TRANSFERENCIA DE MASAMomento Intermedio Actividad individual

LUIS MIGUEL RIVERA PERAFAN Cd. 80903498

Tutor VirtualCARLOS GERMAN PASTRANA BONILLA

Grupo 211612-13

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADEscuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingenieras CEAD Jos Acevedo Gmez Bogot 2015

INTRODUCCION

El presente trabajo pretende aplicar los conceptos estudiados en la leccin 27. Balance de materia: grfico y analtico y balance en una etapa. Para poder desarrollar el problema primero se debe revisar y estudiar esta unida y sus lecciones.

En el presente trabajo se debe desarrollar un problema de Lixiviacin: aprender a conocer y desarrollar el proceso de un slido a lixiviar (caf tostado molido y humedecido), en el desarrollo se debe averiguar la cantidad de agua caliente que se utiliz, incluyendo las caractersticas de la mezcla M1.

CONTENIDO

1.PROBLEMA DE TRANSFERENCIA Y BALANCE DE MATERIA51.1.Enunciado del problema51.1.Esquema real del sistema (diagrama de flujo del proceso).61.2.Suposiciones y aproximaciones71.3.Leyes utilizadas81.4.Clculo de propiedades a partir de frmulas o tablas (cuando aplique)81.5.Clculo de incgnitas91.6.Anlisis de los resultados (validez de los resultados, conclusiones, etc.)13BIBLIOGRAFA14

OBJETIVOS

Hacer un repaso de la leccin 27. del mdulo de transferencia de materia

Aprender a desarrollar Balance de materia: grfico y analtico.

Aprender a realizar balance de materia en una sola etapa.

Recordar las formas de despeje en ecuaciones de una incgnita.

1. PROBLEMA DE TRANSFERENCIA Y BALANCE DE MATERIA

1.1. Enunciado del problema

Cincuenta (50) kilogramos de caf tostado, molido y previamente humedecido van a ser lixiviados con agua caliente; la composicin en peso del caf es la siguiente:Insolubles = 61,5% (B)Solubles = 26.0% (C) Agua = El resto (A) ? 12,5 Determinar la cantidad de agua caliente que se utiliz, si la borra, (slido lixiviado) obtenida contiene igual cantidad de soluto + solvente (A + C) que el caf que se va a lixiviar y una fraccin molar de y1 = 0,60 kg de soluto/kg de (soluto + solvente).El rendimiento de la etapa es del 80%.Determinar tambin las caractersticas de la mezcla M1.

Solucin:

1.1. Esquema real del sistema (diagrama de flujo del proceso).

Solvente fresco = ? Etapa de lixiviacin

Solido a lixiviar (X) Caf: 50 kg Solido lixiviado = (A + C) X

Solucin de lixiviacin

1.2. Suposiciones y aproximaciones

Y= Solido a lixiviar = 50 kg A= Solvente = 12,5 % = 6,26 kgB= Slido puro insoluble, libre de soluto y solvente: 61,5% = 30,75 kg C= Soluto = 26% = 13 kg y1 = 0,60 Kg de C/ kg (A+C) F = Soluto y solvente asociados al solido = 19,256 kg (A+C)

x= Fraccin en peso (o en masa) en la fase lquida. y= Fraccin en peso (o en masa) en la fase slida

Solido x lixiviar:

Solido a lixiviar Y = B+F = 50 kg de B / kg (A+C)

B = NF* F = 30,75 kg de B

Solvente: Ro = Solvente (A) y soluto (C) = 2,766Solido lixiviado:Slido lixiviado = M + E1= 50 kg B/Kg (A+C)B = N1E1 = 30,75 kg de B

E1: 19,25 Kg de (A + C).

N1= NF = 1,59740 Kg de B/Kg de (A + C).

y1: 0,675324 Kg de C/Kg de (A + C).

1.3. Leyes utilizadas

Balance de materia: grfico y analtico.

Balance en una etapa

1.4. Clculo de propiedades a partir de frmulas o tablas (cuando aplique)

1.5. Clculo de incgnitas

De acuerdo con los trminos definidos anteriormente, tenemos:

La borra o solido lixiviado tendr las siguientes caractersticas:

Donde se despeja: = 0,58115 0,581

(E1)eq E1 (19,25) F (19,25)NF= N1 = 1,59740

NM1 (1,375) M1

Ro X1 = 0,465 (R1)eq y1 = 0,60 yF = 0,67533

Grafico 1: Diagrama de lixiviacin para equipo simple de lixiviacin

Si el sistema fuese 100% eficiente, entonces se cumple que (x1)eq = (y1)eq

Ahora necesitamos encontrar el valor de x1 para realizar el grafico

Pero desconocemos los valores de x1 y NM1. Para encontrar el valor de NM1 utilizamos la siguiente ecuacin:

Entonces:

Despejando x1 tenemos:

Efectuando el balance de materiales, tenemos

De la ecuacin 3-16 tenemos:

De la ecuacin 3-17 tenemos:

Despejando en 3.16

Por consiguiente: RO = 3,1181 kgR1 = 3,1181 kgM1 = 22,3681 kg.

1.6. Anlisis de los resultados (validez de los resultados, conclusiones, etc.)

Puede encontrarse que no hay un equilibrio perfecto, ya que el valor de y1 est ligeramente por encima de x1.(x1)eq = (y1)eq Ya que se puede observar que: 0,465 0,581

Ahora Por lo general, en la medida en que la composicin y vaya aumentando, la relacin A + C presente en el slido ir tambin aumentando; por lo tanto la relacin N = B/(A + C) ir disminuyendo al aumentar el valor de yEn otras palabras ms entendibles, si y, aumenta, E1 aumenta igualmente, a la vez que NM1 y N1 disminuyen.

BIBLIOGRAFA

Fonseca, V. (Enero de 2012 p. 165-176). Leccin 27: Balance de materia: grfico y analtico. Obtenido de Modulo Balance de materia. Unad: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/211612/211612.pdf

Unad . (Febrero de 2015). Guia integrada de actividades . Obtenido de Programa de Ingenieria de alimentos. Unad .