PROBLEMA 1En un sistema de extraccin por solventes de tres etapas especifique para cada etapaa) El balance globalb) El balance por solutoc) La relacin de equilibrioSi este sistema tiene adems un intercambiador de calor para precalentar el solvente hasta 90C, mediante vapor que cede su calor latente un temperatura de 110C, (d) formule las ecuaciones correspondientes para este equipo. RecirculacinTanque para los grnulos de semilla

Tanque de solventesEnchaquetado.Intercambiador de calorBarmetro

Termocupla

Bomba

Entrada Circuito de fluidos

de soh

a) El balance global para cada etapa :

Es un sistema de recirculacin, la masa se conserva , no existe acumulacin , no se considera altura, las entalplas se pueden eliminar No presenta calor de entrada y salida

b) El balance por absolutoPara el orgnico

Considerando el soluto despus de la extraccin

Para el acuoso:

c) La relacin de equilibrioConsiderando una reaccin cualquiera de extraccin por solventes

La relacin de equilibrio podra escribirse de esta forma

d) Formule las ecuaciones correspondientes para este equipo

PROBLEMA 2 A un rector ingresa una mezcla equimolar de reactante A con un solvente inerte L. La reaccin qumica tiene la forma A 2B. la cintica de reaccin es la constante de velocidad de reaccin es de 10 el flujo molar del producto es de 20000 mol/h. la densidad molar del reactante A es de 70 mol/l y la del solvente l es de 50 mol/l. la conversin deseada es del 70 %.

Calcular:a) El flujo molar inicial de Ab) El flujo volumtrico total inicialc) La concentracin inicial de Ad) El volumen del reactore) Si el reactante A no reaccionado es separado en una columna de destilacin y recirculacin puro al reactor para mezclarse con la corriente de alimentacin. cul ser el volumen del reactor?

Tabla estequiometria componenteinicialcambioFinal

A

B

I

b) Densidad molar A = 70 mol/lt204,1lt/h

A es equimolar a I140285.7 mol/h x

c) d) volumen de un reactor de mezcla contina

e) Nueva concentracin

Reemplazamos en la ec. de diseo:

Diseos de evaluacin de procesosProblemas sobre balances en procesosPROBLEMA 1En un sistema de extraccin de solventes de tres etapas especifique para cada etapaa) El balance globalb) El balance absolutoc) La relacin de equilibrioSi este sistema tiene adems un intercambiador de calor para precalentar el solvente hasta 90C, mediante vapor que cede su calor latiente a una temperatura de 110C, (d) formule las ecuaciones correspondientes para este equipo

PROBLEMA 2Un proceso de extraccin solido-liquido mediante un solvente muy selectivo consta de 4 etapasa) Plantee un balance global de materiales para el sistemab) Plantee un balance para el soluto en cada una de las etapasc) La relacin de equilibrio de fases se representa por k=y/x, siendo y la fraccin de soluto disuelto en el solvente y x la fraccin del mismo en el slido, reformule los balances de pregunta (b) en trminos dolo de xd) Establezca los balances de energa para cada una de las etapas, suponiendo que no hay evaporacin y que A, B y C representen las capacidades calorficas del soluto solvente y solido respectivamente. Asuma que la temperatura en las cuatro etapas de extraccin es la mismae) Indique con que criterios determinara el volumen de los tanques de extraccin

PROBLEMA 3 Un vaporizador se alimenta con una mezcla liquida de hexano (70%) y aceite girasol (30%) a un flujo msico de 10000 kg/h. de vaporizador se obtendr una corriente de fase vapor de flujo V y composiciones para el hexano (95%) y para el aceite (5%) tambin se extraer una corriente en fase liquida de flujo L y composiciones (hexano) y (aceite). Si se sabe que el equilibrio de fases se puede correlacionar por la ecuacin k= / . Considerando que el quipo opera en estado estacionario, formule a) Un balance de masa global tomando en cuenta las corrientes de alimentacin , liquida y vapor de salidab) Un balance para el hexano en el vaporizadorc) Un balance para el aceite en el dispositivod) Un balance calorfico, en funcin de las entalpias de cada una de las corrientes.

PROBLEMA 4Para el proceso de obtencin de aceite esencial de eucalipto, presente lo siguiente:a) El diagrama de flujo del procesob) El diagrama de los equipos empleados en el procesoc) El balance de los materiales del procesod) El balance de energa del procesoe) Indique en que partes del proceso se puede aplicar el balance de energa mecnica y cules son las restricciones correspondientes