Problemas de Balance de Materiaterminadoooooooo

PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA

2011

BALANCE DE MA MATERIA TERIA 1. En un proceso proceso de manufac manufacura ura de !u"os !u"os de frua# frua# se neces$ neces$a a de% emp%eo de un e&aporador e&aporador e% cua% rec$'e una a%$menac$(n a%$menac$(n de )*00 +" de ,umo por -ora con una concenrac$(n de 12 de s(%$dos. S$ se desea concenrar %os s(%$dos -asa /. Ca%cu%e a La can$dad de !u"o concenrado ' La can$dad de a"ua e&aporada.

1er PASO: GRÁFICA.

3 4 56

E1 4 )*00 7"8STE1 4 12 4 0.12

MP 4 56 7"8STMP4 / 4 0./

2do PASO: BASE DE CÁLCULO: Por cada -ora de proceso. 3er PASO: BALANCE DE MATERIA MATERIA E1 = MP + V )*00 4 MP 9 3 ::::::::::::::::: Ecc. 1 B!"#e $or %&% %'!(do% )o)!e% E1 *STE1 = V *, + MP *ST MP )*00+" ;0.12 4 0 9 MP ;0./ *)0+" 4 MP ;0./

MP = 1/,, De %a Ecc.- 1# enemos )*00 4 PM 9 3 )*004 1*00 7" 93

V = 3,,, - /. /< /< L's. L's. de un a%$me a%$men no o =ue =ue co con n$e $ene ne un 0 de >2O >2O se se seca ca -asa un puno =ue se -a e%$m$nado e% ?0 de a"ua conen$da $n$c$a%mene. Ca%cu%ar a La masa de% a"ua e%$m$nada por 7" de a%$meno -@medo. ' La compos$c$(n compos$c$(n de% a%$meno a%$meno seco seco en 

RESPESTA 4 0.)? 7" .<2 ST 2/.0?>.

INENIERA AROINDSTRIAL AROINDSTRIAL


2011

SOLUCI0N: 2.2L = 1

1er PASO: GRAFICO.

V 456 ?.) 7"

E1 4 /< L'm 4 1?0 +"

MS 4 56 +" > 4 21. +"

> 4 0 4 0. 4 10?+" ST4 )0 4 0.) 4 2 +"

4 2

+"

100

1.0

ST 1?0+"

2do PASO: BASE DE CALCULO: Por cada 1?0 7" de maer$a

=ue $n"resa.

3er PASO: BALANCE DE MATERIA. E1= V + MP 1?0 4 3 9 MP

ECC 1

De acuerdo a% eFo# enemos 3 4 0.? F 0. F 1?0

V = 76.8 Ap%$cando %a Ecc1 -. 1?0 4 3 9 MP 1?0 4 ?.) 9Mp MP = 53.6 

4!!"do:La masa de% a"ua e%$m$nada por 7" de a%$meno -@medo.

?.) 7" 1?0 7"

4 ,.87 - &9- de !(e")o seco en  4!!"do La compos$c$(n de% a%$meno ;edo
F%) = ,.<65 = <6.5 

. n a%$me a%$men no o %H=u %H=u$d $do o de 12 de s( s(%$ %$do doss oa oa%e %ess $n"r $n"res esa a aun aun e&ap e&apor orad ador or co con n un u!o u!o mJ mJs$ s$co co de )00" )00"r8 r8m$ m$nu nuo o## sa sa%e %e de% de% e&aporador con un conen$do de ST de 1?. Ese a%$meno se



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SOLUCI0N: 2.2L = 1

1er PASO: GRAFICO.

V 456 ?.) 7"

E1 4 /< L'm 4 1?0 +"

MS 4 56 +" > 4 21. +"

> 4 0 4 0. 4 10?+" ST4 )0 4 0.) 4 2 +"

4 2

+"

100

1.0

ST 1?0+"

2do PASO: BASE DE CALCULO: Por cada 1?0 7" de maer$a

=ue $n"resa.

3er PASO: BALANCE DE MATERIA. E1= V + MP 1?0 4 3 9 MP

ECC 1

De acuerdo a% eFo# enemos 3 4 0.? F 0. F 1?0

V = 76.8 Ap%$cando %a Ecc1 -. 1?0 4 3 9 MP 1?0 4 ?.) 9Mp MP = 53.6 

4!!"do:La masa de% a"ua e%$m$nada por 7" de a%$meno -@medo.

?.) 7" 1?0 7"

4 ,.87 - &9- de !(e")o seco en  4!!"do La compos$c$(n de% a%$meno ;edo
F%) = ,.<65 = <6.5 

. n a%$me a%$men no o %H=u %H=u$d $do o de 12 de s( s(%$ %$do doss oa oa%e %ess $n"r $n"res esa a aun aun e&ap e&apor orad ador or co con n un u!o u!o mJ mJs$ s$co co de )00" )00"r8 r8m$ m$nu nuo o## sa sa%e %e de% de% e&aporador con un conen$do de ST de 1?. Ese a%$meno se



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concen conc enr ra a aun mas# par ara a a% Kn $n" $n"res esa a a un se"un se"undo do e&aporador sa%$endo de ese con un conen$do de s(%$dos oa%es de / a% cua% se %e ad$c$ona un 20 de !u"o de mandar$na ; con respeco a% !u"o concenrado =ue sa%e de% se"undo e&aporador con 1/ de s(% s(%$do $doss oa%e oa%es# s# para para me!ora me!orarr sus sus carac caracerH erHs$ s$cas cas or"ano%p$cas. Ca%cu%ar.  La can$dad oa% de a"ua e&aporada. can n$d $dad ad de% de% !u"o !u"o co conc ncen enr rad ado o =ue =ue se o'$ o'$en ene e en e%  La ca se"undo e&aporador. concenrac$(n de ST de% produco produco Kna%. # La concenrac$(n

RESPUESTA= 2."r 1//.//"r /2.1

1ER PASO: GRAFICO. 31 46

3 2 46

E14)007"8m$n e&aporador Me,c%ador MP 46 ST4 12.  ST 46

 146

E&aporador

s41? 

246 s 4 /

M 4 20 4 0.022 S41/

2do PASO: BALANCE DE MATERIA. B!"#e e" ! $r(er ETAPA.

E1 = V1 + >1 )00 4 31 9 1 Por %&% S'!(do% )o)!e%. E1 *%) = V *%) +> 1 *%) )00;0.12 4 31 ;0 9 1 ;0.1? )? 4 0.1? 1 >11 = 266.6< - COMO

)00 4 31 9 1 )00 4 2. 9 31

V11 = 133.38 -



B!"#e e" ! %e&"d ETAPA. >1 = V2 + >2 2. 4 32 9 2 Por %&% %'!(do% )o)!e%. >1 *%) = V2 *%) + >2 *%) 2. ;0.1? 4 3 ;0 9  2 ;0./

>22 = 133.33 - V22 = 133.33 -  La can$dad oa% de a"ua e&aporada. V1 + V2 4

266.6<- 1//.// 9 1//.// 4

 La can$dad de% !u"o concenrado =ue se o'$ene en e% se"undo e&aporador. >>22 = 133.33 # La concenrac$(n de ST de% produco Kna%. >2 + >M = MP 1//.// 9 0.2 ;1//.// 4 MP 1//.// 9 2. 4 MP MP= 16, Por %&% %'!(do% )o)!e%. 1//.// ;0./ 9 2. ;0.1/ 4 10 ;s ).<< 9 /.) 4 10s *1.) 4 10s

S) = 32.1<

INENIERA AROINDSTRIAL

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7. En un proceso para concenrar 1000+" de !u"o de naran!a# =ue con$ene 12.* en peso de s(%$dos# %a macerac$(n produce ?00+" de !u"o  200+" de pu%pa. E% !u"o eFpr$m$do se concenra en un e&aporador a% &ac$o para o'ener una concenrac$(n de *? de s(%$dos# %os 200+" de pu%pa se me,c%a con e% !u"o concenrado# para me!orar e% sa'or. E% produco Kna% con$ene )2 de s(%$dos en peso. Ca%cu%ar  La concenrac$(n de s(%$dos en e% !u"o eFpr$m$do  Los +". De !u"o concenrado Kna% # La concenrac$(n de s(%$dos en %a pu%pa =ue se der$&a SOLUCI0N: 1r PASO. GRAFICO.

Macerado

E14 10007"

3 4 56 14 ?00

Pf 4 56 ST4 12.*  s 4 )2

E&aporado 2 456

s 4 56

P4 200 ST 4 56

2do PASO: BALANCE DE MATERIA. BALANCE GENERAL E1= V + P? 10004 3 9 Pf

Por %&% %'!(do% )o)!e%. E1 *ST = V *ST + P? *ST 1000 ;0.12* 4 3 ;0 9 Pf ;0.)2 12* 4 0.)2Pf P? = 25<.62 - V= <,2.37 -


Me,c%ado s 4 *?


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B!"#e e" ! TERCERA ETAPA. >2 +P = P? 2 9 200 4 2<.1 2 4 2<.2  200

>22 = 5<.62 - S'!(do% )o)!e% de ! $&!$. <.2 ;0.*? 9 200 ; s 42<.2 ;0.)2 *.2 9 200 ; sp 4 12*.000) 200 sp 4 ?./?0)

S)$ = ,.382 B!"#e e" ! SEGUNDA ETAPA. >1 = V +>2 ?00 4 3 9 <.1

V = 5<.61 - Por %&% %'!(do% )o)!e% de! @&o >1 *ST = V *ST +>2 *ST ?00 ;ST 1 4 3 ;0 9 <.1 ;0.*? ?00 ST 1 4 *.2

ST >1 = <.,7  5. En un proceso para concenrar 20000 +" de !u"o de naran!a# =ue con$ene 1)  en peso de s(%$dos# %a macerac$(n produce  +" de !u"o  2) +" de pu%pa. E% !u"o eFpr$m$do se concenra en un e&aporador a% &ac$o para o'ener una concenrac$(n de *? de s(%$dos# %a pu%pa se me,c%a con e% !u"o e&aporado para me!orar e% sa'or. Ese !u"o concenrado Kna% con$ene )0  de s(%$dos en peso. Ca%cu%ar



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d La concenrac$(n de s(%$dos en e% !u"o eFpr$m$do e Los +". De !u"o concenrado Kna% ? La concenrac$(n de s(%$dos en %a pu%pa =ue se der$&a RESPUESTA: ?.)0 000+" /1.* SOLUCI0N:

1er PASO: GRAFICO.

