Pro Ext-Des.Balance en torno al punto de mezcla de los extractos:A: m1 (0.275) + m3 (0.09) = mA4(145 kg)(0.275) + (86.94 kg)(0.09) = mA439.875 kg + 7.8246 kg = mA4mA447.69kg AcetonaM: m1Xm1 + m3 (0.88) = mM4(145 kg) (0.675 kg) + (86.94 kg) (0.88) = mM497.875 + 76.5072 kg = mM4mM4174.31kg MIBKW: m1 (0.725 - Xm1) + m3 (0.03) = mW4105.125 kg - 97.875 kg + 2.6082 kg = mW4mW49.86kg Agua.Balance en torno al subsistema de 2 extractores:kg100kg75Masa total: (100 + 100 +75) kg = 43.1 kg + m1 + m3Ecuacin 1. Balance en torno al primer extractor:A: 100 (0.500) kg A = (43.1) (0.053) kg A + m1 (0.275) + m3 (0.09)A: 100 (0.500) kg A = mA2 + m1 (0.275)mA2 (kg A)10.1450 kg A = 2.2843 kg A + m1 0.275 + m3 0.0950kg = mA2 + 39.875 kgkg100mM2 (kg M)2.2kg43.147.7157 kg = m1 0.275 + m3 0.09Ecuacin 2mA210.1kg Acetona232 kg - m3 = m1Ecuacin 3A0.5mW2 (kg W)42.750.053kg A/kgM: 100 kg M = mM2 + m1Xm1W0.50.016kg M/kgSustitucin Ecuacin 2:100kg = mM2 + (145 kg)(0.675 kg M/kg)m1 kg14586.94m3 kg0.931kg W/kg47.7157kg = 232 kg - m3(0.275) + m3(0.09)mM22.2kg MIBKkg A/kg0.2750.09kg A/kg-16.0843kg = -m30.275 + m30.09Xm1 (kg M/kg)0.6750.88kg M/kg-16.0843kg= -0,185 m3W: (100)(0.500) = mW2 + m1 (0.725 - Xm1)0.03kg W/kgm386.94kg50kg = mW2 + 105.125 kg -97.875 kgmW242.75kg Aguam5 kgSustitucin Ecuacin 1:0.97kg A/kg275 kg= 43.1 kg + m1 +m30.02kg M/kg275kg = 43.1 kg + 86.94 kg + m10.01kg W/kg275kg = 130.04 kg + m147.69mA4 (kg A)m1145kg174.31mM4 (kg M)9.86mW4 (kg W)M: (100 + 75) kg M= (43.1) (0.016) kg M + m1Xm1 + 86.94 kg (0.88)mA6 (kg A)175kg M= 0.6896 kg M + m1Xm1 + 76.5072 kgmM6 (kg M)97.8013kg = 145 kg (Xm1)mW6 (kg W)Xm10.675kg MIBK/kg

.Proceso de Extraccin-Destilacin:

Se desea separar una mezcla que contiene 50 % en peso de acetona y 50 % en peso de agua en dos corrientes (una enriquecida con agua y la otra con acetona). El proceso de separacin consiste en extraer la acetona del agua usando metil isobutil cetona (MIBK), la cual disuelve la acetona pero es casi inmiscible en el agua.

Primero se pone en contacto la mezcla de acetona (soluto) y agua (diluyente) con la MIBK (solvente) en un mezclador que proporciona buen contacto entre las dos fases lquidas. Una porcin de la acetona de la alimentacin se transfiere de la fase acuosa a la fase orgnica (MIBK) en este paso. La mezcla pasa a un tanque de decantacin, donde las fases se disocian y retiran por separado. La fase rica en diluyente (agua, en este proceso) se denomina refinado y la fase rica en solvente (MIBK) es el extracto. La combinacin mezclador-precipitador constituye la primera etapa de este proceso de separacin. El refinado pasa a la segunda etapa de extraccin, donde se pone en contacto con una segunda corriente de MIBK pura, lo cual permite la transferencia de ms acetona. Se permite que ambas fases se separen en una segundo decantador y el refinado de esta etapa se desecha. Se combinan los extractos de las 2 etapas de mezclador-precipitador y se alimentan a una columna de destilacin. El producto ligero de la columna es rico en acetona y es el producto del proceso. El efluente esado es rico en MIBK.

