Balance de Materia y Energa

ObjetivosEstablecer las diferencias entre las operaciones abordadas en sesiones anteriores.Reforzar la metodologa de clculo utilizada para la resolucin de ejercicios de Balance de materia.Fomentar el orden, respeto y disciplina durante la sesin de trabajo.

ContenidosPsicrometra.Procesos y Diagramas.Secado y mezclado.Extraccin.Absorcin y Adsorcin.Cristalizacin.

Psicrometra

Psicrometra?

Es la rama de la Fsica relacionada con la medicin o determinacin de las condiciones del aire atmosfrico particularmente respecto a la mezcla de aire seco y vapor de agua. Es una rama de la ciencia que trata de las propiedades termodinmicas del aire hmedo y del efecto de la humedad atmosfrica sobre los materiales y sobre el confort humano.Estudia las propiedades de la mezcla aire-vapor

Temperatura de Roci: Es la temperatura a ala cual se condensa el vapor de agua contenido en el aire, produciendo roco, neblina o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.

Temperatura de burbuja : Es la temperatura a la cual un lquido esta listo para vaporizarse se le conoce como punto de burbuja o temperatura de burbuja.

Temperatura de Bulbo Hmedo: Es la temperatura de equilibrio alcanzada por un liquido que se vaporiza en un gas se denomina temperatura hmeda y es siempre menor que la temperatura real del termmetro de bulbo seco del gas, en el cual tiene lugar la vaporizacin.Es la Temperatura que se mide con un termmetro provisto de una mecha, que esta humedecida de liquido que se evapora en el gas cuando el termmetro se agita en el gas.

Lneas de humedad relativa

Lneas de temperatura hmeda

Lneas de entalpa

Lneas de Volumen

Propiedades del aire hmedo a nivel del mar si su T seca es 30C y la hmeda de 23C

ContenidosSecado.Mezclado.

Operacin de secadoEsta operacin tiene como fin eliminar la humedad residual que contiene un solido, para hacerlo mas atractivo desde el punto de vista comercial, mejorar sus condiciones de almacenamiento y emplearlo en operaciones posteriores.

MezcladoSe utiliza para preparar una combinacin uniforme de dos o ms sustancias, que pueden ser solidas, liquidas o gases o combinaciones de estas.

Por medio de esta operacin se pueden preparar pastas, bebidas, embutidos y se aprovecha para aumentar la superficie de contacto entre las fases en otras operaciones cono absorcin, extraccin y secado.

Extraccin Slido LquidoConsiste en tratar un slido que esta formado por dos o ms sustancias con un disolvente que disuelva preferentemente uno de los slidos, que recibe el nombre de soluto.Esta operacin recibe el nombre de lixiviacin, al disolver y extraer sustancias inorgnicas.Otro nombre empleado es de percolacin; en este caso la extraccin se hace con disolvente caliente o a su punto de ebullicin.Es decir que por medio de un disolvente se extrae un soluto que forma parte de un solido, como un aceite, una esencia

Utilizacin de diagramas Triangular:

DISI : Componente o componentes Inertes.S: Soluto o componentes a extraer.D: DisolventeA

DSI= OI= 0.2I= 0.4I= 0.6I= 0.8XsXD

Si se supone que la sln retenida por unidad de soluto inerte permanece cte, el lugar geomtrico de las mezclas de soluto inerte y sln es una paralela al lado de soluto.Si lo que permanece cte es el lugar geomtrico de las mezclas solido inerte, el disolvente vendr dado por la recta SK.En muchos otros casos esta relacin varia y tiene que obtenerse experimentalmente

Las rectas que representan la cantidad de sln retenida pos slidos inertes nos darn las composiciones de la corriente inferior lodos.La hipotenusa DS nos dar las composiciones de la corriente superior.

DSI= OI= 0.2I= 0.4I= 0.6I= 0.8XsXDDisolucin / Inerte = Cte

Las rectas que representan la cantidad de sln retenida por slidos inertes nos darn las composiciones de la corriente inferior o lodos.La hipotenusa DS nos dara las composiciones de la corriente superior.

Extraccin Liquido - LquidoOperacin que consiste en poner una mezcla liquida en contacto con un segundo liquido inmiscible, que selectivamente extrae uno o ms de los componentes de la mezcla.

Se emplea para extraer minerales solubles en la industria minera, tambin en la industria alimentaria, farmacutica y en la industria de esencias y perfumera; refinacin de aceites lubricantes y de solventes, para la extraccin de productos que contienen azufre, y en la obtencin de ceras parafnicas.

AbsorcinOperacin de contacto gas liquido en la que se desea separar uno o ms componentes que se encuentran en la fase gaseosa, al ponerla en contacto con el liquido que va a ser selectivo, a los componentes que se van a separar y el liquido no tiene que ser puro.

Operacin mediante la cual se absorben los gases o vapores de sus mezclas por absorbedores lquidos (absorbentes).

Absorbato: es el componente activo que se transfiere al liquido se le llama absorbente o solvente.

TiposFsica: Se facilita la recuperacin del absorbato (desorcin).Existen fuerzas de atraccin entre el absorbato y el solvente, esta en la mayora de los casos; es reversible.Qumica: Existe reaccin qumica entre el absorbato y el solvente (quimiabsorcin)

Caractersticas del solventeSolubilidad: debe ser alta para que se a efectiva la operacin y gastar menos solvente.Volatilidad: baja para que no se nos valla en el gas. No debe ser corrosivo.CostoNo toxico y qumicamente estable.Viscosidad baja para que facilite la difusividad del gas.

CristalizacinOperacin unitaria por medio de la cual se obtienen slidos cristalinos a partir de una solucin liquida saturada.Para lograr este operacin las soluciones liquidas se deben sobresaturar, esto se logra a travs de equipos llamados cristalizadores.

Concentracin del solutoKMIJGACTemperaturaS es el soluto y D el disolvente.Curva de solubilidadEH

El rea por arriba de la curva AEH representa al liquido insaturado con el soluto S.

El rea por debajo de la curva de saturacin corresponde a los lquidos saturados de solutos del soluto S y slidos cristalizados.

El punto E recibe el nombre de entectico y representa la temperatura ms baja que puede alcanzar una solucin saturada con el soluto.

Debajo de las lnea CM se encuentran solamente slidos.El rea EHM representan mezclas de cristales de soluto S y de aguas madres o sea liquido saturado con S.ACE representa la regin donde se invierte la cristalizacin, o sea, en ella se presentan cristales del solvente D y aguas madres saturadas de solventes.

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