electricidad ingeniería eléctrica balance de materiales en la industria, ingeniería química, ingeniería industrial

1. Prof. Maxwell Altamirano
Tarea # 3 :
Ejercicios misceláneos de Extracción, Absorción, Cristalización, Secado y Destilación
Orientaciones generales:
• Se entregará un juego de ejercicios resueltos por equipo de trabajo, claramente identificado con
nombre del grupo (caricatura) que les identifica y el nombre de sus integrantes.
• La solución de los ejercicios 1 y 4 debe presentarse acompañada de su diagrama triangular
respectivo (uno para cada ejercicio) donde se señalen claramente (y en colores) las etapas que
comprende cada proceso.
1. Un lote de 600 kg de café molido, que contiene 19% de cafeína y el resto es broza inerte, se
lixivia durante una hora con un flujo de agua hirviendo de 1000 kg. La broza de café húmeda
resultante retiene 0.1 kg de solución de cafeína por cada kg de broza inerte.
a. Determine el flujo de extracto obtenido y su composición. Ubique los puntos de
extracto, refinado y mezcla en el diagrama triangular.
b. Si la broza resultante de esta primera etapa es tratada con 400 kg de agua hirviendo
¿Qué porcentaje de la cafeína originalmente contenida en el café molido se lograría
recuperar?. Represente este 2do proceso en su diagrama triangular, empleando un color
de lápiz distinto del utilizado para representar la primera etapa.
2. Se desea recuperar el 85% del sulfato de sodio contenido en un flujo (F) de 3000 Kg/h de
solución acuosa de sulfato de sodio al 12% en peso. Para tal efecto se utiliza primero un
evaporador y luego un cristalizador, donde la solución se enfría hasta 5°C. Los cristales (C) que
se forman son de Na2SO4 * 10H2O, los cuales salen húmedos, reteniendo un 25% en peso de la
solución madre (S). Determine la cantidad de agua eliminada en el evaporador (W).
La solubilidad del Na2SO4 * 10H2O a 5°C es de 12g por 100g de agua.
3. Se separa CO2 de una mezcla gaseosa que contiene 89% en volumen de inerte, por absorción en
dietanolamina. Los gases entran a la torre de absorción a 5 atm y 20°C, saliendo de esta a 4.5
atm y 25°C con un 1% en volumen de CO2. Si se tienen 1000 ft3
/h de alimentación y solamente
el CO2 es absorbido, determine:
a. ¿Cuántos ft3
/h de gas salen del absorbedor?
b. ¿Cuál es el porcentaje de CO2 recuperado?
c. ¿Qué flujo másico de CO2 se recupera?
d. Si el rendimiento de la absorción fuera el 90% ¿cómo cambiarían los resultados de los
incisos a) y c).
Para todos los efectos supongan comportamiento ideal para los gases.

2. Prof. Maxwell Altamirano
4. Una corriente compuesta por etanol, éter etílico y agua se pone en contacto con una corriente
rica en éter etílico en un sistema de tres etapas en corriente directa con el fin de extraer parte del
etanol contenido en la corriente F. Todo el solvente utilizado (D1, D2, D3) tiene la misma
composición: 6% de etanol, 1% de agua y 93% de éter etílico.
Los datos de equilibrio para el sistema, a 25°C, se presentan en la Tabla 1 Determinar la
composición y el flujo de las corrientes de refinado, así como el de las corrientes de extracto.
TABLA 1: Datos de equilibrio a 25°C para el sistema etanol-agua-éter-etílico.
Fase extracto Fase refinado
(c)
Etanol
(a)
Agua
(b)
éter etílico
(c)
Etanol
(a)
Agua
(b)
éter etílico
0 0.013 0.987 0 0.94 0.060
0.029 0.021 0.950 0.067 0.871 0.062
0.067 0.033 0.900 0.125 0.806 0.069
0.102 0.048 0.850 0.159 0.763 0.078
0.136 0.064 0.800 0.186 0.726 0.088
0.168 0.082 0.750 0.204 0.700 0.096
0.196 0.104 0.700 0.219 0.675 0.106
0.220 0.130 0.650 0.231 0.650 0.119
0.241 0.159 0.600 0.242 0.625 0.133
0.257 0.193 0.550 0.256 0.590 0.154
0.269 0.231 0.500 0.265 0.552 0.183
0.278 0.272 0.450 0.274 0.515 0.211
0.282 0.318 0.400 0.280 0.470 0.250
5. Para el proceso representado en la figura inferior, que corresponde al proceso de reciclaje de
papel, determinar el flujo másico de aire fresco (Ga), necesario por cada tonelada métrica de
pulpa a tratar, si ésta se seca en 4 horas:
F
Secador
de tambor
(adiabático)
GA 84°F
80% HR
GE
10% HR
Gs
90% HR
Pulpa de papel con 20% de
humedad absoluta
Pulpa de papel P
con 1% de humedad
(base seca)