CURSO

TRATAMIENTO DE

DESECHOS INDUSTRIALES

Docente:

Dr. Napolen Juregui Nongrados

Los Olivos, 16 de Setiembre de 2015.

BALANCE DE MASA APLICADO

EN TRATAMIENTO

PRELIMINAR

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.

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.

BALANCE DE MASA

Se aplica a balances considerando el siguiente principio:

INGRESOS = SALIDAS

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.

SISTEMA SIMPLE

SISTEMA MLTIPLE.

SISTEMA CON RECIRCULACIN.

En la figura se observa que se pueden hacer

tres balances parciales y un global.

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

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.

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

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

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

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

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.

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.

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.

Problema 4: Balancear y determinar el flujo R en la figura que se muestra.

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?

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.

Si protegemos a nuestros trabajadores, tambin estamos protegiendo nuestro planeta !!!!

Dr. Napolen Juregui Nongrados

MUCHAS GRACIAS !