balance masa (3)
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balance de masaTRANSCRIPT
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CURSO
TRATAMIENTO DE
DESECHOS INDUSTRIALES
Docente:
Dr. Napolen Juregui Nongrados
Los Olivos, 16 de Setiembre de 2015.
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BALANCE DE MASA APLICADO
EN TRATAMIENTO
PRELIMINAR
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DETERMINACIN DEL BALANCE DE MASA
Para la determinacin del balance de masa, es necesario utilizar un diagrama de bloques y
rotularlo de acuerdo a la operacin que
corresponda.
La rotulacin consiste en utilizar variables especificando sus valores con las unidades
respectivas.
Se recomienda colocar los flujos msicos encima de la flecha y por debajo de ella las
concentraciones y otras variables a fin de ser
ms visible las masas participantes.
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DIAGRAMA DE BLOQUES
Una aplicacin de esto se muestra en la Figura donde las variables F1, F2 y F3 corresponden a los flujos msicos y las variables x1, x2 y x3 a las concentraciones. Estas concentraciones por conveniencia deben ser expresadas en porcentaje en peso.
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BALANCE DE MASA
Se aplica a balances considerando el siguiente principio:
INGRESOS = SALIDAS
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TIPOS DE BALANCES
Se clasifican segn su naturaleza y
dimensin, as por su naturaleza
pueden ser fsicos, qumicos y
biolgicos y, de acuerdo a su
dimensin son simples, mltiples y
con recirculacin.
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SISTEMA SIMPLE
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SISTEMA MLTIPLE.
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SISTEMA CON RECIRCULACIN.
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En la figura se observa que se pueden hacer
tres balances parciales y un global.
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FORMULACIN DEL BALANCE DE MASA
Balance por flujo: De la figura mostrada es:
F1 + F2 = F3
Balance por concentracin: Considerando x1, x2 y x3 las de una misma sustancia, se
puede formular la ecuacin:
x1.F1 + x2.F2 = x3.F3
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En un proceso que produce KNO3, el evaporador a 422
K se alimenta con 1000 Kg/h de una solucin que
contiene 20% de KNO3 de slido en masa, de ste se
obtiene KNO3 al 50% de slido en peso. Esta solucin
se alimenta a un cristalizador a 311 K, donde se
obtiene cristales de KNO3 al 96 % de slido en masa.
La solucin del descarte del cristalizador contiene
37,5% de KNO3 en masa y se recircula al evaporador.
Calcule la cantidad de corriente de recirculacin R en
Kg/h y la corriente de salida de cristales P en Kg/h.
EJEMPLO DE BALANCE DE MASA.
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SOLUCIN DEL EJEMPLO
1.- Trace un diagrama simple del proceso
422 K 311 K S 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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422 K 311 K S Kg/h
50% KNO3
R Kg/h
37,5% KNO3
P Kg/h
96% KNO3
1000 Kg/h
20% KNO3
W AGUA
2.- Seleccione una base para el clculo: Base de clculo: 1000 Kg/h
SOLUCIN DEL EJEMPLO
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422 K 311 K S Kg/h
50% KNO3
R Kg/h
37,5% KNO3
P Kg/h
96% KNO3
1000 Kg/h
20% KNO3
W AGUA
3.- Determine las variables y ecuaciones que las relacionan
Incgnitas: W, P, S y R.