3 4 56

1*200 E14 20007"

Macerado

14 

Me,c%ado Pf 46 S E14 1)  s pf 4 )0

e&aporado

s 1 4 56 P4 2) 4 )?00 ST p 4 56

2do PASO: BALANCE DE MATERIA. BALANCE GENERAL

E1= V + P?

200004 3 9 Pf

Por %&% %'!(do% )o)!e%. E1 *ST = V *ST + P? *ST 20000 ;0.1) 4 3 ;0 9 Pf ;0.)0 2?00 +" 4 0.)0 pf

P? = <,,, . B!"#e e" ! TERCERA ETAPA. >2 +P = P? 2 9 )?00 +" 4 000 2 4 000 : )?00

>22 = 22,, -. INENIERA AROINDSTRIAL .

2 46

s  24 *?


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S'!(do% To)!e% De L P&!$ 2200 ;0.*? 9 )?00 ;s p 4 000 ;0.)0 )?00 sp 4 2?00  12 )?00 sp 4 1*2)

S)$ = 31.1 = V +>2 1*200 4 3 9 2200

V = 13,, - . . S'!(do% )o)!e% de! @&o. >1 *%) >1 = V *, + > 2 *%) >2 1*200 ;s1 4 3 ;0 9 2200 ;0.*?< 1*200 s 1 4 12<*.?

S) >11= ,.,7/ = 7./2/ . . 5CuJnos +" de crema =ue con$ene 12 de "rasa 1,. 'e'en ser a"re"ados a 1?00 +$%o"ramos de %ec-e =ue con$ene 2 de "rasa para o'ener %ec-e con / de "rasa6. SOLUCI0N:

1er PASO: GRAFICO E1 4 C  4 12 

E2 4 C91?00  4/  E1 4 1?00 7"



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42

2do PASO: BALANCE DE MATERIA

C + E1 = 17,, + C

Por %&% %'!(do% )o)!e%.

C ;0.12 9 1?00 ;0.02 4 ;0.0/ ;1?00 +" 0.12 C 9 / 4 *) 9 0.0/ C : 1? 4 : 0.0< C

C = 2,,  5CuJnos +" de crema =ue con$ene 1)  de "rasa 11. 'e'en ser a"re"ados a 1?00 +$%o"ramos de %ec-e =ue con$ene / de "rasa para o'ener %ec-e con ) de "rasa6 SOLUCI0N:

1er PASO: GRAFICO. C 4 56  4 1) 

PG 4 1?00 9 C  4) E2 4 1?00 7"

4/

2do PASO: BALANCE DE MATERIA. C + E1 = 17,, + C Por %&% %'!(do% )o)!e%. C ;0.1) 9 1?00 ;0.0/ 4 ;0.0) ;1?00 +" 0.1) C 9 *) 4 2 9 0.0) C : 0.1C 4 1? C =17, na corr$ene de 1000 +"8- =ue con$ene 10 de 12. a%co-o%# 20 de a,@car  e% reso de a"ua# se me,c%a con 2000 +"8- de una corr$ene con 2* de a%co-o%# *0 de a,@car  e% reso de a"ua. 5cua% serJ %a compos$c$(n de %a me,c%a resu%ane6

SOLUCI0N:

1er PASO: GRAFICO. E1 4 1000 +" 8-

Mn 4 /000 +"



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A%co-o% 4 10

A%co-o% 4

A,@car 4 20

A,@car 4

>2O 4 0

>2O 4

20 )0 )0 100

100 E2 4 2000 7"

A%co-o% 4 2* A,@car 4 *0 >2O 4 2*

2do PASO: BALANCE DE MATERIA. BALANCE DE ALCO4OL: 0.1 ;1000 9 0.2* ;2000 4 f a%co-o% ;/000 100 9 *00 4 f aLco-oL/000

A!#oo! = 2, BALANCE DE AUCAR. 0.2 ;1000 9 0.* ;2000 4 a,@car ;/000 200 9 1000 4 a,@car ;/000

A;#r A;#r = 8, BALANCE DE AGUA. 0. ;1000 9 0.2* ;2000 4 a"ua ;/000 00 9 *00 4 a"ua ;/000

A& = 8,

na corr$ene de 1*00 +"8- =ue con$ene 10 de 13. a%co-o%# 20 de a,@car  e% reso de a"ua# se me,c%a con 2000 +"8- de una corr$ene con 2* de a%co-o%# *0 de a,@car  e% reso de a"ua. 5cua% serJ %a compos$c$(n de %a me,c%a resu%ane6



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So!&#('": 1er PASO: GRAFICO.

E1 4 1*00 +" 8A%co-o% 4 10 A,@car 4 20 >2O 4 0 100

Mn 4 /*0+" A%co-o% 4 20 A,@car 4 )0 >2O 4 )0 100

E2 4 2000 7"

A%co-o% 4 2* A,@car 4 *0 >2O 4 2*

BALANCE DE ALCO4OL. 0.1

;1*00 9 0.2* ;2000 4 f a%co-o% ;/*00 1*0 9*00 4 f a%co-o% ;/*00

ALCO4OL = ,.17/<  1,, = 17./< BALANCE DE ACAR. 0.2 ;1*00 9 0.* ;2000 4 a,@car ;/*00 /00 9 1000 4 /*00 a,@car 1/00 4 /*00 a,@car A;#r = ,.3<18  1,, = 3<.18 BALANCE DE AGUA. 0. ;1*00 9 0.2* ;2000 4 f a"ua ;/*00 10*0 9 *00 4 /*00 a"ua

A& = ,.88  1,, = 88 En %a e%a'orac$(n de man!ar '%anco se ad$c$ona "%ucosa 18. con ? de -umedad ;1*"r8+" de %ec-e. 5cuanos "ramos de "%ucosa con 12 de -umedad se ad$c$onarHa a 2* %$ros de %ec-e. Dens$dad de %a %ec-e 4 1.0/ "r8 cm/



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RESPESTA4 )0/.?1

SOLUCI0N:

 4 /?.2* "r S 4 0.<2  2 4 56 S 4 0.?? 1r9#3 = 1 r 9#3 = 1,,,  93 P 4 1.0/"r8cm / 1.0/+"8 %410/0+"8m /

V 4 2* %$ros

4

= M9 V

1.0/ +"8 %$ro 4 M8 2* %$ros M 4 1.0/+"8%$ro F 2* %$ros

M = 2/.
G2 = 8,3.71 -

17.

n maer$a% so%$do =ue con$ene 1*  de -umedad en peso se seca -asa reduc$r%a a   en peso por med$o de una corr$ene de a$re ca%$ene me,c%ada con a$re de rec$rcu%ac$(n



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de% secador. La corr$ene de a$re no rec$rcu%ado con$ene 0.01+" de a"ua8+" de a$re seco# e% a$re de rec$rcu%ac$(n $ene 0.1+" de a"ua8+" de a$re seco  a$re me,c%ado con$ene 0.0/+" de a"ua8+" de a$re seco. Para una a%$menac$(n de 100+" de s(%$dos8-r a% secador. Ca%c@%ese a Los +" de a$re seco8-r de a$re nue&o ' Los +" de a$re seco8-r de a$re de rec$rcu%ac$(n c Los +" 8-r de produco seco.

1er PASO: GRAFICO. A 4 56 A / 4 56

Me,c%ado A)4 56

> 40.01+">2O8+" maH, >40.1"r8>2O8+r a$re

>4 0.0/"r>2O87"

M>4100+" S4 0.?*.

secador

MS 46

>2O 4 ?.0

s 4

0.4 0.1* >4 0.0 A24 6 >4 0.1+">2O8 +" a$re

2do PASO. BALANCE DE MATERIA.

Co" re%$e#) ! : M4 *%) = M% *%) 0.?* ;100" 4 Ms ;0.
A3 = A1 + AR

0.0/ A/ 4 0.01 A1 9 0.1 AR A/ 4 A 9 AR  ?. +"

:::::::::::::::::::::::::: ECC 1

::::::::::::::::::::::::::::::::ECC 2

0.0/ A/ 4 0.1 A 9 0.1 AR  ?. +" A1 4 A)

:::::::::::::::::: ECC /

:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::ECC )



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De ! e#&#('" 3

0.0/ A/ 4 0.1;A) 9 AR : ?. 7" 0.0/ A/ 4 0.1 ;A1 9AR  ?.7 0.0/ A/ 4 0.1 ;A/  ?. 7 : 0.0 A/ 4 : ?. +"

A33 = 122.76 

1er METODO POR ECUACION. A1 + AR = A 3 0.1

A1 9 0.1 AR 4 : 0.01 A /

1 : 0.1 A1  0.1 AR 4 :0.1 A3

Se suma am'as ECC 2Mu%$p%$cando por :0.1

0.01 A1 9 0.1 AR 4 :0.0/ A3 : 0.0< A1

4 :0.0 ;122.?7"

:0.0< A1

4 : ?.0+"

A11 = 5/.//7  ARR = 2<.3,2 



15.

2011

Comp%ear e% s$"u$ene 'a%ance de maer$a en %a e%a'orac$(n de o"ur# s$ se procesa ?0* %$ros de %ec-e de %os cua%es /00 %$ros se o'u&o de% pro&eedor A con una can$dad de 1.02 "r8cm/  e% reso se o'u&o de% pro&eedor B con una dens$dad de 10/0+"8m/

O$er#('"

E")r *

S!e *

Co")("& *

RENDIMIENTO O$er#(' Pro#e%o% "

Re#e$#('" For&!do *1

?2?.2* <1.?

::::::::: :::::::::

?2?.2* <1.?

100 100

100 110.<

P%)e&r( do E"?r(do I"o#&!do *2

<1.?

1.*

<1*./

<<.?/

110.*?

<1*./ <1*./

:::::::: :::::::::

<1*./ <2*./0<

100 101.0?

110.*2 111.2



2011

I"#&do Re?r(erd o

<2*./< <2*./<

::::::::: :::::::::

<2*./0< <2*./0<

100 100

111.2 111.2

E"%do A!#e" do

<2*./0< <2/./0<

2.0 :::::::::::

<2/./0< <2/./0<

<<.? 100

111.)? 111.)?

