Balance de Materia y Energa

INSTITUTO TECNOLGICO DE MORELIAJOS MARA MORELOS Y PAVN

ING. BIOQUMICABALANCE DE MATERIA Y ENERGIAMC. DAVID GERARDO ROJAS SOLIS

EJERCICIOSEQUIPO 4

VICTOR HUGO CHVEZ LPEZCLAUDIA ANDREA HUERTA CHVEZFRIDA AMANDA MENDOZA OCAMPOMIGUEL NGEL VAZQUEZ GONZLEZ

15 de Octubre del 2012

EJERCICIO 1.A continuacin se muestra el diagrama de flujo del lavado de camisas que se utiliza en el Servicio de Lavandera la Inundacin de Jabn por un Da S.A. Las camisas se remojan en un tanque de agitacin que contiene duende, el Detergente Mgico, y despus se exprimen y se mandan secar. El jabn Duende sucio se manda a un filtro en donde se extrae la mayor parte de mugre; el detergente limpio se hace recircular para unirse al duende puro; este flujo combinado alimenta el tanque de lavado.

Datos:1. Cada 100 kg de camisas sucias contienen 2 kg de mugre2. El lavado extrae el 95% de la mugre3. Por cada 100 kg de camisas sucias salen 25 kg. De Duende con las camisas limpias de los cuales 22 kg regresan al tanque de lavado.4. El detergente que entra al tanque de lavado contiene 97% de Duende, y el que entra al filtro contiene 90%. La mugre hmeda que sale del filtro tiene 10% de Duende.Determine:a) Cuanto duende puro debe agregarse por cada 100 Kg de camisas suciasb) Cul es la composicin del flujo de recirculacin.

F3 = m3AGITADORFILTRO

F1 = 3 kg de Duende 100 kg camisas 98 camisas limpias 2 kg de suciedad w2, 2 W3, 4 F4 = m4 F5 = m5F2 =m1 (Duende) +m2 (Duende R) 13% suciedad 92% suciedad97 % duende puro 87% Duende 8% de Duende3% suciedad w1, 4 w4, 4 W1, 1 F6 = m6(1 X)

1. Duende2. Camisas Limpias3. Camisas sucias4. Mugre

#VARIABLES = 13# ECUACIONES = 6GL = 13 6 = 7

= 7 6 = 1 (Proceso Dinmico)

95% eliminacin de suciedad m1 (1 - w1, 1 = 5% de la suciedad que entra)

Balance alrededor del punto de mezcla implican 3 incgnitas m3, m6, X as como los balancesalrededor del filtro m4, m6, X, pero la baera slo implica 2(m3, m4) y 2 balances sepermitido para cada subsistema. Balance alrededor tanque/ agitador m3, m4Balance de todo punto de mezcla m6, x

ECUACIONES:I. 95% de remocin de tierra: m1 = (1 w1,1) (2kg) II. Equilibrio suciedad general: 2 = m1 + (0.92)*m5III. Resultado global Duende: m2 = ( F3 + (1- W4,4)*m5)IV. Tanque Agitador / Suciedad: 2 + 0.03*m3 = 0.10 + .13*m4V. Tanque Agitador/ Duende: 0.97 m3 = 3 + 0.87*m4VI. Composicin Duende: m2 + x(m6) = w1,1 *m3

RESOLVIENDOa)I. m1 = (1 .95) (2kg) = .10 KgII. 2 = .10 kg + (0.92)*m5 m5 = 2.065III. m2 = ( 3 kg + (0.08)*2.065)=3.17 kg detergente DUENDE por camisa

b)