1000+R=W+S
S=R+P
R(0,375)+1000(0,2)=S(0,5)
S(0,5)=R(0,375)+P(0,96)
1000=W+S-R
0=-S+R+P
200=0,5S-0,375R
0=-0,5S+0,375R+0,96P
SOLUCIN DEL EJEMPLO
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422 K 311 K S Kg/h
50% KNO3
R Kg/h
37,5% KNO3
P Kg/h
96% KNO3
1000 Kg/h
20% KNO3
W AGUA
Rptas:
W=791,7 Kg/h
S= 975,0 Kg/h
R= 766,7 Kg/h
P=208,3 Kg/h
1000=W+S-R
0=-S+R+P
200=0,5S-0,375R
0=-0,5S+0,375R+0,96P
4.- Proceda al balance de masa
SOLUCIN DEL EJEMPLO
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PROBLEMA 1 Elaborar un diagrama de bloques del siguiente proceso:
Una empresa dedicada a la produccin de aceites vegetales comestibles de soya, inicia el proceso separando la cscara de la almendra por pequea molienda y zarandeo, la cscara separada va a la planta de alimentos balanceados. La almendra es cocinada y prensada, obtenindose una torta y aceite crudo. La torta es extrada su aceite residual utilizando un solvente especial, el cual por destilacin se separa el aceite del solvente, que vuelve as al proceso. El aceite crudo es tratado qumicamente, primero neutralizado con polifosfato de sodio y soda castica. Los residuos de este tratamiento, se conocen como borras, las cuales son separados por centrfugas, obtenindose un aceite que es posteriormente lavado 2 veces, bajo estas circunstancias el aceite es blanqueado con un detergente especial y ah pasa a la hidrogenacin para obtener tres tipos de aceites: para margarinas, aceite en botella, grasa para jabn. La borra a fin de no contaminar los cuerpos receptores, es tratada con cido sulfrico concentrado, recuperndose el cido graso que es utilizado en la preparacin de alimentos balanceados.
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PROBLEMA 2 Elaborar un diagrama de bloques del siguiente proceso:
Una empresa pesquera de harina, toma su materia prima desde las barcazas por succin mediante agua de las bodegas de las lanchas pesqueras y enviadas mediante tuberas submarina por bombeo hasta la planta que est ubicada frente a la playa. Esta biomasa es separada del agua de bombeo en un transportador inclinado de canaleta perforada, que al final del transportador espera una balanza que demuestra la cantidad total descarga y el pescado cae a una poza de recepcin. De esta poza mediante un transportador sin fin el pescado es llevado a los cocinadores que trabajan con vapor de agua, la masa cocida es luego prensado, separndose el caldo de los slidos.
Los slidos son transportados al secador, despus molidos y aadidos de antioxidante antes de su envasado en sacos de color negro y depositados al final en campos ventilados en forma de rumas. El caldo est formado de agua grasosa, la misma que es separada en centrfugas, el agua es tratada y descargada al mar y la masa grasosa convertida como insumo para las industrias de alimentos balanceados, aceites y pinturas. Tambin usan el aceite como combustible para la caldera de la empresa.
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Problema 3: En la fig. en todos los flujos est presente los componentes A y B en diferentes proporciones. Determinar el
flujo final de salida desconocidos y su respectiva concentracin
porcentual.
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Problema 4: Balancear y determinar el flujo R en la figura que se muestra.
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5. PROBLEMA.
En una planta concentradora de Calcopirita, se
alimenta un primer banco de celdas con una pulpa de
concentracin 1%Cu, el relave de este primer banco de
celdas contiene 0,2%Cu, mientras que el concentrado
el cual posee 20%Cu alimenta un segundo banco de
celdas de flotacin. El relave de este segundo banco
posee 2% Cu y es recirculado como alimentacin del
primer banco. El concentrado del segundo banco
contiene 28% Cu.
Qu alimentacin se debe tener para producir 100
Kg/h de concentrado con 28% Cu?
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6. PROBLEMA.
En un proceso para fabricar jalea, la fruta macerada
que tiene 14% en peso de slidos solubles, se mezcla
con azcar (1,22 Kg Azcar/1,00 Kg fruta) y pectina
(0,0025 Kg pectina/1,00 kg fruta). Considere el
azcar y pectina como slidos solubles. La mezcla
resultante pasa a un evaporador para producir una
jalea con 67% en peso de slido soluble. Calcule,
para una alimentacin 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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Si protegemos a nuestros trabajadores, tambin estamos protegiendo nuestro planeta !!!!
Dr. Napolen Juregui Nongrados
MUCHAS GRACIAS !