En un estudio a una planta piloto, por cda 100 kg de acetona-agua que se alimentan a la primera etapa de extraccin, se alimentan 100 kg de MIBK a la primera etapa y 75 kg a la segunda etapa. Se observa que el extracto de la primera etapa contiene 27.5 % en peso de acetona. El refinado de la segunda etapa tiene una masa de 43.1 kg. y contiene 5.3 % de acetona, 1.6 % de MIBK y 93.1 % de agua; y el extracto de la segunda etapa contiene 9.0 % de acetona, 88 % de MIBK y 3 % de agua. El producto ligero de la columna de destilacin contiene 2 % de MIBK y 1 % de agua. Tomando como base de clculo la alimentacin de 100 kg de acetona-agua, calcule las masas y composiciones (porcentajes en peso de los componentes) del refinado y el extracto de la etapa 1, el extracto de la etapa 2, el extracto combinado y los productos ligero y pesado de la destilacin.ExtractorExtractorColumna de Destilacin

Pro frijolProceso de frijol de soya en tres etapasUna alimentacin de 1000kg de frijol de soya se procesa en una secuencia de tres etapas. La alimentacin contiene 35% en peso de protena ,27.1% en peso de carbohidratos, 9.4% en peso de fibra y ceniza, 10.5% en peso de humedad y 18% de aceite. En la primera etapa los frijoles de soya se mecern y se aprensan para extraer el aceite, obtenindose corrientes de aceite y de pasta prensada que todava contiene 6% aceite (suponga que no hay perdidas de otros constituyentes en la corriente de aceite). En la segunda etapa, la pasta prensada se trata con hexano para obtener una corriente de pasta de soya extrada que contiene 0.5% en peso de aceite y una corriente de aceite-hexano. Suponga que no sale hexano en el extracto de soya. Finalmente en la ltima etapa se seca el extracto para obtener un producto con 8% en peso de humedad. Calcule: a) Kg de pasta de soya que salen en la primera etapa.b) Kg de pasta extrada obtenidos en la segunda etapa.c) Kg de pasta seca final y porcentaje en peso de protena en el producto seco.

proteinas0.35carbohidratos0.27Hexanofibra y cenizas0.094humedad0.105aceite0.18100006% aceite0.5% aceite8% humedad 0.060.0050.08Aceite Aceite-Hexano

Balance Primera Etapa Balance Tercera Etapan1=n2+n3ecu.1n2=n1-n3n6=n7+n8ecu.5n7=n6-n8n21276.5957446808n7424.6777365086Balance de AceiteBalance de Agua(n1)(Xan1)=n2+n3(Xan3)ecu.2n1=n7+n8ecu.610000(.18)=10000-n3+(0.6)(n3)n1(Xhn1)=(n6-n8)+n8(Xhn8)n3-0.06 n3=10000-1800n3,n6 y n8 se considera como un 100%10000(0.105)=(8241.20603-n8)+.08n8n38723.4042553192n8-0.08n8=8241.20603-(10000*0.105)n8 7816.5282936421

Balance Segunda Etapa%Wproteina44.7769120576n3=n5+n6ecu.3n5=n3-n6n5482.1982251684Balance GeneralBalance de aceiten1=n2+n5+n7+n8n3(Xan3)=n6(Xan6)+n5ecu.410000100008723.40426(0.06)=0.005n6+872340426-n6n6-0.005n6=8723.40426-(0.06*8723.40426)n6-0.005n6=8723.40426-(0.06*8723.40426)n6 8241.2060301508

Pro HarineraEjercicio "Harinera" (Felder)Se reciben en la harinera 128000 lb de trigo con humedad del 16%, para poder meterlo al molino se debe secar hasta un mnimo de 5% de humedadSe pretende producir harina refinada, harina integral y smola en una produccin del 45%, 10%, 45% respectivamente al final del proceso se envasaron en bolsas de 907 gr.Se estima que las perdidas totales son de 1.5%Datos CantidadTrigo que se recibe128000lbHumedad que entra0.16%hum antes del molino0.05%Salida de molino (D)0.45%(E)0.1%Salida cribado (F)0.45%perdida0.015%Bolsas907gr1.9996031659lb

