidad. La empresa debe identificar las discrepancias y demostrar que comprende la naturaleza de las pérdidas.
El balance de masas forma parte del ejercicio de trazabilidad de la materia prima, pero se centra en las cantidades. En general, hay que mostrar la cantidad de producto acabado que se ha fabricado y asegurarse de que coincide con la cantidad de materia prima utilizada.