*1 Le#e e" $o!o ,.2  ;#r. 1,./ * #o" re%$e#)o  ! !e#e *2 C&!)(o $r o&r) 1.2  * #o" re%$e#)o  ! !e#e

So!&#('": 1Gr9#33 = 1 -9!()ro -9!()ro = 33 1,,, -9

DATOS DEL PROBLEMA: A

/00 L$ros

B

*0* L$ros

/

/

RECORDAR

?0* L$ros

Recordando podemos dec$r# =ue enra a% proceso

A 1.02 "r 8cm/ 4 1.02 7"8L$ro = M9V

1.02 7"8L$ro 4 M8 /00L$ros M 4 1.02 7"8L$ro F /00L$ros

M= 3,7.1 -

B 10/0 7" 8cm/ 4 1.0/0 7"8L$ro = M9V

1.0/0 7"8L$ro 4 M8 *0*L$ros M 4 1.0/0 7"8L$ro F *0*L$ros

M= /2,.1/-



2011

Enra a% proceso /0?.1 7" 9 *20.1* 7" 727.2/ 4 - Pr$mera eapa RECEPCI0N

OPERACI0N ?2?.2* :::::: 100 ?2?.2* :::::::: Q H = 1,,

PROCESO ?2?.2* ::::: 100 ?2?.2* :::::: F H = 1,,

Se"unda eapa FORMULADO 0.2 LEC>E EN POL3O  10.* ACAR. 0.28100 F ?2?.2* 4 1.6/6/ 10.* 8 100 F ?2?.2* 4 76.562/ #"). I"(#(!

Enra a% proceso de formu%ado 1.** 9 ?.<2* 9516.7< ?2?.2* - 4

OPERACI0N

PROCESO ?2?.2* ::::: 100 <1.? :::::: F H = 11,.655

<1.? :::::: 100 <1.? :::::::: Q H = 1,,

Tercera eapa FORMULADO Se resa 1.* a% momeno de enrar a% proceso. ?2?.2* ::::: 100 <1*./ :::::: F H = 11,./17/

OPERACI0N <1.? :::::: 100 <1*./ :::::::: Q H = 55.736

PROCESO 2,.

Comp%ear e% s$"u$ene 'a%ance de maer$a en %a e%a'orac$(n de o"ur# s$ se procesa <0? %$ros de %ec-e de %os cua%es )00 %$ros se o'u&o de% pro&eedor A con una can$dad de 1.02? "r8cm/  e% reso se o'u&o de% pro&eedor B con una dens$dad de 10/2 +"8m/

Operac$(n Enra ;+"

Sa%e ;+"

Con$nua ;+"


PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Recepc$(n Gormu%ad o ;1 Paseur$,a do Enfr$ado Inocu%ado ;2 Incu'ado Refr$"erad o en&asado a%macena do ;1 Lec-e en po%&o 0./  a,@car. 11 ; con respeco a %a %ec-e ;2 Cu%$&o para o"ur 1.2* ; con respeco a %a %ec-e


2011


2011

PROBLEMAS DE BALANCE DE ENERGA 1. Se ca%$ena * 7" de -$e%o =ue se encuenra a  10C para o'ener a"ua %H=u$da a 0C# poser$ormene se ca%$ena mJs oda&Ha para e&aporar%o produc$endo &apor saurado a 100C. Ca%cu%ar %as d$&ersas ena%p$as enconradas en e% proceso. S$ %o ca%ores especHKcos de% -$e%o  de% a"ua son respec$&amene 20.*  ).1?2 787"7. SOLUCI0N: REALIAMOS ESCALA EN C. Puno de fus$(n 4 ///.2 787"  22*.0787"

SENSIBLE

LATENTE

En e% ramo A:B

SENSIBLE

LATENTE

4 M cp ;T2:

A:B

T1 o

o o o

4 Ena%p$a de% Tramo A:B M 4 Masa CP4 capac$dad ca%orHKca T2  T1 4 emperaura A:B

A:B 4

*7" F 20.* 787"7 ;0  ;:10 C

AJB

= 1,2/ ->



2011

En e% ramo B:C

= M

BJC o o

o

Ena%p$a de% Tramo B:C M 4 Masa 4 B:C 4

*7" F ///.2 787"

BJC

= 1666 ->

En e% ramo C:D

= M #$ *T2J

CJD

T1 o

o o o

4 Ena%p$a de% Tramo C:D M 4 Masa CP4 capac$dad ca%orHKca T2  T1 4 emperaura C:D

C:D 4

*7" F ).1?2 787"7 ;100:0 C

AJB

= 2,51 ->

En e% ramo D:E

= M

DJE o

o

o

4 Ena%p$a de% Tramo D:E M 4 Masa 4 D:E

B:C 4

*7" F 22*.0 787"

BJC

A:B 9

= 1127/.3 -> B:C

9

C:D 9

D:E



2011

102* 9 1 9 20<1 9 112?*./ 16,6<.3 -> 2. n med$o de fermenac$(n %H=u$do a /0C se 'om'ea a &e%oc$dad de 2000 +"8> a ra&s de un ca%enador# donde su T se e%e&a a 0C 'a!o pres$(n. E% a"ua ca%$ene de desperd$c$o usado para e% ca%enam$eno enra a <*C  sa%e a ?*C. La capac$dad ca%orHKca promed$o de% med$o de fermenac$(n es de ).0 787"7  %a de% a"ua ).21 787"7. Las corr$enes de fermenac$(n  de% a"ua ca%$ene esJn separadas por una superKc$e meJ%$ca a ra&s de %a cua% se ransKere e% ca%or  =ue comprende %a me,c%a fHs$ca de am'os. a Ca%c@%ese e% u!o de a"ua  %a can$dad de ca%or aUad$da a% med$o de fermenac$(n# supon$endo =ue no -a prd$da en e% s$sema.

SOLUCI0N: NOTA: Como %a emperaura de /0C a 0C no cam'$a de esado a %a masa o med$o de fermenac$(n# enonces deduc$mos =ue MG =ue sa%e &a a ser %a m$sma can$dad enrane a% s$sema. En ese e!erc$c$o no se ap%$ca %a f(rmu%a "enera% a =ue no -a ca%or de% produco# por ano no se cons$dera ;:>#  ampoco esa enrando ca%or a% s$sema por ano no -a ;=.

V 4 56 T 4 <*C CP 4 ).21 787"7

MG4 20007"8-

MG4 20007"8-

T 4 /0C CP 4 ).0 787"7

T 4 0C CP 4 ).0 787"7

Vs 4 56 T 4 ?*C CP 4 ).21 787"7

2DO PASO Por cada -ora de proceso. INENIERA AROINDSTRIAL


2011

GWRMLA ENERAL 4 E + *J4 +  = 4%

Ap%$camos a% e!erc$c$o 4E = 4%

Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# 4E 4MF: >MG 4 2000 +" ;).0 787"7 ;/0C  2*C

4MF = 8,6,, ->

4KE >VE 4 VE ;).21 787"7 ;<*C : 2*C

4KE = KE 258.< ->9-

4S:

4MF: >MG 4 2000 +" ;).0 787"7 ;0C  2*C

4MF = 36/8,, ->

4KS >VS 4 VS ;).21 787"7 ;?*C:2*C

4KE = 2/2.6KS ->9-

GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA > E 4 >s

)0007 9 VE2<). 787" 4 /*)00 7 9 2*2.VS 787" VE4VS# NO EQISTE PXRDIDA DE CALOR DEL SISTEMA.

)2.1V 787"4 /2)?00 7.

K= <<18.56

7". INENIERA AROINDSTRIAL


2011

NOTA

OTRO MTODO:  &e $(erde e! 42O =  &e MY CPV ;T2  T1 4 MMG CPMG ;T2  T1 MV ).21 787"7 ;<*C:?*C 4 20007" ;).0 787"7 ;0C  /0C MW )2.1787" 4 /2)?007 Mw 4 /2)?007

)2.1 787" MW 4

3. En una p%ana para desor$,ar ace$e &e"ea%# e% ace$e se preca%$ena con un cam'$ador u'u%ar  a conracorr$ene con a"ua. E% u!o de masa de a"ua a ra&s de% cam'$ador es de /0007"8># enra a 100C  sa%e a *0C. E% ace$e ue a ra,(n de 100007"8>. S$ e% ace$e enra a% cam'$ador a 1C. 5CuJ% serJ %a T de sa%$da de% ace$e6 S$ su capac$dad ca%(r$ca de% ace$e  de% a"ua es de 0.* 7Ca%87"C  1.0 7Ca%87"C. SOLUCI0N:

VE 4 /0007"

T 4 100C CP 4 1.0 7Ca%87"C

E1 4 100007"8-

S14 100007"8-

T 4 1C CP 4 0.* 7Ca%87"C

T 4 56 CP 4 0.* 7Ca%87"C

Vs 4 /0007" T 4 *0C CP 4 1.0 7Ca%87"C

2DO PASO Por cada -ora de proceso. F0RMULA GENERAL: > E 9 ;:> 9 = 4 >s



2011

Ap%$camos a% e!erc$c$o > E 4 >s

Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# Z4E4 >E1 9VE 44E1: >>E1 4 10000+" ;0.* 7Ca%87"C ;1C  2*C >>E1 4 : )000 7Ca%

4KE

>VE 4 /0007" ;1.0 7Ca%87"C ;100C: 2*C >VE 4 22*000 7Ca%

4S = 4%1 + 4%

4S1: >S1 4 10000 +" ;0.* 7Ca%87"C 7Ca%87"C ;TS1C  2*C >S1 4 *000 7ca%8C TS1 : 12*0007ca%

4KS

>VS 4 /000 ;1.0 7Ca%87"C ;*0C : 2*C >VS 4 *000 7Ca%

GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA > E 4 >s

:)00007Ca% 922*0007Ca% 4 *0007Ca%Ts1  12*0007ca% 9 *0007Ca% *0007ca% Ts14 2/*0007ca%

T%1 = 8< QC INENIERA AROINDSTRIAL AROINDSTR IAL


2011

OTRO MTODO:  &e " " e! #e()e #e()e =  &e ME1 CPE1 ;T2  T1 4 MVE CPVE ;T2  T1 100007" ;0.* 7C 7Ca%87"C a%87"C ;TS1  1 4 /000 ;1.0 7Ca%87"C *0007ca% TS1  ?*0007ca% 4 1*00007Ca% TS1 4 2/*0007Ca% *0007Ca%

