PROBLEMA 4

Para 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 materiales del procesod) El balance de energa del procesoe) Indique en qu partes del proceso se puede aplicar el balance de energa mecnica y cules son las restricciones correspondientes.

A. EL DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO.

Flujo de materiales

B. EL DIAGRAMA DE LOS EQUIPOS EMPLEADOS EN EL PROCESO.OBTENCIN DE LOS ACEITES ESENCIALES DE EUCALIPTO

C. EL BALANCE DE MATERIALES DEL PROCESO.

BALANCE DE MASA:

Masa entra Masa sale + Masa generada = Masa acumulada

Considerando que el sistema es batch se tiene que: no entra masa (se carga inicialmente), no sale (la corriente de producto queda retenida en el separador) y no hay generacin puesto que lo que se realiza es una separacin. As el balance queda definido como: 0 = Masa acumulada

Balance en componente:

Componente vegetal (supongamos las hojas de eucalipto):

Masa final que queda en el extractor = masa inicial masa del aceite obtenido Componente agua: (tomando en cuenta el esquema) Agua que entra en la caldera = agua retenida en el extractor + agua condensada

D. EL BALANCE DE ENERGA DEL PROCESO.

BALANCE DE ENERGA: Viendo el esquema de la planta anterior tenemos que:

EN LA CALDERA: Q cond= Cp*m*TDe donde: m: masa de agua calentada Cp: capacidad calorfica del agua T: diferencia de temperatura entre la de ebullicin y la inicial. En la parte de evaporacin si ocurre un cambio de fase, quedando el balance de la siguiente manera: Qevap = m*vapDonde: m = masa de vapor = landa de vaporizacin a T de ebullicin Siendo el calor total consumido por el generador: QT = Qcond + Qevap

EN EL CONDENSADOR:Qced = Qrecm1* + m1*Cp*T1 = m2*Cp*T2

Donde: m1 = masa condensada m2 = masa de agua de enfriamiento Qced = Calor cedido por la corriente vapor aceite (latente + sensible) Qrec = calor ganado por la corriente de enfriamiento T1 = Diferencia de T en la corriente de condensado T2 = Diferencia de T en la corriente de enfriamiento = landa de vaporizacin a la T entrada de la corriente vapor aceite Y por ultimo podemos calcular el agua requerida para la transferencia de calor, calculndolo como:

Masa agua requerida = QT / Cp* TDonde:T = diferencia de T del extremo frio del condensador QT = calor de condensacin + calor del subenfriamiento