B14080lbAETrigo=128000lbhumedad=0.45humedad=0.160.1Solido=0.84C113178.947368421lb0.45Dhumedad=0.05Solido=0.95GBALANCE GENERALFHA=B+E+G+F-H0.45Perdida=1.5%128000(.16)=B+128000(.05)B=14080LbBALANCE SLIDO DEL SECADOR128000(.84)=C(.95)C=113178.947368421LbBALANCE GLOBALA=B+D+E+F128000LB=B+0.1C+0.45C+0.45C1.5% merma*1.5/100E=0.1C11317.8947368421169.768421052611148.1263157895F=0.45C50930.5263157895763.957894736850166.5684210526D=0.45C50930.5263157895763.957894736850166.5684210526CANTIDADNUMERO DE BOLSASSMOLA11148.12631578955575.1693666802REFINADA50166.568421052625088.2621500609INTEGRAL50166.568421052625088.2621500609

SECADORMOLINOCRIBADO

Colum Des4Una columna de destilacion separa 10000 kg/h de una mezcla de 50% Benceno y 50% tolueno. El producto D recuperado del condensador en la parte superior de la columna contiene 95% de Benceno y la cola W de la columna contiene 96% de Tolueno. El flujo de vapor V que entra en el condensador desde la parte superior de la columna es e 8000 kg/h. Una porcion del producto del condensador se devuelve a la columna como reflujo y el resto se extrae para usarse en otro sitio. Suponga que la composicion del flujo en la parte superior de la columna (V), del producto extraido (D) y del reflujo(R) son identicas porque el flujo V se condensa por completo.

Balance GeneralBalance GeneralF=D+WCalcule la razon entre la cantidad reflujadad R y el producto etraido(D). Proceso en estado estacionario en el que no ocurre reaccion.F=D+WW=10000-D[1]10000D+W10000=D+WW= F-DW=10000-D0.95BBPC de Benceno0.05TFXB=DXB+WXBBPC Benceno5000D*0.95+W*0.04[2]FXB=DXB+WXBrelacion (R/D)0.58260869578000Kg/hD5054.94505494515000D*0.95+W*0.04VaporProducto liquidoSe sustituye W en [2]V8000Se sustituye W en [2]Condensador5000=D*0.095+(10000-D)*(0.04)5000=D*0.95+(10000-D)*0.045000=D*0.095+400-0.04D5000=D*0.95+(400-0.04D)5000-400=0.91D=5054.9450549451FLiquidoReflujo liquido10000Kg/hR2945.05494505490.5B0.5TW4945.0549450549Liquido0.04B

Cris- Fil AgNO3CRISTALIZACION Y FILTRACION150 kg de solucion acuosa saturada de AgNO3 a 100C se emfrian hasta 20C, formando asi cristales de AgNO3, los cuales se filtran de la solucion restante. La torta de filtracion humeda que contiene 80% de crsiatales solidos y 20% de solucion saturada de masa, pasa a un secador, donde se evapora el agua restante. Calcule la fraccion de AgNO3 en la corriente de alimentacion que se recupera en forma de cristales secos y la cantidad de agua que debe eliminarse en la etapa de secado.

FiltradoAgNO3 + sol.m1(kg solucion) 150kgsaturada a 20C0.905g AgNO3/g0.095g H2O/gtorta de filtracinm2=(kg AgNO3 (s))m3=(kg solucion)0.689kg AgNO3/kgsolubilidades0.311kg H2O/kg100C=952g AgNO3952g AgNO30.905g AgNO3/g100g H2O1052g0.095g H2O/gm4=(kg H2O(v))20C=222g AgNO3222g AgNO30.689g AgNO3/g100g H2O322g0.311g H2O/gm5=(kg AgNO3(s))composicion de torta de filtracionm2=0.8(m2+m3)m2=4m3balance de H2O en torno a la cristalizacion y el filtro14.3kg H2O=0.311*m1+ 0.311*m3balance de masa en torno al cristalizador y el filtro porcentaje de recuperacion150kg=m1+m2+m389.8418497834%m1=20kgm2=104kgbalance de masa del recuperadorm3=26kg150kg=m1+m4+m5m4=8.0kg H2O que se retiran del secadorbalance general de AgNO3135.7414448669kg AgNO3=0.689*m1+m5m5=122.0