TS1 = 8. En una p%ana para desor$,ar ace$e &e"ea%# e% ace$e se preca%$ena con un cam'$ador u'u%ar  a conracorr$ene con a"ua. E% u!o de masa de a"ua a ra&s de% cam'$ador es de 1/2 L'm8m$n# enra a 100C  sa%e a /1*.1*7. E% ace$e ue a ra,(n de 120007"8>. S$ e% ace$e enra a% cam'$ador a 20C. 5CuJ% serJ %a T de sa%$da de% ace$e6 S$ su ca capa pac$ c$da dad d ca ca%( %(r$ r$ca ca de% de% ac ace$ e$e e  de% de% a"ua a"ua es de 0.* 0.* 7Ca%87"C  1 7Ca%87"C. SOLUCI0N:

VE 4 1/2L'm8m$n

T 4 100C CP 4 1 7Ca%87"C

E1 4 120007"8-

S14 120007"8-

T 4 20C CP 4 0.* 7Ca%87"C

T2 4 56 CP 4 0.* 7Ca%87"C

Vs 4 /0007"

RECORDAR T 4 /1*.1*7 /1*.1*7 CP 4 1 7Ca%87"C

2DO PASO: Por cada -ora de proceso. F0RMUL F0RMULA A GENE G ENERAL RAL 

C 9 2/.1* 4 7 17" 42.2 L'm 1- 40 m$n

> E 9 ;:> 9 = 4 >s



2011

Ap%$camos a% e!erc$c$o > E 4 >s

Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# Z4E4 >E1 9VE

44E1: >>E1 4 12000+" ;0.* 7Ca%87"C ;20C  2*C >>E1 4 : /000 7Ca%

4KE

>VE 4 1/2L'm8M$n F 7"82.2L'm F 0M$n8> ;1.0 7Ca%87"C ;100C: 2*C >VE 4 /007" ;1 7Ca%87"C ;100C: 2*C >VE 4 20000 7Ca%

4S = 4%1 + 4% 4S1: >S1 4 12000 +" ;0.* 7Ca%87"C 7Ca%87"C ;TS2C  2*C >S1 4 000 7ca%8C TS2 : 1*00007ca%

4KS

Si: ºC+273.15

>VE 4 /007" ;1 7Ca%87"C ;/1*.1*7 = ºK : 2*C C >VS 4/00 ;1 7Ca%87"C ;)2C : 2*C

92/.1*4/1*.1*

>VS 4 1200 7Ca% GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA > E 4 >s

:/000 7Ca% 920000 7Ca% 4 0007ca%8C TS2  1*0000 7Ca% 9 1200 7Ca%



2011

000 7ca%8C TS2 4 /**?007ca%

T%2 = %2 /5.3 QC 7".

/. Se ca%$ena 20007"8- de %ec-e# med$ane un cam'$ador de ca%or en e% =ue se %e sum$n$sra 1110078-. La emperaura de sa%$da de %a %ec-e es de <*C  su ca%or especHKco es /.< 787"C. Ca%cu%ar %a emperaura de enrada de %a %ec-e en e% cam'$ador. SOLUCI0N:

= 4 1110078-

E1 4 20007"8-

S1 4 20007"8-

T1 4 56 CP 4 /.<0 787"C

T 4 <*C CP 4 /.<0 787"C

2DO PASO Por cada -ora de proceso. GWRMLA ENERAL > E 9 ;:> 9 = 4 >s Ap%$camos a% e!erc$c$o > E 9 = 4 >s

Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# Z4E +  4 >E1 9 =

44E1: >>E1 4 2000+" ;/.<0 787"C ;T1C  2*C >S1 4 ?00 78C TS1 : 1<*0007



= 4 111007

4S = 4%1

4S1:

>S1 4 2000 +" ;/.<0 787"C ;<*C  2*C >S1 4 *)0007



2011

> E 9= 4 GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA >s

?00 78C TS1 : 1<*0007 9 111007 4 *)0007 ?008C TS1 4 <)007

T%1 = %1 7,.65QC C 6. Se ca%$ena )*007"8- de %ec-e 7". de &aca desde *C -asa 0C en un cam'$ador de ca%or u$%$,ando para e%%o a"ua ca%$ene. 5CuJno de ca%or de'e ransm$$r s$ e% CP de %a %ec-e es de 0.<1 7ca%87"C6 SOLUCI0N:

= 4 56

E1 4 )*007"8-

S1 4 )*007"8-

T1 4 * C CP 4 0.<1 7Ca%87"C

T 4 0C CP 4 0.<17Ca%87"C

2DO PASO Por cada -ora de proceso. GWRMLA ENERAL > E 9 ;:> 9 = 4 >s Ap%$camos a% e!erc$c$o > E 9 = 4 >s

Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# Z4E +  4 >E1 9 =

44E1: >>E1 4 )*00+" ;0.<1 7Ca%87"C ;*C  2*C >S1 4 :?2))0 7Ca%



= 4 56

4S = 4%1 4S1: >S1 4 )*00 +" ;0.<1 7Ca%87"C ;0C  2*C >S14 1))20 7Ca%


> E 9 = 4 >s


2011

GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA :?2))07ca% 9 = 4 1))207Ca%

 = 226<1, -C! <. En un proceso sem$ con$nuo se pe%an papas med$ane &apor de a"ua. E% &apor se sum$n$sra a ra,(n de ) +".# por cada 100 +".# de papas s$n pe%ar. Las papas enran a% s$sema a 1C  %as papas pe%adas sa%en a /*C ademJs de% s$sema sa%e una corr$ene res$dua%  de %as papas pe%adas son /.# ).2  /.* 787" 7. S$ e% &apor sum$n$sra 2*0 787". Ca%cu%ar %as can$dades de corr$ene res$dua%  de %as papas pe%adas =ue sa%en de% proceso s$ enra 100 7" de papas s$n pe%ar  e%  de cJscara de %a papa. ;Cons$derar 0 C como emperaura de referenc$a. SOLUCI0N:

3 4 2*0 787" M 4 )7"

PS 4 1007"8-

PG 4 56

T 4 1C CP 4 /. 787"7

T 4 /*C CP 4 /.* 78+"7

CR 4 56 T 4 0C CP 4 ).2 787"7

2DO PASO Por cada 100 7" de papa s$n pe%ar. > E 9 ;:> 9 = 4 >s > E 9 = 4 Ap%$camos a% e!erc$c$o >s

GWRMLA ENERAL /er PASO

Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# Z4E4 >Ps 9 =

4P%:

>PS 4 100+" ;/. 787"7 ;1C  0C >PS 4 2<0 7



= 4 ;3 ;M



2011

= 4 ;2*0 787" ;)7" = 4 11000 7

4S = 4$$ + 4CR 4$$: >pp 4 ;pp +" ;/.* 787"7 ;/*C  0C >pp 4 1222.* 78 7" PP

4CR

>CR 4 ;CR +" ;).2 787"7 ;0C  0C >CR 4 2*2 78 7" CR

GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA > E 9= 4 >s

2<0 7 9 11000 7 4 122.* 787" PP 9 2*2 787" CR 1<0 7 4 122.* 787"PP 92*2 787" CR ; 

Ps 9 M\4 PP Rea%$,amos en %a ecuac$(n [Balance de Materia

;100 7" 9 ) 7" 4 PP 9 CR 10) 7" 4 PP 9 CR

9 CR

; 

Reemp%a,amos %a ecuac$(n ;  en ; # para -a%%ar PP  CR 1<0 7 4 122.* 787"PP 92*2 787" CR 12<0 7 4 122.* 787" PP 9 2*2 787" ;10) : PP 12<0 7 4 122.* 787" PP 9 220? 787"  2*2 PP 787" 12<.* 787" PP 4 ?<1? 7 •

CR 4 10)  PP

Pp 4 ?.? 7" CR 4

INENIERA AROINDSTRIAL /*.1) 7"


2011

CR 4 10)  ?.? •



100  ?.? cascara

de

31.14kg

100 :::::::::::: 100 /1.1):::::::::: Q

 C%#r = se pe%an papas med$ane 7. En un proceso sem$ con$nuo 31.18 &apor de a"ua. E% &apor se sum$n$sra en un * con

respeco a %a papa s$n pe%ar. Las 7" papas enran a% s$sema a 1C  %as papas pe%adas sa%en a //C ademJs de% s$sema sa%e una corr$ene res$dua% a *C. Los ca%ores especHKcos de %a papa s$n pe%ar# de %a corr$ene res$dua%  de %as papas pe%adas son /.?# ).0  /.) 787" C. respec$&amene. S$ e% &apor sum$n$sra 1/00000 8L'm. Ca%cu%ar %a masa de corr$ene res$dua%  de %as papas pe%adas =ue sa%en de% proceso s$  e%  de cJscara de %a papa. ;Cons$derar 0 C como emperaura de referenc$a. Co"%(derr   A% proceso enra 2.* L'm de &apor.  Cons$derar 0C como emperaura de referenc$a. # Durane e% proceso se p$erde /0 de ca%or =ue sum$n$sra e% &apor. 2.* L'm 4 12.*7" 3 4 * Ps

SOLUCI0N:

M 4 1/00000L'm CP 4 1 7Ca%87"C

PS 4 ]7"8-

PP4 56

T 4 1C CP /.? 787"C

T2 4 //  C CP 4 /.) 787"C

^ 4 /03

CR 4 56

RECORDAR T 4 *  C CP 4 ).0 787"C

17" 42.2 L'm

2DO PASO Por cada -ora de proceso. GWRMLA ENERAL > E 9 ;:> 9 = 4 >s

Ap%$camos a% e!erc$c$o > E 9 = 4 >s 9=

2.* L'm 4 12.* 7" * :::::::::::::::: 12.* 7" 100 ::::::::::::: Q H = 2/, -

Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# Z4E+  4 >Ps 9 =



2011

4P%: >Ps 4 2*0+" ;/.? 787"C ;1C  0C >Ps 4 1*200 7



1/00000L'm 4 2?0787"

M3 4 12.* 7"

= 4 ;12.* 7" ;2?0787"C = 4 /**0 7

4S = 4$$ + CR +  4S1:

>pp 4 pp ;/.) 787"C ;//C  0C >pp 4 112.2 7 PP

CR

>CR 4 CR ;).0 787"C ;* : 0C >CR 4 20 787 CR

:

/0 ;/**0 7 = 4 102* 7

> E 9 = 4 >s GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA 9=

1*200 7 9 /**0 7 4 112.2 7PP 9 20 7CR 9 102* 7 )022* 7 4 112.2 7 PP 9 20 7 CR ; 

Rea%$,amos en %a ecuac$(n [Balance de Materia Ps 9 M\4 PP ;2*0 7" 9 12.*7" 4 PP 9 CR 22.* 7" 4 PP 9 CR

9 CR

; 

Reemp%a,amos %a ecuac$(n ;  en ; # para -a%%ar PP  CR )022* 7 4 112.2 787"PP 920 787" CR )022* 7 4 112.* 787" PP 9 20 787" ;22.* : PP 7 1).? PP 787" 4 ?2*0 7 : )022*

PP = 175.61 - INENIERA AROINDSTRIAL

PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA •

•

CR 4 22.*  PP CR 4 22.*  1?<.1  CJscara 4

2011

CR = <2.75 -

2*0::::::::::::::: 100 0./< ::::::::::::: F

CR = 28.1/6 5. Se desea enfr$ar un pur de "u$sanes desde ?0 C -asa 2*C. Para e%%o se u$%$,a a"ua a ? C# %a =ue se ca%$ena -asa 20 C. S$ %a can$dad de pur a enfr$arse es de *000 %$ros8>. 5^u can$dad de a"ua de'erJ usarse6# s$ e% CP de% "u$sane es 0.<1 7ca%87"C. La dens$dad de% "u$sane es 1.17"8L$ro.

