Balance materia

contabilidad exacta de todos los materiales que entran, salen, se acumulan o se agotan en un intervalo de operaciòn dado.

Se pueden distinguir cuatro tipos de balances de materia dependiendo del tipo de sistema:

Acumulación = Entrada - Salida + Generación - Consumo.

Es un sistema con entradas, salidas y reacciones químicas.

Acumulación = Entrada - Salida.

Sistema sin reacciones químicas.

Entrada = Salida.

Sistema en estado estacionario, no hay acumulación ni reacciones químicas.

Acumulación = Generación - Consumo.

Sistema sin corrientes de entrada ni de salida, pero con reacción química.

Tipos de sistemas

Se llama sistema a cualquier porción arbitraria o completa de un proceso. Los sistemas se clasifican en:

Sistema abierto o contínuo: es aquel en el que la materia se transfiere a través de la frontera del sistema; es decir, entra en el sistema, o sale de él, o ambas cosas.

Sistema cerrado o por lotes: es aquel en el que no hay transferencia de materia a través de la frontera del sistema.

Análisis de problemas de balances de masas

Submitted by Germán Fernández on Sat, 10/20/2012 - 10:48

Tenemos una corriente F de 100 kg formada por 50 de EtOH, 40 de H2O y 10 de MeOH. Sale una corriente P de 60kg, formada por 80 EtOH, 5 H2O y 15 MeOH. ¿Cuál es el valor de la corriente W y su composición?

Para resolver el problema comenzamos escribiendo el balance de masas total.\\ Entrada = Salida

100=60+W ⟶W=40 kg(1)

Sea wiF la fracción másica del componente i en la corriente F. Haciendo un balance de masas al componente i:

wiFF=wiPP+wiwW(2)

Planteando este balance de materia para todos los componentes nos da:

EtOH: (0,50)(100)=(0,8)(60)+wEtOH,wW(3)

H2O: (0,40)(100)=(0,05)(60)+wH2O,wW(4)

MeOH: (0,10)(100)=(0,15)(60)+wMeOH,wW(5)

La suma de estas tres ecuaciones da el balance global. Por tanto, estas cuatro ecuaciones no son independientes y no son suficientes para el cálculo de las cuatro incognicas. Necesitamos una ecuación más que sea independiente.

wEtOH+wH2O+wMeOH=1(6)

Esta útima ecuación indica que la suma de fracciones másicas para todos los componentes e una corriente es la unidad.

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