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Clase Sincrónica: “Teoría de Balance de Materia”
Enlace de la clase: https://bit.ly/35Toy9H Tema 5: “Teoría de Balance de Materia”
01/03/22
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BALANCE DE MATERIA EN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
ECUACIÓN GENERAL DE BALANCE DE MATERIA
Para la solución de los problemas se debe definir el tipo de proceso: estable o inestable
E
Proceso estable Proceso inestable
S E A S
El balance de energía se basa en la ley de la conservación de la energía, que indica que la energía para un proceso químico no se crea ni se destruye solo se transforma
En muchas ocasiones los balances deben efectuarse para algunas de las sustancias en particular. Esto da origen a los BALANCES PARCIALES, en estos balances se tiene en cuenta que una especie química puede aparecer por lo que hay que incluir el termino de RAPIDEZ DE GENERACIÓN
Rapidez de salida de la materia y la energía del sistema Rapidez de entrada de la materia y la energía al sistema Rapidez neta de acumulación de masa y energía en el sistema
MODELO FÍSICO DEL SISTEMA
Rapidez de salida de la sustancia Rapidez de entrada de la sustancia Rapidez neta de acumula ción Rapidez de neta de generación
BALANCES DE MATERIA EN DIAGRAMAS Y EQUIPOS DE PROCESAMIENTO
Balance total ��1 +��2 +��3 =��4 Balance parcial de la sustancia “a” ��1��1 �� +��2��2 �� +��3��3 �� =��4��4 �� Balance total ��1 =��2 +��3 Balance parcial de la sustancia “a” ��1��1 �� =��2��2 �� +��3��3 ��
En los equipos de transferencia de masa como absorbedores, secadores, destiladores, cristalizadores y extractores, se introducen varias corrientes que viajan dentro del equipo de dos formas:
CONTRACORRIENTE (el líquido fluye en un sentido y la corriente gaseosa en otro) CORRIENTE PARALELA (las dos corrientes viajan en la misma dirección)
Contacto en contracorriente Contacto en paralelo
Balance total ��1 +��3 =��2 +��4 Balance parcial de la sustancia “a” ��1��1 �� +��3��3 �� =��2��2 �� +��4��4 �� Balance total ��1 +��3 =��2 +��4 Balance parcial de la sustancia “a” ��1��1 �� +��3��3 �� =��2��2 �� +��4��4 ��
En ciertos procesos parte de los productos se vuelven a procesar para que se mezclan con los reactivos (es esto se le denomina RECIRCULACIÓN). En otros casos parte de los reactivos pasan al proceso y otra parte de la vuelta sin entrar (a esto se le llama DERIVACIÓN)
Recirculación Derivación
Balance en todo el proceso ��1 =��5 Balance alrededor del equipo ��4 =��2 Balance en la unión ��1 +��3 =��4 Balance en todo el proceso ��1 =��5 Balance alrededor del equipo ��2 =��3 Balance en la unión ��3 +��4 =��5
Glosario
TERMINO
Sistema
Alrededores
Corrientes DEFINICIÓN
Es el primer concepto que debemos dominar, ya que a partir del sistema podemos realizar el balance de masa. Un sistema es simplemente una zona específica o total de un proceso a estudiar, es decir, es la zona de estudio en nuestro problema o proyecto.
Los alrededores son todas las zonas que no forman parte del sistema y se encuentran fuera de los límites de éste
Las corrientes representan la entrada y salida de masa a los sistemas. Se representan como líneas con flechas que indican el sentido del flujo (si entra o sale). Las corrientes son muy importantes en el balance de masa, ya que permiten obtener datos y calcular valores de entrada o salida de un sistema al aplicar el balance.
Revision bibliografica (Marco teórico)
Balance de MATERIA
La definición de un balance de masa es simple. Se reduce a la aplicación práctica de la Ley de conservación de la materia. Dicha ley, nos indica que toda la masa que entra a un sistema sale y/o se acumula, según el tipo de sistema que tengamos. En pocas palabras, la masa no se crea ni se destruye, sólo se transforma. (Noguera,
2020)
Los balances de materia y energía son una forma de contabilizar las entradas y salidas de materiales de un proceso o de una parte de éste y pueden ser aplicados a aquellos procesos en donde las propiedades de las materias primas tienden a variar, con la finalidad de obtener productos estandarizados.
EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Los balances de materia son la base fundamental para el diseño de los procesos, debido a que así se determinan tanto las cantidades de materia prima requeridas como los productos procesados u obtenidos, en cada una de las etapas u operaciones individuales de los procesos. De esta forma se determinarán los caudales y las composiciones de las corrientes de los diferentes procesos proporcionado las ecuaciones básicas. (Cedeño,
2018)
IMPORTANCIA Los balances de masa son muy importantes, ya que son la base para cálculos mucho más avanzados, además de darnos información sobre las concentraciones másicas de las tuberías que forman parte del estudio y calcular por ende los tamaños de los equipos que forman parte de un proceso, de modo que permiten estimar costos. (Teran, 2019)
ENLACES DE EJERCICIOS RESUELTOS (ESTUDIAR PARA LA 1ra PRACTICA
CALIFICADA)
http://repositorio.utmachala.edu.ec/bitstream/48000/14370/1/Cap.2%20El%20balance%20de %20materia.pdf
https://www.ingenieriaquimicareviews.com/2020/04/balance-de-masa-ingenieriaquimica.html
