Ejercicios resuelto de Cianuracion de Oro y plata Oro en dolares y Plata en onzas
Descripción: DESARROLLO DEL ESTUDIO DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
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DESARROLLO DEL ESTUDIO DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
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Descripción: Libro fundamental de balance de materia y energía para estudiantes y profesionales de ingeniería química o carreras similares
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Balance de materia y energíaDescripción completa
Descripción: Balance de Materia y Energia
Ing. Carlos Eloy Xotlanihua Soto
Balance de Materia y
Energía Karla Alejandra Ramírez Reyes 16:00-17:00hrs
Ingeniería Química
CONCEPTOS BASICOS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA ENERGÍA: Es la capacidad de un sistema físico para realizar trabajo. La materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación c on las fuerzas que actúan sobre ella.
ENERGÍA CINÉTICA: Es la energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación E = (1/2)mv2 donde m e s la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado. El valor de E también puede derivarse de la ecuación E = (ma)d donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera.
ENERGÍA POTENCIAL: Es la energía almacenada que posee un sistema como resultado de las posiciones relativas de sus componentes. Para proporcionar energía potencial a un sistema es necesario realizar un trabajo.
ENERGÍA INTERNA: Es un reflejo de la energía a escala microscópica. Más concretamente, e s la suma de: * la energía cinética interna, es decir, de las sumas de las energías cinéticas de las individualidades que lo forman respecto al centro de masas del sistema, y de * la energía potencial interna, que es la energía e nergía potencial asociada a las interacciones entre estas individualidades.[1] La energía interna no incluye la e nergía cinética traslacional o rotacional del sistema como un todo. Tampoco incluye la energía potencial que el cuerpo pueda tener por su localización en un campo gravitacional o electrostático externo. Energía Química: Suministrada por reacciones químicas.
ENTALPÍA: Es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno.
ENTROPÍA: Es una función de estado que mide e l desorden de un sistema físico o químico, y por tanto su proximidad al equilibrio e quilibrio térmico.
CALOR: Es la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce re duce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un o bjeto de temperatura alta si no se realiza t rabajo.
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CONDUCCIÓN: Por contacto y sin movimiento de la mate ria. CONVECCIÓN: transporte de calor en un fluido a través del movimiento del propio fluido. RADIACIÓN: La radiación es la transferencia de calor por radiación electromagnética. La energía transmitida por esta vía es emitida en un lugar y absorbida en otro.
CALOR SENSIBLE: Es aquel que recibe un cue rpo y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado.
CALOR LATENTE / CALOR DE CAMBIO DE ESTADO : Es la energía requerida por una sustancia para cambiar de estado, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se libera la misma cantidad de energía.
TRABAJO: Es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza. Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es energía en movimiento. Las unidades de trabajo son las mismas que las de energía.
TEMPERATURA: Es la propiedad de los sistemas que determina si están en equilibrio térmico. El concepto de temperatura se deriva de la idea de medir el calor o frialdad relativos y de la observación de que el suministro de calor a un cuerpo conlleva un aumento de su temperatura mientras no se produzca la fusión o ebullición.
PROCESO Un proceso está constituido por la secuencia de etapas a través de las cuales se modifican las materias primas. Al final de un proceso se obtiene un producto de interés comercial. En un proceso pueden ocurrir cambios físicos y químicos. Los cambios físicos modifican las características de las materias primas sin que c ambie su estructura química. En oposición a estos los cambios químicos implican reacciones a partir de las cuales se forman nuevos componentes con una fórmula química diferente al de las mate rias primas. Son ejemplos de cambios físicos:
La disminución del tamaño de partícula a través de opera ciones de trituración o molienda.
Son ejemplos de cambios químicos.
mbustión y la tostación.
Ing. Carlos Eloy Xotlanihua Soto
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Generalmente un cambio químico es revelado por cambios en color, olor y/o sabor. Los cambios físicos se pueden observar o percibir con el tacto. Los cambios físicos son susceptibles de medición directa mientras que en los cambios químicos se deben e mplear métodos indirectos. Al conjunto de cambios físicos se le conoce también como operación unitaria, mientras al de cambios químicos se le llama proceso unitario. Los procesos también se clasifican en continuos o intermitentes. Un p roceso continuo es aquel en el que permanentemente ingresan materias primas retirando constantemente productos. En un proceso intermitente (También conocido con el anglicismo Batch) las materias primas son sometidas a un cambio después del cual (Es decir de spués de un tiempo) se retiran productos. En un proceso continuo se pueden ingresar materias primas y retirar productos de manera simultánea mientras que en un proceso Batch esto no sucede. Cuando en un proceso las propiedades que le caracterizan no cambian con el tiempo (son constantes) éste funciona en estado estable, mientras que si cambian funcionan de manera inestable o transitoria. Un proceso se caracteriza por los flujos de materia que ingresan y salen de las diferentes etapas que le constituyen.
TUBERIAS Y CODOS: Sirven para transportar gases y líquidos entre los diferentes artefactos que constituyen el proceso.
VALVULAS: Son dispositivos que permiten o impiden el flujo de las corrientes, o permiten fijar su valor según la conveniencia del proceso.
TRAMPAS DE VAPOR: Impiden el paso de vapor pero perm iten el flujo de líquidos.
BOMBAS Y VENTILADORES: Impulsan los líquidos (bombas) y gases (Ventiladores) a través de las tuberías que conducen los fluidos hasta los equipos
COMPRESORES: Los compresores aumentan la presión de las corrientes.
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EXTRACTORES: Sirven para retirar desde un sólido un compuesto de interés que se disuelve en un líquido.