SOLUCI0N:

VE 4 56 TVE 4 ? C

CP 4 1 +ca%87" 1.1 C 7"8L$ro 4

M8*000L$ros

E1 4 **00 7"8-

S1 4 **00 7"8M-= 5500KG/h

T 4 ?0C CP 4 0.<1 7Ca%7"C

T 4 2*C CP 4 0.<1 7Ca%8+"C 56

Vs 4

T 4 20C CP 4 1 +ca%87" C

2DO PASO Por cada -ora de proceso. Ap%$camos a% e!erc$c$o> E 4 >s 3er PASO Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# 4E= 4E1 + 4KE 4E1: >E1 4 **00+" ;0.<17Ca%87"C ;?0C  2*C > E1 4 2*2* 7Ca%

4VE:

>VE 4 VE ;17Ca%87"C ;?C  2*C

4S = 4S1 + 4KE 4S1:

4KS

> E1 4 :1 VE 7ca%87"

>S1 4 **00 ;0.<17Ca%87"C ;2*C  2*C >s1 4 0 >VS 4 VS ;17Ca%87"C ;20C  2*C



2011

>VE 4 :* 7Ca%8 7" VS GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA > E 4 >s 2*2* 7ca%  1 7ca%87" VE 4 0  * 7ca%87" VS 4

K42, = 22535./7 -

na me,c%a de )*) 7" de !u"o de man,ana a 10 C se 1,. ca%$ena en un cam'$ador por ad$c$(n de 21/00 7ca%. Ca%cu%ar %a emperaura de sa%$da de% !u"o s$ su CP de% !u"o es 0.<* 7ca%87" 7.

SOLUCI0N:

E1 4 )*) 7"8T 4 10C CP 4 0.<* 7Ca%87"7

= 4 21/00 7Ca% PG 4 )*) 7"8-

T 4 56 CP 4 0.<* 7Ca%8+"7

2DO PASO Por cada -ora de proceso. 3er PASO Ap%$camos a% e!erc$c$o

>E9=4 >s

Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# 4E= 4E1 +  4E1: >E1 4 )*)+" ;0.<*7Ca%87"C ;10C  2*C > E1 4 :*1.1 7Ca%

:

= 4 21/00 7ca%

4S = 4S1 4S1:

>S1 4)*) 7" ;0.<1*7Ca%87"C ;TC  2*C > s1 4 )/).)?TC : 10?1.<* 7Ca%

GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA > E 9 = 4 >s

:*1.1 7ca% 9 21/00 4 )2).)?TC  10?1.<* 7Ca%



2011

T = /5.,2QC

Se ca%$ena pur de p%Jano desde 1* C -asa *0C 11. usando a"ua a . 5CuJ% serJ %a can$dad de a"ua u$%$,ada s$ %a emperaura de% a"ua sa%$ene es de 0 C6 La capac$dad ca%orHKca de% pur  de% a"ua es de 0.?* 7ca%87" C  1.0 7ca%87" C.

SOLUCI0N:

VE 4 56 TVE 4
CP 4 1.0 +ca%87" C

E1 4 2000 7"8-

S1 4 2000 7"8 -

T 4 1*C CP 4 0.?* 7Ca%7"C

T 4 *0C CP 4 0.?* 7Ca%8+"C

Vs 4 56 T 4 0C CP 4 1.0 +ca%87" C

2DO PASO Por cada -ora de proceso. >E 4 3er PASO Ap%$camos a% e!erc$c$o

>s

Ap%$cando %a f(rmu%a enemos# 4E= 4E1 + KE 4E1: >E1 4 2000+" ;0.?*7Ca%87"C ;1*C  2*C > E1 4 :1*00 7Ca%

4KE:

>V1 4 EV ;1.0 7Ca%87"C ; E1 4 EV ? 7Ca%

4S = 4S1 + 4KS >S1 42000 7" ;0.?*7Ca%87"C ;*0C  2*C 4S1: > s1 4 )/*0 7Ca%

4KS:

>VS 4 >VS ;1.0 7Ca%87"C ;0C  2*C > s1 4 >V/* 7Ca%



2011

GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA >E9=4 >s

:1*00 7ca% 9EV? 7Ca% 21/00 4 )/*0 7Ca%  >V /* 7Ca%

K = 17/6.,6 -9 REACCIONES UMICAS 1. Ca%cu%ar %as reacc$ones de a$re : com'us$'%e  de com'us$'%e  a$re =ue corresponde a %a com'$nac$(n comp%ea de% eano ;C2># para %o cua% se re=u$ere /.* 7mo% de O2. SOLUCI0N: C2>

H CO2  >2O  N2

/.* ;O29/.N2

2DO. P%o: E#&#('" &(# C2> 9 /.* ;O29/.N2

H CO2 9  >2O 9  N2

Por pares C4H=2 > 4 2 4   = 3 O2 4 Q 9 82 4 /.* N2 4  = 13.16 LA ECCACIWN ES C2> 9 /.* ;O29/.N2

2 CO2 9 3 >2O 9 13.16 N2

a. >a%%ando A:C 4 *MN(re

M"C + M" 4

AJC 4 ;2< ;). F /.* ;12F2 9 ;1F

AJC = 16.1,8 - de (re9- de #o



2011 CJA = ,.,62 - de #o 9- de (re

CJA 4 18 1.10)

2. n 7Mo% de ocano ;C ? >1?# con un a$re =ue con$ene 20 7Mo% de O2# supon"a =ue %os producos con$ene so%o O 2# >2O# O2  N2. Deerm$ne a. N@mero de mo%es de cada "as en %os producos '. La re%ac$(n a$re  com'us$'%e. SOLUCI0N: C?>1?

H CO2  >2O  N2

20 ;O29/.N2

K O2

2DO. P%o: E#&#('" &(# C?>1? 9 20 ;O29/.N2

H CO2 9  >2O 9  N2 9 K

O2 Por pares C4H=7 > 4 2 4 1?  = 5 O2 4 Q 9 829 V 4 20 N2 4 20 F /. 4 

K = <./  =
LA ECCACIWN ES C?>1? 9 20 ;O29/.N2

7 CO 2 9 5 >2O 9
<./ O2 a. >a%%ando A:C 4 *MN(re

M"C + M" 4

AJC 4 ;2< ;). F 20 ;12F? 9 ;1F1?

AJC = 28.22 - de (re9- de #o #o



2011

3. Durane un proceso de com'us$(n se =uema eano C 2> con 20 de eFceso de a$re# supon"a com'us$(n comp%ea  una pres$(n oa% de 1007pa. Deerm$ne a. La re%ac$(n a$re:com'us$'%e '. La emperaura puno de rocHo de %os producos SOLUCI0N: C2>

H CO2  >2O  N2

1.2a ;O29/.N2

,.2) O2

2DO. P%o: E#&#('" &(# C2> 9 1.2a ;O29/.N2

H CO 2 9  >2O 9  N2 9

,.2) O2 Por pares C4H=2 > 4 2 4   = 3 O2 4 1.2a 4 Q 9829 0.2a ) = 3./ N2 4 1.2a;/. 4   = 17.<5

LA ECCUACI0N ES: C2> 9 ).2 ;O29/.N2

2 CO2 93 >2O 9 17.<5 N2

9 17.<5 O2 a. >a%%ando A:C 4 *MN(re

M"C + M" 4

AJC 4 ;2< ;). F ).2

AJC = 15.326 - de (re9- de #o



2011

;12F2 9 ;1F

4!!"do QTPR: F0RMULA:

NM42O *P 2 TOTAL TOTAL NM PROD.

QTPR = QT%) *P

Ap%$cando f(rmu%a P& 4 / ;100 7pa P = 13.56 21.)<2 -$ -$

QTPR = QT%) *P TPR 4 Tsa ;1/.< 7pa ::::::::A:* ;Ta'%a

INTERPOLAMOS *0 :::::::::: 12./)< Tr :::::::::::: 1/.< ** ::::::::::: 1?.*?

