TALLER No. 2 PROBLEMAS DE BALANCES DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA

1. En un desecador se echa silica gel, al comienzo pesaba 750 lb y al final pesaba 816 lb.1. % de humedad.2. Se regeneró la silica y después dio 760 lb, ¿% de remoción de

humedad en la regeneración?

2. Balance de un proceso intermitente de mezclado. Se tienen dos mezclas de metanol-agua en recipientes separados. La primera mezcla contiene 40% en peso de metanol, mientras que la segunda contiene 70% en peso de metanol. Si se combinan 200 gr de la primera mezcla con 150 gr de la segunda, ¿Cuál será la masa y la composición de la mezcla que se forma?

3. Para alimentar una columna de destilación se utiliza una mezcla pareja de propano, pentano y butano a una velocidad de 10,000 lb/hora. El flujo que sale por la parte superior de la columna a una velocidad de 2,800 lb/hora contiene 90% de propano, 7% de butano y 3% de pentano; a un lado de la columna se obtiene un flujo a velocidad de 3,500 lb/hora que contiene 20% propano, 70% de butano y el resto es pentano. Calcule el peso del producto del fondo de la columna y la composición. El flujo del lado de la columna va a un tanque de almacenamiento que tiene de dimensiones 3 pies de diámetro y durante una hora el nivel del producto aumenta en 3 pies. ¿A qué velocidad sale el fluido del tanque? Densidad del fluido que entra al tanque es 37.5 lb/pie3 y la composición del alimento es la misma para cada uno de los productos.

4. Se burbujea aire a un tanque de hexano líquido a razón de 2762 litros/minuto. Asuma que el aire es insoluble en el hexano y el aire es un gas ideal y la presión en el lugar es 680 mmHg y la temperatura es 28°C. La corriente de aire que sale contiene 24.9% en peso de hexano. ¿En cuanto tiempo se logrará vaporizar 1 metro cúbico de hexano si la gravedad específica del hexano líquido es 0.659?

5. En el proceso de concentración de jugo de naranja, el zumo recién extraído, que contiene 7.08% en peso de sólidos, se alimenta a un

evaporador al vacío. En el evaporador se extrae agua y la concentración de sólidos aumenta al 58% en peso. Para una alimentación de 1 tonelada/hora, ¿Cuánto jugo concentrado se obtiene y cuál es el porcentaje de evaporación?

6. En un proceso industrial una solución acuosa de ácido acético (80% ácido acético, 20% agua) resulta contaminada con benceno y para purificarla, se emplea un destilador continuo, el cual entrega 350 kg/h de un producto que es ácido acético puro, y un líquido de desecho compuesto por 10.9% ácido acético; 21.7% agua y 67.4% benceno. Se desconoce la composición de la corriente alimentada al destilador, la cual es de 825 kg/h. ¿Qué cantidad de ácido acético se desecha?

7. El proceso de formación de cristales de azúcar a partir de un jugo ya clarificado puede describirse de manera muy sencilla, utilizando solo dos unidades. El jugo con una composición de 12.5% en sacarosa se somete a evaporación intensa, obteniéndose un jarabe más espeso de composición 50% en sacarosa (S), 40% en agua (A) y 10% de otros sólidos (O). Este jarabe es llevado enseguida a una etapa de cristalización en donde se satura debido a una evaporación adicional, produciéndose además del azúcar (sacarosa pura) como producto principal, miel de purga como subproducto del proceso. La composición de dicha miel se reporta como 23.8% S, 16.7% A y 59.5% O. Se desea averiguar:1. El rendimiento del proceso evaporación-cristalización.2. El porcentaje de agua del jugo inicial que se remueve en los

evaporadores.

8. En un proceso industrial una solución acuosa de ácido acético (80% ácido acético, 20% agua) resulta contaminada con benceno y para purificarla, se emplea un destilador continuo, el cual entrega 350 Kg/h de un producto que es ácido acético puro, y un líquido de desecho compuesto por 10.9% ácido acético; 21.7% agua y 67.4% benceno. Se desconoce la composición de la corriente alimentada al destilador, la cual es de 825 Kg/h. ¿Qué cantidad de ácido acético se desecha?

9. En el proceso de concentración de jugo de naranja, el zumo recién extraído, que contiene 7,08% en peso de sólidos, se alimenta a un evaporador al vacío. En el evaporador se extrae agua y la concentración de sólidos aumenta al 58% en peso. Para una alimentación de 1 tonelada/h, ¿cuánto jugo concentrado se obtiene y cuál es el porcentaje de evaporación?

10.Se destilan 1000 kg/h de una mezcla que contiene partes iguales en masa de metanol y agua. Las corrientes de producto salen por las partes inferior y superior de la columna de destilación, se mide la velocidad de flujo del destilado pesado, y se ve que es 673 kg/h, y se analiza la corriente de destilado ligero y se encuentra que contiene 96% por peso de metanol a. Dibuje y marque el diagrama de flujo del proceso y haga el análisis de grados de libertadb. Calcule las fracciones másica y molar del metanol y las velocidades de flujo molar de metanol y agua en la corriente de producto pesado.c. Suponga que se analiza la corriente de destilado pesado y se determina que la fracción molar de metanol es mucho menor que el valor calculado en el inciso (B) mencione todas las razones que se le ocurran para esta discrepancia. Incluya en su lista las posibles violaciones efectuadas en el inciso b.

11.Un equipo de secado ha sido estandarizado para que produzca 274.2 kg/h de viruta seca de madera, siempre y cuando se alimente viruta con el 15% de humedad. ¿Cuánto será el tiempo de trabajo para secar una tonelada de viruta, si se requiere que la humedad del producto sea 6.54%?