CRISTALIZADORES: Son empleados para la formación de sólidos cristalinos al reducir la temperatura y por lo tanto la solubilidad de compuestos disueltos en líquidos.
ALAMBIQUE: En un alambique se lleva la destilación por lotes la c ual tiene el propósito de separar alcoholes de agua.
TORRES DE PLATOS: Son cilindros de gran tamaño en los cuales se colocan a discos perforados permitiendo el contacto entre corrientes ascendentes de vapor y descendentes de líquido en operaciones continuas de destilación.
TORRES EMPACADAS: Como las torres de platos, pero a diferencia de estas e l cilindro está relleno con una gran cantidad de pequeños cilindros en los cuales se lleva el contacto entre el gas y el líquido.
SECADORES: Los secadores se emplean para poner en contacto gases a una temperatura moderada (Menores a 60°C) con sólidos de tal manera que la humedad de los mismos es arrastrada por la corriente gaseosa.
SECADOR DE BANDA: Los sólidos son transportados en una banda sobre los cuales el gas circula. SECADOR DE GABINETE: Los sólidos se colocan en bandejas estáticas sobre las que circula el gas SECADOR ROTATORIO: En un secador rotatorio los sólidos se colocan dentro de un cilindro que rota. Los secadores rotatorios son directos cuando una cor riente de aire caliente circula sobre los sólidos e indirectos si el cilindro es calentado por re sistencias térmicas.
SECADOR POR ASPERCIÓN: Los sólidos caen en forma de gotas, una corriente de aire ascendente los seca.
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TANQUE: En un tanque se almacenan líquidos, también se llevan a cabo r eacciones químicas. TANQUE AGITADO: Es un tanque que contiene una hélice que facilita el mezcla de líquidos TANQUE CON SERPENTÍN: En un tanque se coloca una tubería plegada en rizos dentro de la que circula vapor que caliente el líquido almacenado.
TANQUE ENCHAQUETADO: Es un tanque con doble pared (Chaqueta). Dentro de e stas paredes circula vapor que calienta el líquido almacenado. También se conocen como marmitas.
REACTORES: Pueden ser tanques cerrados o abiertos a los cuales se les agrega una chaqueta y un agitador para proporcionar las condiciones adecuadas de reacción
TRITURADORES Y MOLINOS: Reducen el tamaño de partícula. TRITURADOR VERTICAL: Los sólidos caen e impactan reduciendo el tamaño de partícula MOLINO DE ENGRANAJES : Los sólidos pasan a través de ruedas dentadas que los quiebran o muelen.
MOLINO DE BOLAS: Es empleado para obtener tamaños de partículas muy pequeños. El sólido se resquebraja porque bolas de diferentes tamaños caen sobre él al rotar un cilindro que les contiene.
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MEZCLADORES: Combinan sólidos debido al accionar de un eje que contiene cintas y/u hojas que les mueven
INTERCAMBIADORES DE CALOR: Sirven para incrementar la temperatura de una corriente a expensas del enfriamiento de otra.
INTERCAMBIADOR DE CALOR DE TUBOS Y CORAZAS: Dentro de un cilindro de gran diámetro se coloca un manojo de tubos de diámetro menor. Una corr iente circula por el cilindro de gran diámetro y la otra por los tubos intercambiando energía té rmica.
INTERCAMBIADOR DE CALOR DE PLACAS: En este un fluido circula en medio de dos láminas mientras el otro circula por tubos que atraviesan las placas (Láminas)
EVAPORADOR: En un evaporador se reduce la cantidad de agua de una corriente sometiéndola a una temperatura alta. Por la parte superior de un evaporador sale el agua como vapor saturado.
DECANTADOR: En este equipo los sólidos dispersos en una corriente líquida se sedimentan el e l fondo del mismo. También sirve para separar dos líquidos inmiscibles de diferentes densidades.
CENTRIFUGA: Este equipos separa sólidos de líquidos o líquidos de líquidos, que por su lenta sedimentación deben ser sometidos a fuerzas centrípetas para ser separados.
FILTRO PRENSA: Un sólido junto a un líquido se comprime dentro de placas perforadas de tal manera que las partículas son retenidas mientras el fluido es retirado.
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FILTRO DE AIRE: Se purifica el aire al retirar los sólidos suspendidos en esta corriente gaseosa FILTRO ROTATORIO: Se separan sólidos de líquidos al quedar los primeros re tenidos en un cilindro perforado que rota y del que esc urre el fluido.
TAMBOR DE SEPARACIÓN : Es simplemente un tanque al que ingresa un líquido y que e s separado en proporciones diferentes.
CICLON O HIDROCICLON: Separa los sólidos de corrientes gaseosas (Ciclón) o líquidas (Hidrociclón) debido a que estas se estrellan contra las paredes del equipo debida a la fuerza ce ntrípeta causada por el movimiento en espiral descendente de la corriente en el equipo.
TORRE DE ENFRIAMIENTO: Es una torre en la que un gas (Aire) asciende ganando temperatura debido a pequeñas gotas de agua caliente que c aen del alto del artefacto.
QUEMADOR: En un quemador sucede la combustión de un gas que genera energía térmica. CALDERA: Es uno de los equipos más importantes y se encuentra en casi todas las industrias de alimentos. En esta se produce el vapor a partir de la quema de un combustible que proporciona el calor necesario para que el agua cam bie de fase. Se agrupan en acuatubulares y pirotubulares.
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MEDIDORES Y CONTROLADORES A lo largo de las tuberías y en los equipos se emplazan diferentes dispositivos que miden las variables más importantes de un proceso como presión, temperatur a o nivel. Además los controladores emplean estas medidas para tomar decisiones y cerrar o abrir válvulas para mantener un proceso en funcionamiento de estado estable.