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Procesos Industriales I 

 

6

Balance total de materia: 

 

Masa total final = m

f

 = 200 g  + 150 g = 350 g 

 

Balance de materia para el metanol

 

200 g sol.

1

    0.4 g metanol        150 g sol.

2

   0.7 g metanol             350 g sol.

f

    w

metanol

 (g metanol) 

                                         +                                               =  

                        g sol

1                          

                 g sol.

2

                                        g sol.

f

 

 

Despejando 

final metanol

 = 0.529 

 

Observaar que un balance para el agua, sólo serviría para verificar el resultado anterior. 

 

 

 

 

3.- Balance integral en un proceso semicontínuo 

 

Se burbujea aire en un tanque que contiene hexano (C

6

H

14

)líquido a una velocidad de 0.1 

kmol/min.  El gas que abandona el tanque tiene un 10% en moles de hexano.  Asumiendo 

que el aire es insoluble en el hexano líquido, calcular el tiempo requerido para vaporizar 

10.0 m

3

 de hexano (SG = 0.659, M= 86).    

 

Solución 

 

 

 

 

 

 

 

 

Como el aire que ingresa debe igualar al aire que egresa, podemos plantear un balance 

diferencial para el aire, teniendo en cuenta que este no se acumular ni reacciona durante el 

proceso y a partir de esta balance, calcular el flujo molar de salida (n') 

      kmol aire               kmol aire       n' (kmol)          

0.1                   = 0.9                                                      

⇒ 

n' = 0.111 kmol/min

 

          min                      kmol                 (min) 

 

 

Si planteamos ahora un balance diferencial para el hexano, resulta que  

 

 

 

 

0.1 kmol aire/min 

n' kmol/min 

 

0.1  kmol hexano/kmol  

0.9  kmol aire/kmol 


Procesos Industriales I 

 

7

 

 

Velocidad de 

entrada de 

hexano al 

sitema 

Velocidad de 

generación de 

hexano en el 

sistema 

 

 

=

 

Velocidad de 

salida de 

hexano del 

sistema 

Velocidad de 

consumo de 

hexano en el 

sistema 

Velocidad de 

acumulación 

de hexano en 

el  sistema 

 

= 0 

 

 

 = 0 

 

 (salida 

del 

sistema por 

flujo) 

 

  = 0 

(acumulación 

en el sistema) 

 

- Velocidad de salida de hezano = dnúmero de moles de hexano/dt 

-n'

f

 y

hexano 

= dnúmero de moles de hezano/dt  (1) 

 

El término de acumulación de hexano, que representa el cambio en el número de moles de 

hexeno en el líquido, debe ser negativo  ya que el hexano se pierde por evaporación. 

 

Llamando 

Δ n

hexano

  al número de moles de C

6

H

14

  a evaporar, tendremos: 

 

 

 

                   - 10 m

3    

0.659 kg       10

3

 l        1 kmol 

Δn

hexano

 =                                                                      = - 76.63 kmol de hexano 

                                            L         m

3

            86 kg      

 

 

Entonces reagrupando (1) 

 

- dn

hexano

 = n'

f

 yhexano dt 

 

Integrando esta expresión t=0 donde no hay salida de hexano y t = t

f

 (tiempo para vaporizar 

el volumen pedido de hezano), y conociendo los kmoles de hexano a evaporar, podemos 

calcular t

f

 según: 

                                           0.111 kmol     0.1 kmol hexano      t

f

 (min)    

-76.63 kmol de hexano =   

                                                      min            kmol 

 

 

t

f

 = 6904 min = 115 h 

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