cristalizadorfiltrosecardor

Evaporadores26kg/min23kg/min17kg/min100%agua100%agua100%agua100kg/h99.00%%agua0.01%solidos14kg/min100%aguaIbalance generalA= B+C+D+E+Ix agua8095% aguaI20Kg/minbalance de solidos 0.05% solidos

DeshumidificacionDESHUMIDIFICACION DE AIREn1=?DA=aire deshumidificadon2=?W=Aguan3=?n4=?n5=?n6=100moln5=290.1215XDA=0.983XW=0.017n1(mol)102.3958n6=100XDA=0.96n4(mol)390.1215XDA=0.983XW=0.04XDA=0.983XW=n2(mol)392.5174XW=0.017Sistema totalXDA=0.9772 variables (n1,n3)-corrientes que intersectan con las fronteras del sistemaXW=0.0232 ecuaciones de balance-2 especies: aire seco y agua0 grados de libertadBalance total de aire seco n1Xda=n6Xdan3(mol W condensada)=2.3958n1=(n6Xda(en n6)/xda(en n1))Balance molar totaln1=n3+n6n3=n1-n6Balance molar en el mezcladorn1+n5=n2Balance de Agua en elpunto de mezcla0.04*n1+0.017*n5=0.023*n20.04*n1+0.017*n5=0.023*(n1+n5)0.04*n1+0.017*n5=0.023*n1+0.023*n50.04*n1-0.023*n1=0.023*n5-+0.017*n50.017n1=0.006n5n5=(0.017n1)/(0.006)Balance del enfriadorn2=n3+n4n4=n2-n3

Se desea enfriar aire fresco que contiene 4% mol de vapor de agua y deshumidificarlo hasta que contenga 1.70% mol de agua. Se combina una corriente de aire recirculado pre-viamente deshumidificado y se hace pasar por el enfriador. La corriente de la mezcla que entra a la unidad contiene 2.30mol % de agua. En el acondicionador de aire, parte del agua en la corriente de alimentacin se condensa y se elimina como lquido. Una fraccin del aire deshumidificado que sale del enfriador se recircula, y el resto sale hacia una habitacin. Tomando base calculo 100 mol de aire deshumidificado que sale hacia la habitacin, Calcule los moles de la alimentacin fresca, los moles de agua condensada y los moles de aire deshumidificado que se recirculan.

MEZCLADOR ACONDICIONADOR DE AIRE ENFRIADOR SEPARADOR

MetanolSolucinBase:100mol de alimentacin combinada al reactor.nr(mol)np(mol)X5c(mol CO2/mol)X5c (mol CO2/mol)X5h(mol H2/mol)X5h (mol H2/mol)(1-X5c-X5h)(mol/mol)(1-X5c-X5h)(mol/mol)n5(mol)X5c(mol CO2/mol)X5h(mol H2/mol)(1-X5c-X5h)(mol/mol)no(mol)100MOLXoc(mol CO2/mol)n114(mol CO2)0.996mol H2/moln228(mol H2)0.004mol/mol28mol CO2/moln314(mol CH3OH)70mol H2/moln414(mol H2O)2mol/mol2moln314(mol CH3OH)Anlisis del reactorn414(mol H2O)60%del H2 40%no se convierte y se va a la salida del reactor0.60.4Balanceconsumo=entrada-salidaH2427028Balancesalida=entrada-consumoCO2142842Balancesalida=generacinCH3OH1442Balance salida=generacinH2O1442Anlisis del condensador Balance molar total: entrada=salidan1+n2+n3+n4+2.0=n3+n4+n5n5= 44molBalanceentrada=salidan1=n5X5cCO20.3181818182mol CO2/molBalanceentrada=salidan2=n5X5hH20.6363636364mol H2/molX1=1-X5c-X5h0.0454545455mol I/molAnlisis del punto de mezcla de la alimentacin fresca y la recirculacin Balance molar total: entrada=salidano+ny=100molno=61.4mol de alimentacin frescaBalanceentrada=salidanr=38.6moles recirculadosI2.0001454545molBalanceentrada=salidanoXoc+nrX5c=28mol CO2CO228mol CO2Xoc0.256mol CO2/molXoh=(1-Xoc-Xoi)0.74mol H2/molAnlisis del punto de separacin de la recirculacin y la purgaBalance molar total: entrada=salidan5=nr+npnp=5.4moles purgadosAjuste de la escala del diagrama de flujo =11.0714285714kmol/h/mol155kmol CH3OH