IV. 2 + 0.03*m3 = 0.10 + .13*m4V. 0.97 m3 = 3 + 0.87*m4

RESOLVIENDO SIMULTANEAMENTE. m3 = 2.04 kg, m4 = 19.3 kg

3.17 + m6 = 20.4Mm6 = 17.3

VI. 3.17 + x(17.3) = .95*20.4X= 0.961; 96% DE DUENDE Y 4% SUCIEDAD EN EL FLUJO DE RECIRCULACIN.

EJERCICIO 2.El jugo de naranja fresco contiene 12.0% en peso de slidos y el resto de agua; mientras el jugo de naranja concentrado contiene 42% de slidos. Se utiliz inicialmente un proceso de evaporacin para concentrar jugo, pero los componentes voltiles escaparon con el agua dejando al concentrado sin sabor. El siguiente proceso resuelve este problema: se realiza una desviacin del evaporador con una fraccin de jugo fresco; el jugo que entra al evaporador se concentra hasta que tiene 58% de slidos, y el producto se mezcla con el jugo fresco desviado para alcanzar la concentracin final de solidos deseada.a) Calcula la cantidad de jugo concentrado producido por cada 100 kg del jugo fresco que alimenta el proceso y la fraccin de alimentacin que se desva del evaporador.b) Los ingredientes voltiles que proporcionan el sabor estn contenidos en el jugo fresco que desva del evaporador. Podras tener ms de estos ingredientes en el producto final, evaporando hasta conseguir (por ejemplo) un 90% de slidos en lugar de 58%; entonces podras desviar una fraccin mayor del jugo fresco y, por lo tanto, obtendras un productor de mejor sabor. Sugiere las desventajas de esta proposicin. F3 Kg/h Agua100 Kg/h F1Kg/h F4Kg/h F5Kg/hEvaporador

12% masa 12% masa 58% masa 42% masa F2 Kg/h 12% masaBase de clculo = 100 kg# VARIABLES: 5 (F1, F2, F3, F4 y F5)# ECUACIONES: 5GL = 5-5 = 0 (Problema correctamente definido o sea que el nmero de las variables desconocidas en las corrientes es igual al nmero de ecuaciones independientes disponibles)Ecuaciones: I. F1+F2=100II. F1=F3+F4III. 0.12F1=0.58F4IV. F5=F4+F2V. 0.58F4+0.12F2=0.42F5

Resolviendo Ecuaciones:F1=90.06F2=9.94F3=71.43F4=18.63F5=28.57 a) Cantidad de jugo = F4 + F5 = 47.1 kg Cantidad desviada = 9.94 kgb) El proceso sugiere una cantidad inmensa de masa y el jugo sera muy difcil de digerir si se introducen 100 kg y t quieres un 90% estaras consumiendo por jugo 90 kg de solidos lo cual, generara perdidas daras ms kg de jugo por un precio igual al que daras 58 kg de jugo.El jugo al tener residuos slidos tendra un tiempo menor de caducacin por lo que no subastara al usuario al menos por un mesEl jugo con ms slidos aumenta el tamao del equipo y eso genera gastos

CONCLUSIONES.Realmente observamos que los problemas no son situaciones ajenas a la realidad, cualquier actividad de uso como se le puede manejar como un problema de balance de materia, es importante definir cada una de nuestros variables como flujos, composiciones, ya que estas dependen si nuestro resultado o todo nuestro proceso maneja cifras reales y ser viable a presentarlo como algn proyecto o nuevo negocio.Realmente estos problemas nos dimos cuenta que nos falta un poco ms por entender y repasar, el ejercicio 3 realmente no supimos ni por donde empezar pero esperemos que leyendo y practicando sea algo ms fcil de lo que imaginamos.

REPORTE DE ACTIVIDADES EQUIPO 4.IntegrantePuntualidad entrega de ActividadesParticipacin resultadosPuntualidad ReunionesRespeto y toleranciaEsfuerzo y trabajo

Frida Amanda Mendoza OcampoEficaz al conseguir mtodos de solucinDiscusin y anlisisPuntualSiempre95

Claudia Andrea Huerta ChvezPuntual y siempre con disposicin a las actividadesParticipacin Ejercicio 2PuntualSiempre95

Miguel ngel Vzquez GonzlezSiempre puntual y cooperativo en actividadesConfusin y un poco de problemas ejercicio 1PuntualSiempre90

Victor Hugo Chvez Lpez (Lder)Puntual realizacin y entrega de actividadesDiscusin, anlisis y diseo de los problemasPuntualSiempre95