Fundamentos de los balances de materia

Capítulo 4: Fundamentos de los balances de materia

Clasificación de los procesos

Los procesos químicos pueden clasificarse como intermitentes o por lote, continuos o semicontinuos y en estado estacionario o transitorios y antes de hacer el balance de materia para un sistema de proceso, es necesario saber a cuál de estas categorías pertenece.

PROCESOS INTERMITENTES O POR LOTES: la alimentación se carga (se introduce) a un recipiente al comienzo del proceso y, transcurriendo cierto tiempo se retira el contenido de dicho recipiente .No tiene entrada ni salida

PROCESO CONTINUO: las corrientes de alimentación y descarga fluyen de manera continua durante todo el proceso.

PROCESO SEMICONTINUO: cualquier proceso que no sea intermitente o por lotes ni continuo. Solo tiene entrada o salida

Si los valores de todas las variables del proceso no cambian con el tiempo es un proceso en estado estacionario. Ninguna de sus propiedades cambia con respecto al tiempo.

Si cualquiera de las variables de proceso cambia con el tiempo, se dice que la operación es transitoria.

*Es común utilizar el proceso intermitente cuando se van a producir cantidades muy pequeñas de algún compuesto de una sola vez, mientras que los proceso continuos son más adecuados para mayores velocidades de producción

La ecuación general del balance

El balance de una cantidad que se conserva (masa total, masa de una especie determinada, energía, momentum) en un sistema se puede escribir de manera general como

Entrada + generación – salida – consumo = acumulación

Es posible escribir do tipos de balances:

Balance diferencial o que indican lo que ocurre en un sistema en un instante determinado. Cada término de la ecuación de balance es una velocidad y este tipo de balance se le aplica más comúnmente a un proceso continuo.

Balance integrales o que describen lo que ocurre entre dos instantes determinados. Cada término de la ecuación es una porción de la cantidad que se balancea suele aplicarse a proceso intermitentes.

Reglas que pueden aplicarse para simplificar la ecuación de balance de materia:

Si la cantidad balanceada es la masa total, establecer que la generación=0 y consumo=0.Excepto en las reacciones nucleares, es imposible crear o destruir la metrai.

Si la sustancia balanceada es ua especie no reactiva (ni reactivo ni producto) establecer que generación=0 y consumo=0

Si un sistema se encuentra en estado estacionario establecer que acumulación=0 sin importar la que se esté balanceando. Por definición en un sistema en estado estacionario nada cambia con el tiempo, incluyendo la cantidad de la variable que se balancea.

Balances de procesos continuos en estado estacionario

En procesos continuos en estado estacionario, el termino de acumulación de

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