REACTORCONDENSADOR

Hoja1BALANCE A VARIAS UNIDADES DE PROCESOUn tren de separacin formado por dos columnas de destilacin se ha diseado para separar una mezcla de Benceno , Toluenoy Xileno en tres corrientes, cada unacon un de los tres componentes en composicin predominan, tal y como se muestran en la figura.Dado un flujo de alimentacin de 1000 mol/h de una mezcla que consiste de 20% de benceno, 30 de tolueno y el resto de Xileno(% en mol), en la primera unidad se obtiene un producto de fondos con 2.5% de benceno y 35% de tolueno, y un producto de destilado de 8% de benceno y 72% de tolueno en la segunda unidad. Determinar la cantidad de material que procesara cada unidad y la manera en que se dividira este materialentre las corrientes de salida.D1200mol/hX Benceno0.9X Tolueno0.1X Xileno0D2250mol/hF1000mol/hX Benceno0.2X Benceno0.08X Tolueno0.3X Tolueno0.72X Xileno0.5X Xileno0.2

200Benceno50Xileno300ToluenoB1800mol/hX Benceno0.025X Tolueno0.35X Xileno0.625B2550mol/hBalance del Xileno20benceno500280ToluenoX Benceno0500XilenoX Tolueno0.1818181818X Xileno0.8181818182

Columna Ads-DesPRIMERA ETAPASEGUNDA ETAPA

kg/hXagua=1A=1336.6834170854D=34.8783572568W=157.7360486644kg/hXaire=0.995Xacetona=0.991008Xagua=0.005Xagua=0.0123.76

entradassalidasXaire=0.95kg/h1557.73604866441558Xacetona=0.03F=221.0526315789Xagua=0.02G=1400kg/hXacetona=0.19Xagua=0.81

B=187Xacetona=0.04balance general 1era etapaXagua=0.96W+G=A+Fbalance general 2da etapaBALANCE POR COMPONENTE DE AIREF=D+BG(Xaire)=A(Xaire)1400(.95)=A(.995)BALANCE POR COMPONENTE DE AGUABALANCE POR COMPONENTE DE ACETONAA=1336.6834170854F(Xagua)=D(Xagua)+B(Xagua)221.05(.81)=D(.01)+B(.96)F(Xacetona)=D(Xacetona)+B(Xacetona)BALANCE POR COMPONENTE DE ACETONA221.05(.19)=D(.99)+B(.04)G(Xacetona)=F(Xacetona)sustituyendo B en BPC de agua1400(.03)=F(.19)despejando BF=221.05263221.05(.81)=D(.01)+((221.05*.19)-D*.99)/.04)(.96)B=((221.05*.19)-D(.99))/.04179.052631578942BALANCE POR COMPONENTE DE AGUAoperacionessustituyendo D en BPC de acetoan34.65G(Xagua)+W(Xagua)=A(Xagua)+F(Xagua)(221.05*.19)/.04=1050221.05(.19)=35.0358144(.99)+B(.04)1400(.02)+W(1)=1336.68(.005)+221.052(.81)(.99D)/.04=24.75D42-34.6854/.04=BW=1336.68(.005)+221.052(.81)-1400(.02)(1050-24.75D)(.96)=1008-23.76B=187W=157.7360486644179-1008=0.1D-23.76D-828.9473684211=-23.66DD=34.8783572568

columna de absorcin

columna de destilacin condensador