BALANCE DE MATERIA Y ENERGA

PI 111/A

Profesor :

Ing. Mag. Abel Vergara

Sotomayor

UNIVERSIDAD NACIONAL

DE INGENIERA

DIAGRAMAS DE FLUJO

Diagrama entrada - salida

Diagrama de flujo de

bloque genrico

Estequiometra de la

reaccin qumica

Condiciones de

procesos preliminares

Diagrama de flujo de

bloques ( BFD )

Diagrama de flujo de

proceso ( PFD )

Balance de material

preliminar

Balance de materia y

energa y especificaciones

de equipo

Diagrama de tuberas e

instrumentacin ( &ID )

Informacin mecnica e

instrumentacin

Tolueno ( C6H5CH3 ) Benceno ( C6H6 )

Metano ( CH4 )Hidrgeno ( H2 )

C6H5CH3 + H2 C6H6 + CH4

DIAGRAMA DE FLUJO EN BLOQUE

ENTRADA-SALIDA

Descarga al

ambiente

Subproductos

Productos

Alimentacin

PREPARACIN

ALIMENTACIN

AL REACTOR

REACTOR

PREPARACIN

ALIMENTACIN

AL SEPARADOR SEPARADOR

CONTROL

AMBIENTAL

RECICLO

DIAGRAMA DE FLUJO DE

PROCESO EN BLOQUES

El diagrama de bloques representa uno o varios equipos

Conventional scale-up procedure

(production data apply to bulk chemicals).

Balance de Materia y

Energa es un curso

bsico de la ingeniera de

procesos

DIAGRAMAS DE FLUJO

CORRIENTES Y AUXILIARES

CONCEPTOS

MOL

Segn el Comit Internacional de Pesas y Medidas es la cantidad de una

sustancia que contiene tantas entidades elementales como tomos hay en

12 g de Carbono 12, o sea 6.023 x 1023 ( mol ).

DENSIDAD

Es la razn de la masa ( de un material ) por unidad de volumen ( del

material ).

CONCENTRACION

Es la razn de una cantidad de material dentro de un conjunto de materiales,

y estas son :

Porcentaje en volumen Fraccin molar Solubilidad

Porcentaje en peso Molaridad Partes por milln

Normalidad

La concentracin de los gases se da en fraccin molar, a menos que se indique

especficamente otra cosa.

La concentracin de los slidos y lquidos se da en porcentaje en peso, a

menos que se indique especficamente otra cosa.

TEMPERATURA

PRESIN

Relationships among the absolute, atmospheric, gage and vacuum pressures

CONVERSIN DE UNIDADES

Ejemplo

El hacer vino conlleva a una serie de reacciones complejas, la mayora de las cuales son realizados por microorganismos. La concentracin inicial de azcar determina el contenido de alcohol y dulce del vino. La densidad al inicio del proceso se ajusta en el tiempo de almacenamiento hasta alcanzar la calidad deseada del vino.

La densidad al inicio del proceso es 1.075 g / cm3 y contiene 12.7% de azcar. Si todo el azcar se asume como C12H22O11, determinar :

a.- kg de azcar / kg de H2O b.- lb de solucin / ft3 de solucin c.- g de azcar / L de solucin

La conversin de unidades se realiza multiplicando cualquier nmero y sus unidades por

factores de conversin.Los factores de conversin son razones adimensionales con diferentes sistemas de unidades o de sistemas diferentes que son iguales a 1 u otros.

11

b.-

Dato

1

c.-

Relacin que expresa lo mismo

que el 1er trmino pero en

fraccin de H2O

12.7 kg azcar + 87.3 kg H2O

a.-

Solucin

Relacin que expresa lo mismo que el 1er trmino pero en fraccin de H2O 12.7 kg azcar + 87.3 kg H2O

CONSISTENCIA DIMENSIONAL

Ambos lados de las ecuaciones deben ser dimensionalmente consistentes o iguales.

Ejemplo

Un manual indica que el grabado de microchips se ajusta aproximadamente a

la relacind = 16.2 - 16.2 e-0.021 t t < 200

donde " d " es la profundidad del grabado en micras ( micrmetros m ) y " t " es eltiempo de grabado en segundos Qu unidades se asocian a los nmeros 16.2 y 0.021? y convierta la relacin de modo que " d " se exprese en pulgadas y " t " en minutos.

Solucin

Como " d " est en m y e-0.021 t es adimensional, entonces para que la igualdad delos trminos de la ecuacin se establezca las unidades de los coeficientes 16.2 es m.

1

1 1