4

Tr = /2.36 QC

QTPR = /2.36 QC



2011

8. C$ero "as naura% $ene e% s$"u$ene anJ%$s$s &o%umr$co 2 de C>)# < de >2# 1) de N2# 2 de O2  / de CO2. Ese "as se =uema con a$re ^IMICAMENTE CORRECTA# =ue enra a %a cJmara de com'us$(n a 20C# 1 am  ?0 de -umedad re%a$&a# supon"a com'us$(n comp%ea  una pres$(n oa% de 1 am. Deerm$ne %a T puno de rocHo de %os producos. SOLUCI0N: H CO2  >2O  N2

0.2C>)# 0.0< >2# 0.1) N2# 0.02 O2 0.0 / CO2

A ;O29/.N2

2DO. P%o: E#&#('" &(# 0.2C>)9 0.0< >29 0.1) N290.02 O2 90.0 / CO29A ;O29/.N2 H CO2 9  >2O 9  N2

Por pares C 4 0.2 9 0.0/ = F H = ,. 4 0.0<91.)) 4 2   = 1./3 N2 4 0.1) 9 /.a 4   = /.687 O2 4 0.02 9 0.0/ 9 a 4 Q 9 82

LA ECCUACI0N ES: 0.2C>)90.0<>290.1)N29 ;O29/.N2

) = 1.86/

0.02O290.0

/

CO291.)*

,.2O 9*.)? N2

S$ -a -umedad re%a$&a se -ace %o s$"u$ene ?0 >umedad

A:) Ta'%a P& 4 0.? ;Psa20C P& 4 0.? F 2.//<

P = 1.7<1 -$ >a%%ando %o n@meros de mo%es de% a"ua N =



2011

N& 4

N = ,.131 -o! LA ECCUACI0N ES: 0.2C>) 9 0.0<>2 9 0.1)N29 0.02O2 9 0.0 / CO291.)* ;O29/.N2 9 0.1/1 >2O

,.2O 9*.)? N2




Ap%$cando f(rmu%a P& 4 1.1 ?.0*<

;100 7pa P = 2,.61 -$

QTPR = QT%) *P TPR 4 Tsa ;20.1 7pa ::::::::A:* ;Ta'%a

INTERPOLAMOS 0.0 :::::::::: 20 Tr :::::::::::: 20.1 ).<::::::::::: 2*

4

Tr = 6,.66 QC

QTPR = 6,.66 QC



2011

/. C$ero "as naura% $ene e% s$"u$ene anJ%$s$s &o%umr$co ) de C>)# 12 de >2# 1 de N2# / de O2  * de Co 2. Ese "as se =uema con a$re ^IMICAMENTE CORRECTA# =ue enra a %a cJmara de com'us$(n a 2*C# 1 am  ? de -umedad re%a$&a# supon"a com'us$(n comp%ea  una pres$(n oa% de 1 am. Deerm$ne %a T puno de rocHo de %os producos. So!&#('": 0.)C>)# 0.12 >2# 0.1N2# 0.0/ O2 0.0 * CO2

A ;O29/.N2

H CO2  >2O  N2

2DO. P%o: E#&#('" &(# 0.)C>)# 0.12 >2# 0.1N2# 0.0/ O2 0.0 * CO29A ;O29/.N2

H

CO2 9  >2O 9  N2

Por pares C 4 0.) 9 0.0* = F H = ,.65 > 4 0.)F) 9 0.12F2 4 2   = 1.31 O2 4 0.0/9 0.0* 9 A 4 Q 9 82 ) = 1.86/ N2 4 0.1 9 A F /. 4  = /.,7/6

LA ECCUACI0N ES: 0.)C>)# 0.12 >2# 0.1N2# 0.0/ O2 0.0 * CO291.)* ;O29/.N2 9 1.31 >2O 9 /.,7/6 N2

S$ -a -umedad re%a$&a se -ace %o s$"u$ene ?0 >umedad

A:) Ta'%a P& 4 0.? ;Psa2*C P& 4 0.? F /.1<

P = 2.8<172 -$ >a%%ando %o n@meros de mo%es de% a"ua N =


0.< CO2


2011

N& 4

N = 1.//5 -o! LA ECCUACI0N ES: 0.)C>)# 0.12 >2# 0.1N2# 0.0/ O2 0.0 * CO291.)* ;O29/.N2 9 1.**<>2O 0.< CO2 92.5/5>2O 9 /.,7/6 N2




Ap%$cando f(rmu%a P& 4 1.**< ;101./2* 7pa P = 17.,566 ?.2< -$ -$

QTPR = QT%) *P TPR 4 Tsa ;1?.0< 7pa :::::::::: A:* ;Ta'%a

INTERPOLAMOS 1* 7pa :::::::::: */.< 1?.0< 7pa :::::::::::: Tr 20 7pa ::::::::::: 0.0

4

Tr = /<.<82 QC

QTPR = /<.<82 QC



2011

6. Se =uema meano ;C>) con a$re seco. E% anJ%$s$s &o%umr$co de %os producos en una 'ase seca es *.20 de CO 2# 0.// de CO# 11.2) de O2  ?/.2/ de N2. Deerm$ne a. La re%ac$(n A:C '. E%  de a$re e(r$co u$%$,ado SOLUCI0N: Q C>)

/.2, CO2 ,.33 CO 11.28 O2

A ;O29/.N2

73.23 N2 B >2O

2DO. P%o: E#&#('" &(# QC>) 9 a ;O29/.N2

/.2, CO2 9 ,.33 CO 9 11.28

O2 9 73.23 N2 9' >2O

Por pares C 4 Q 4 *.20 9 0.// H = /./3 > 4 )Q 4 2'  = 11.,6 O2 4 a 4 *.2090.//82911.2)9'82

LA ECCUACI0N ES: *.*/C>) 9 22.1/* ;O29/.N2

) = 22.13/

/.2, CO 2 9 ,.33 CO 9

11.28 O2 9 73.23 N2 9 ' >2O

Co"(r)(e"do  1 -o!: C>) 9 ).002 ;O29/.N2

,.58, CO2 9 ,.,/5 CO 9 2.,32/

O2 9 1/.,/1 N2 9 11.0 >2O

a. >a%%ando A:C 4 *MN(re

M"C + M" 4



AJC 4 ;2< ;). F ).002 ;12F1 9 ;1F)

2011

AJC = 38./33 - de (re9- de #o

'. >a%%ando  de a$re Te(r$co Ecc Rea% C>) 9 A ;O29/.N2

H CO2 9  >2O 9  N2

C414Q > 4 ) 4 2  = 2 O2 4 a 4 Q 9 82 N2 4 a F /. 4V

) = 2 V = <./2

La ecc rea%  C>) 9 2 ;O29/.N2

CO2 9 2>2O 9 <./2 N2

 de (re )e'r(#o 4  de (re )e'r(#o = 2,,.13/ <. Se =uema ocano ;C? >1? con a$re seco. E% anJ%$s$s &o%umr$co de %os producos en una 'ase seca es 10.02 de CO2# *.2 de CO# 0.??  de O2  ?/.)? de N2. Deerm$ne a. E%  de a$re e(r$co u$%$,ado '. La re%ac$(n A:C c. La fracc$(n de a"ua =ue se condensa cuando %os producos se enfrHan -asa 2*C a 1007pa SOLUCI0N: Q C?>1? A ;O29/.N2

2DO. P%o: E#&#('" &(#

1,.,2 CO2 ,.77 CO /.62 O2

73.87 N2 B >2O



QC>) 9 a ;O29/.N2

2011

1,.,2 CO2 9 ,.77 CO 9 /.62 O2

9 73.87 N2 9' >2O

Por $r)e%: C 4 Q 4 10.0290.?? H = 1.362/ > 4 1?Q 4 2'  = 12.262/ O2 4 a 4 10.029*.290.))9'82

LA ECCUACI0N ES: 1./C?>1? 9 22.211 ;O29/.N2

) = 22.211

1,.,2 CO2 9 ,.77 CO 9 /.62

O2 9 73.87 N2 912.26 >2O

Co"(r)(e"do  1 -o!: C>) 9 1./0;O29/.N2

<.3/8 CO2 9 6.686 CO 9 8.12/ O2 9

61.265 N2 9 < >2O

c. >a%%ando A:C 4 *MN(re

M"C + M" 4

AJC 4 ;2< ;). F 1./01 ;12F? 9 ;1F1?

AJC = 15.<35 - de (re9- de #o

d. >a%%ando  de a$re Te(r$co Ecc Rea% C?>1? 9 A ;O29/.N2 C4?4Q > 4 1?4 2  = 5 O2 4 a 4 Q 9 82 N2 4 a F /. 4V

H CO2 9  >2O 9  N2

) = 12./ V = 8<

La ecc rea%  C>) 9 12./ ;O29/.N2

7CO2 9 5>2O 9 8< N2



2011

 de (re )e'r(#o 4  de (re )e'r(#o = 13,.8127

d. Fr##('" de & &e %e #o"de"%: ⇒ ⇒ ⇒

Mo%es de a"ua A"ua =ue se condensa A"ua =ue no se condensa

< 7mo% Q 7mo% <Q

>a%%amos P& ;2*C :::::: A:) 4

4

H = 6./57, -o!

Fr##('": = ,.<331 ,.<331 = <3.31 



2011

PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA DE BALANCE DE MATERIA  ENERGA 1.: n an=ue con una capac$dad de 1.* m/ con$ene /00 %$ros de %ec-e. S$ se sum$n$sra 20 %$ros8 m$nuos de %ec-e  s$mu%Jneamene se descar"a por 2 &Has. Por %a pr$mera 0.10 %$ros8 se"undo  por %a se"unda &Ha .* %$ros8 m$nuo. Ca%cu%e e% $empo de %%enado de% an=ue en -oras.

SOLUCI0N: 1er PASO:

RAGICA 1200 %$ros

E1 4 20 %$ros8m$n

1500 litros

/00 %$ros

 %8m$n 4 S2 .* L8M$n

2do PASO: B%e De C!#&!o: Por cada m$nuo de proceso 3er PASO: B!"#e de M)er(: Por %a pr$mera 0.10 %$ros8 se"undo 0.10 %$ro8se"undo 4  %$ros8 m$nuo

Por ! %(&(e")e ?'r&!: ∗

E1= S1 + S2 +

Por %a se"unda &Ha .* %$ros8 m$nuo

MA 20 %4 .* 9 .0 9 MA

MA = <./ !()ro% 4 1200 %8m$n 4 10 m$n .* % 4 2- 9 )0 m$n 4 2.6< 


PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA 2- 9 )0 0 Por %o ano 20 m$n

2011

2- 9 2 / 4 20 4 2 4 1 0 

E% $empo de %%enado de% an=ue en -oras es en 1* m$n por %o ano 1* 4 10 2.: Para o'ener )*00 +" de a%$meno 'a%anceado para cerdos se me,c%a maH, mo%$do# afrec-o  -ar$na de pescado. Los prec$os son 1./ so%es por +$%o"ramo# 0./* so%es por +$%o"ramo  /.2 so%es por +$%o"ramos respec$&amene. Se desea =ue %a me,c%a resu%ane en"a un prec$o de producc$(n de 1.)0 so%es por +$%o"ramo# %a cond$c$(n es =ue e% afrec-o de'e de ser e% /0 de %a can$dad de maH, =ue $n"resa. SOLUCI0N:

1er PASO: RAGICA

>P46 Prec$o4 _ /.2

M4 5

PG4 )*00 PRECIO 4 _ 1.)

P 4 _ 1./

2do PASO: B%e De C!#&!o

A46 P 4 _ 0./* 7"

Por cada )*00 +$%o"ramos de maer$a pr$ma. MA9A 4 )*00 3er PASO: Ba%ance de Maer$a

>P 9 M 9 0./ M 4 )*00 :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Ecc I

B!"#e #o" re%$e#)o ! $re#(o: /.2 ;>P 9 1./ ;M 9 0./* ;A 4 /00 /.2 >P 9 1./ M 9 0.10* M 4 /00::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::Ecc II /.2 ;)*00  1./ M 9 1.)0*M 4 /00 1))00  ).1 M 9 1.)0*M 4 /00 1))00 :2.**M 4 /00

M= 258,.11 INENIERA AROINDSTRIAL 


2011

A 4 0./ ;2<)0.11 +" 4 ??2.0/ +" >P 4 .? 7" REEMPLAAMOS EN LA FORMULA:  HP+M+A = 4500 .?9 2<)0.119 A 4)*00

A= 772.,33

/.: Se =u$ere enconrar 00 +" de < a 0 de s(%$dos oa%es de un a%$meno %H=u$do. En %a pr$mera eapa se separa una corr$ene res$dua% con << de -umedad de ora corr$ene con .  -umedad =ue enra a %a se"unda eapa# en donde se separa ora corr$ene res$dua% =ue con$ene a%%ar %a masa de %os res$duos ' >a%%ar %a masa de %a corr$ene =ue es rec$rcu%ada.

SOLUCI0N: 1er PASO: RAGICA

E1 4 007" Pf46 ST 4 0.00< 0. ST40.02)

R 46 S4 0.0)

!146

246

>4 0.0

ST4

ST 4 0.)

CR1 ST 4 0.01

CR2 >4 0.<< ST 4 0.2

> 40.
2do PASO: B%e De C!#&!o: Por cada 00 +$%o"ramos de maer$a pr$ma. 3er PASO: Ba%ance de Maer$a

>2 = PF+ R

Reemp%a,amos : >2 = 5, - + RJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJECC I



2011

B!"#e #o" re%$e#)o  %&% %'!(do% )o)!e%: 0.) 24 <0;0.9 R ;0.0) 0.) 2 4 *) 9 0.0) RJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJECC II REEMPLAAMOS LA ECC I  ECC II: ;:0.) 2 4 <0 7" 9 R 0.) 2 4 *) 9 0.0) R : 0.) 2 4 :/  0.) R 0.) 2 4 *) 9 0.0) R :1? 4 :0./R 1?80./ R= /,

REEMPLAAMOS EN LA FORMULA DADA: R 24 <09 *0

>2= PF+

24 1)0 •

2d E)$:

14 29 CR2

Reemp%a,amos : >1 = 18,- + CR2JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ ECC IIII

B!"#e #o" re%$e#)o  %&% %'!(do% )o)!e%: 0.2)14 1)0;0.) 9 CR2 ;0.01* 0.2)14 * 9 0.01* CR2::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::ECC I3

REEMPLAAMOS LA ECC III  ECC IV: ;:0.2) 1 4 1)0 7" 9 CR2 0.2) 1 4 * 9 0.01* CR2 : 0.2) 1 4 ://.  0.2) CR2 0.2) 1 4 * 9 0.01* CR2 :22.)4 : 22.)80.22*

0.22* CR2

CR2= 55./ REEMPLAAMOS EN LA FORMULA DADA: >2+ CR2 14 1)09 <<.* 14 2/<.*


>1=

PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA •

2011

E19R4 19 CR1

1er E)$:

Reemp%a,amos : 6,,+ /, = 235./+ CR1

B!"#e #o" re%$e#)o  %&% %'!(do% )o)!e%: 0.00< ;00 9 *0;0.0) 4 2/<.* ;0.2)9 0.01 CR1 *)9 2 4 *.)? 9 0.01 CR1 * 4 *.)? 9 0.01 CR1

CR11= 187

SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA DE BALANCE DE MATERIA  ENERGA 1.: n med$o de fermenac$(n %$=u$do a /0?.1* `7 se 'om'ea a &e%oc$dad de /*+"8-r a ra&s de un ca%enador# donde su emperaura se e%e&a a 0`C 'a!o pres$(n. E% a"ua usada para e% ca%enam$eno enra a /<.* `7  sa%e a ?*`C. La capac$dad ca%orHKca promed$o de% med$o de fermenac$(n es de ).0*0 78 7" `7  %a de% a"ua es ).220 78 7" `7. Las corr$enes de fermenac$(n  de% a"ua ca%$ene esJn separadas por una superKc$e meJ%$ca a ra&s de %a cua% se ransKere e% ca%or  =ue $mp$de %a me,c%a fHs$ca de am'os. Ca%c@%ese e% u!o de a"ua  %a can$dad de ca%or aUad$da a% med$o de fermenac$(n# s$ se p$erde durane e% proceso por un deKc$ene a$s%am$eno 12000 7! de ca%or.

SOLUCI0N: TRANSFORMAMOS

C 9 2/.1* 4 7 C 9 2/.1* 4 /0?.1*7

C= 3/C C 9 2/.1* 4 7 C 9 2/.1* 4 /<.*7

C= 2DO PASO Por cada -ora de proceso. 56./C F0RMULA GENERAL: 1er PASO:


C 9 2/.1* 4 7 17" 42.2 L'm 1- 40 m$n


2011

RAGICA

Yenrada4 6 T 4 <.* `C CP 4 ).220 787"7

E1 4 /*7"8-

S14 /*7"8-

T 4 /*C CP 4 ).0*0 7!87"7

T2 4 56 CP 4 ).0*0 787"7

AS46 T4 CP 4 ).220 787"7

2DO PASO Por cada -ora de proceso.

GWRMLA ENERAL > E 9 ;:> 9 = 4 >s

Ap%$camos a% e!erc$c$o> E 4 >s 9 =

4E: 44E1:

4E = MCP  *T2JT1

SE SABE: ∑>E Sumaor$a de odas %as ena%p$as de odos

%os maer$a%es =ue enran en e% proceso de reacc$(n. > ca%or norma% de reacc$(n a 2
Sumaor$a de odas %as ena%p$as TOMAMOS de odos 4E = MCP ∑>S*T2JT1 2*`C %os maer$a%es =ue sa%en con e% proceso a 2ITO: DE REGERENCIA POR^E ES

>>E1 4 /*+" ;).0*0 787"7 ;/*C  2/QC TEMPERATRA DE >>E1 4 1)1.* 7

4KE

AMBIENTE.

>VE = MCP  *T2JT1 >VE 4 M ;).220 787"7  ;<.*C: 2*C >VE 4 /01./ 7

4S = 4%1 + 4% 4S1: >S1= MCP  *T2JT1 >S1 4 /* +" ;).0*0 787"7 ;0 

Se tiene que saber que CALOR (q) que sale es negativo y CALOR (q) que entra es 2*C positivo.

>S1 4 /?.* 7

4KS



2011

>VS 4 MCP ; T2:T1 >VS 4M;).220 787"7  ;?*C : 2*C >VS 4 2*/.2M 787" > E 4 >s := GORMANDO LA ECCACION DE ACERDO A LA GWRMLA

:1<1.2*7!4 :/01./ M 7!9 2*/.2 M 787"  1<1.2* 7! 1<1.2* 7 4 )?.*/ M787"

M4 = 385./, - CALOR: 4S1J 4E1

/?.* 7  1)1.*7 4 8561.2/ -> de #!or &%do

>a%%amos de %a s$"u$ene forma Ca%or oa%

M ;a"ua

1)1.* 7 9 10*)*).) 7 ^ aUad$do a% %H=u$do ^ aUad$do 4 /* ;).0* ;0:/*

 d(do = 8561.2/ -> 2.: En un proceso sem$con$nuo se pe%an papas med$ane &apor. E% &apor se sum$n$sra en 182* pare de %a masa de %a papa s$n pe%ar. Las papas enran a% s$sema a 2<0.1* `  %as papas pe%adas sa%en a /0 `C. AdemJs de% s$sema sa%e una corr$ene res$dua% a `C. Los ca%ores especHKcos de %a papa s$n pe%ar de %a corr$ene res$dua%  de %as papas pe%adas son /.?* ).02 /.)* 787" `C respec$&amene. S$ e% &apor sum$n$sra 12?* 78L'm. Ca%cu%ar a La masa de %a corr$ene res$dua% ' E%  de cascara de %a papa

CONSIDERAR LOS SIGUIENTES DATOS  A% proceso enra 1/.* 7" de &apor Cons$derar 0 `C como emperaura de referenc$a Durane e% proceso se p$erde 18/ de ca%or =ue sum$n$sra e% &apor.

SOLUCION



2011

1er PASO: GRAFICO 182* 4 0.0)

340.0)

F41/.* +"

^412?*78L'm PS4 Q4 //.* 7"

PP46

T4 1`C

T4  `C CP4 /.)* 787"`C

CP4 /.?* 7!8+"`C

CR

^46 CP4 ).02 787"`+ ∗

T4 `C

Sacamos 182* pare de %a masa de %a papa s$n pe%ar 34 1/.*7"40.0)F

Q4//.*+" 

4E= 33<./  3.7/@9-C *1E

4220?<./* 7

S#o% 1913 d&r")e e! $ro#e%o %e $(erde 193 de #!or &e %&("(%)r e! $or. ∗

/?1).*74 0.0/F

H= 12<21./ -@ Por %o ano e% "rJKco &a ser de %a s$"u$ene manera 182*4 0.0)

340.0)

F41/.* +"

^412?*78L'm PS4 Q4 //.* 7"

PP46

T4 1`C

T4  `C CP4 /.)* 787"`C

CP4 /.?* 7!8+"`C

CR = 12<21./@

T4 `C



2011

CP4 ).02 787"`+ ∗

S$ e% &apor sum$n$sra 12?* 78L'm 12?*7 L'm

F 2.20 %'m F 1/.* +"

 $erd(do

= 37168./ ->

ECUACION GENERAL: BALANCE DE ENERGIA: ⇒

4S:

>S4 PP F /.)*+!87" F ;/0:0 4 10/.*787" PP

4CR: CR F ).02787"`C ;:0

CR = 26/.32 ->9- CR

∗

Coo :

∑HE+ Q SALIDA = HS

220?<./* 7" 9 1221.* 7! 4 10/.*787" PP 9 2*./2 787" CR 220?<./* 7" 9 1221.* 7! 4 10/.*787" PP 9 2*./2 787" ;/*17":PP /)?10.?*787" 4 10/.*787" PP 9


2011

BALANCE DE MATERIA  PS + V= PP + CR //.* 7" 9 1/.* +" 4 PP 9 CR /*1 7" PP 4 CR /*1 7" : ].4 CR CR= 69.2 Kg

/.: Se u$%$,a un depos$o u'u%ar para esca%dar !udHas de %$ma con un u!o mas$co de ?0 7"8 -r. E% consumo de ener"Ha para e% proceso de esca%dado es 1.1< 8 -r  %as perd$das de'$do a% deKc$ene a$s%am$eno se es$ma en 0.2) 8-r . S$ e% consumo oa% de ener"Ha en e% proceso es de 2.1 8-r. a Ca%cu%ar %a ener"Ha para reca%enar e% a"ua despus de cada proceso. ' Deerm$nar e%  de ener"Ha con cada corr$ene.

SOLUCION: 1er PASO: GRAFICA

ESCALDOR

2.1 8-

E =ue se =ueda

E14 ?0 7"8-

1.1<8-

en

>20

0.2) 8-

2DO PASO BASE DE CALCULO

Por cada -ora de proceso.

3ER PASO: ECUACION GENERAL: >ac$endo un 'a%ance de ener"Ha por e% pro'%ema d$remos =ue %a E ;Ener"Ha =ue enra e% s$sema es $"ua% a %a ener"Ha con %a =ue se =ueda %as !udHas mas %a ener"Ha =ue se p$erde por e%



2011

eKc$ene a$s%am$eno 9 E =ue se =ueda en e% a"ua 4 2.<1 = 1.15 + ,.28

2.<1 G>94 =V1.15 + ,.28 + E &ed 4 2O a E 4 1.2? 78> E% oa% de ener"Ha 4 2.1  E =ue sa%e con %as !udHas 4 1.1< F 100 2.1

= 83.51  E =ue se p$erde por e% a$s%am$eno 4 0.2) F 100 4 ?.?*  2.1 E =ue se =ueda en e% a"ua

1.2? F 100 4 ).2) 2.1

4ALLAMOS DE OTRA MANERA: SOLUCI0N:

E4 2.1 8-

E1 4 ?0 7"8-

S1 4 ?0 7"8 -

T 4 ?0C CP 4 0.<1 7Ca%7"C

ES4 1.1< 8CP 4 0.<1 7Ca%8+"C

EP4 0.2)8∑>S4

1.1< 9 0.2)  4 1.)/  ∑>E: ∑>S4  =ueda E &e &ed = 1.27 G>

FORMULA GENERAL ∑>E 4 ∑>S9 =9 ;:> ∑>E

4 ∑>S =uedado

 de ener"Ha asoc$ada con cada corr$ene 2.1

100 1.1<

F

Q4 )/.<1 2.1

100


PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA 0.2)

2011 F

H= 7.7/

).: Se ca%$ena 1/.2 %'m de -$e%o =ue se encuenra a 10.) `G para o'ener a"ua %H=u$da a 0` C# poser$ormene se ca%$ena mas oda&Ha para e&aporar%o produc$endo &apor saurado a 212 `G. Ca%cu%ar %as d$&ersas ena%p$as enconradas en e% proceso. S$ %os ca%ores especHKcos de% -$e%o  de% a"ua %H=u$da enconradas en e% proceso. S$ %os ca%ores especHKcos de% -$e%o  de% a"ua %H=u$da son respec$&amene 20.*  ).1?2 787" `7. 1/.2 L'm82.2 4  7"

Si: ºC= (0.5556 (F32)

C = *,.////6 *1,.8J 32

SENSIBLE

EN EL TRAMO A:B o

o o

LATENTE

SENSIBLE

4 M cp ;T2:

A:B

T1 A:B 4 Ena%p$a de% Tramo A:B M 4 Masa CP4 capac$dad ca%orHKca


LATENTE

PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA o

T2  T1 4 emperaura A:B 4

7" F 20.* 787"7 ;0  ;:12 C A:B

4 1) 7 4 M

EN EL TRAMO B:C o o

o

2011

B:C

Ena%p$a de% Tramo B:C M 4 Masa 4 B:C 4

7" F ///.2 787" B:C

EN EL TRAMO C:D

4 1<<<.2 7

4 M cp ;T2:

C:D

T1 4 Ena%p$a de% Tramo C:D Si: ºC= (0.5556 (F-32)  C = *,.////6 *212J o M 4 Masa 32 o CP4 capac$dad ca%orHKca o T2  T1 4 emperaura o

C:D

C:D 4

7" F ).1?2 787"7 ;100:0 C A:B

4 2*0<.2 7

En e% ramo D:E 4 M

D:E

o

o

o

4 Ena%p$a de% Tramo D:E M 4 Masa 4 D:E



B:C 4

2011

7" F 22*.0 787" B:C

A:B 9

4 1/*)2./ 7

B:C

9

C:D 9

D:E

1) 9 1<<<.2 9 2*0<.2 9 1/*)2./

15/26.<6 ->

TERCERA PRÁCTICA CALIFICADA DE BALANCE DE MATERIA  ENERGA 1. /000 L'm de a!on!o%H con /0 de proeHna en peso# 2? de car'o-$draos en peso#  de K'ra# ) de cen$,a  20 de ace$e se maceran  se prensan para eFraer ace$e# o'en$ndose corr$enes de ace$e  de pasa prensada =ue oda&Ha con$ene  de ace$e ;supon"a =ue no -a perd$da de oros cons$uenes en %a corr$ene de ace$e: -eFano ;supon"a =ue no sa%"ue -eFano en e% eFraco para o'ener un produco con  de -umedad en peso. Ca%cu%e a 7" de pasa de a!on!o%H =ue sa%e en %a pr$mera eapa. ' 7" de ace$e =ue sa%e en %a pasa en %a pr$mera eapa. c 7" de eFraco o'en$dos en %a se"unda =ue sa%e en %a se"unda eapa d 7" de eFraco seco Kna% e  en peso de proeHna  car'o-$draos en e% produco seco.



2011

SOLUCI0N: 1er PASO: E1 4 1//./7" Pf465 ST0. 40. /0 proeHna 2? car'o-$draos  K'ra ) cen$,a 20 ace$e 11 -umedad

PP146

P

PP246

Ace$e4 0.

ACEITE4 0.* CE29 >EQANO

CE14

3,, L92.2 = 1363.63 - 2do PASO: B%e De C!#&!o Por cada 1//./ 7" de maer$a pr$ma. 3er PASO: Ba%ance de Maer$a B!"#e Ge"er!: •

Pr(er e)$:

E1= PP1+ CR

Reemp%a,amos : 1363.63 = PP1+ CRJJJJECC I

B!"#e #o" re%$e#)o #o" )odo% %&% #o$o"e")e% e"o% e! #e()e: 1//./ ;0.? 4 PP1 ;0.<)9 CR ;0 PP1 4 110.*/

E1= PP1+ CCE1 1//./4 110.*/9 CR CE14 20/.1

2d E)$: PP19 >EQANO4 PP29 CE9 >EQANO PP14PP29 CE Reemp%a,amos : B!"#e #o" re%$e#)o #o" )odo% %&% #o$o"e")e% e"o% e! #e()e:



2011

110.*/ ;0.<) 4 PP2 ;0.2* 9 CE ;0 PP24 10<<.) CE4 1./< 0.?/2* ;10<<.1* 7" 4 MG ;0.
2. n med$o de fermenac$(n %$=u$do a 2


2011

RECORDAR /./0L'm82.2 4 1.* 7"

Pr #o"er)(r  ("&)o e% 1./  6, %e&"do%= 5, 9(" 1ER PASO: RAGICA

K CALIENTE=W T= <7 C

CP 4 ).20 7!87"+

E1 4 <0 7"8m$n

S1 4 <07"8m$n

T1 42 * C CP 4 ).0 7!%87"7



T 4 ? C CP 4 ).0 7!87"+

T= <7 C

CP 4 ).20 7!87"+

2DO PASO: BASE DE CÁLCULO: proceso

Por cada m$nuo de

3ER PASO: BASE DE CALOR: F0RMULA GENERAL: ^ "ana e%  "ana4 ^ p$erde e% >20

<0 7" ;).0 +!8+"`7 ;?:2*`C 4  ;).20 +!8+"`7 ;<*:?`C )/

1 1*)?0 4  1.)  4 21.?1

 =  CPe *T2J T1 4 21.?1 ;).20 787"`7 ;1 41*)?0.2/) /. n com'us$'%e "aseoso con un anJ%$s$s &o%umr$co de 0 de C>)# /0 de >2  10  N2 se =uema por comp%eo con 1/0  de a$re eor$co. Deerm$ne" a %a re%ac$(n a$re com'us$'%e ' %a fracc$(n de &apor de a"ua =ue se condensarHa s$ %os "ases produco fueran enfr$ados -asa 20`C a 1am.



2011

). na L'm de 'uano ;C)>1O se =uema con 2* %'m de a$re =ue esa a <0`G  1). Ps$a. Supon"a =ue %a com'us$(n es comp%ea  =ue %a pres$(n de %os producos es 1). Ps$a. Deerm$ne a E%  de a$re eor$co u$%$,ado ' La emperaura de% puno de roc$o de %os producos.

SOLUCION C)>10

QCO2 >20

A;029 /.N2 N2

O2

NOS DA DE REFERENCIA UE LA RELACION AIRE COMBUSTIBLE ES: ;MASA MOLAR DEL AIRE F N M a$re 4 2* ;MASA MOLAR F NC 9 M>> )?910

4 2< F a

N MOLES AIRE 4 *? F 2* 4 *0 /<

At= 10.50

C)>10 b10.* ;O29 /.N2 4 )CO29 *>209 /<.)? N29 )02

 AIRE TEORICO C)>109 AT ;O29 /.N2 4 QCO29 >209 N2 >ALLAMOS C

>

O2

N2


Problemas de Balance de Materiaterminadoooooooo

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