Diagramas de FlujoEn un Diagrama de flujo cada uno de los bloques representa un conjunto de equipos que realizan una determinada tarea en un proceso.

Informacin que representa un Proceso

Las operaciones involucradas.(equipos a emplear)Conexin entre las diferentes unidades.Condiciones de operacin de las unidades.(T, P ,m, etc)

Nomenclatura a usarUnidadF1F2F4By-Pass o derivacin: flujo que pasa por alto una o ms etapas del proceso y llega directamente a otra etapa posterior.

Operacin en cocorriente

Los Secadores Rotatorios son apropiados para el secado continuo de minerales en polvo en plantas de chancado, concentracin y fundicin flash.

Operacin en contracorriente

Secador Spray

Reciclo : Flujo de proceso que devuelve material desde un punto corriente debajo de la unidad de proceso a dicha unidad.

Purga: flujo que se utiliza para eliminar una acumulacin de sustancias inertes o indeseables que de otra manera se acumularan en el flujo de reciclaje o en la lnea de operacin.

InertesSon aquellas especies en un proceso que no reaccionan.ReactorRecipiente en el cual se produce una reaccin qumica, bioqumica o nuclear.TrazasSustancias que se encuentran presentes en muy poca cantidad y pueden ser muy contaminantes. Generalmente se miden en ppm, partes por milln (ppm=fraccin x 106).

Evaporador: unidad que concentra una solucin por medio de evaporacin.

ConvencinComposicin en gases ser considerada como composicin molar (y).Composicin en slidos y lquidos: fraccin msica (x).Porcentajes en volmenes porcentaje molar, esto por trabajar en condiciones estndar (25C,1atm.).Composicin del aire: 21% oxgeno O2 y 79 % nitrgeno N2

Clasificacin del Proceso en una Planta IndustrialProcesos Continuos:Son aquellos procesos que no dependen del tiempo (estacionarios), las corrientes que entran y salen del sistema fluyen en forma ininterrumpida.

EIN 811Procesos Discontinuos (Batch): Son aquellos procesos que ocurren en forma interrumpida, las variables que describen el sistema son funcin del tiempofiltro de placas y marcos

Procesos semicontinuos: es el sistema en el cual unos materiales se cargan y permanecen un cierto tiempo en el equipo, mientras que otros entran y salen continuamente del mismo. En este caso las variables del sistema cambian con la posicin y con el tiempo

Balances de Masa

Balance de MasaLos balances de materia no son ms que la aplicacin de la ley de conservacin de la masa:La materia no se crea ni se destruye.

BalanceEl balance de una cantidad que se conserva en un sistema se puede escribir de manera general como:

Reglas para simplificar la ecuacin del balance de materiaSi la cantidad es la masa total, generacin=0, y consumo=0.Si se le realiza el balance a una sustancia no reactiva (no reactiva ni producto) generacin=0, y consumo=0.Si un sistema est en estado estacionario, acumulacin=0 independiente de lo que se balancee.

Balance de Procesos Continuos en Estado Estacionario.En estos procesos el trmino de acumulacin es cero. Por lo que la ecuacin queda reducida a:Entrada + Generacin = Salida + Consumo

Si se realiza un balance a una especie no reactiva o de masa total, la ecuacin se reduce:Entrada = Salida

Ejemplo de balance en un proceso de destilacin continuaUna mezcla lquida de benceno y tolueno contiene 55% de benceno en masa. Parte de la mezcla se va a evaporar para generar un vapor que contenga 85% de benceno y un lquido residual con 10,6% de benceno en masa. Suponga que el proceso se va a efectuar de manera continua y en estado estacionario, con una velocidad de alimentacin de 100Kg/h. Dibuje el diagrama de flujo del proceso y escriba y resuelva el balance de masa.

Sugerencias para marcar un diagrama de flujoEscriba los valores y las unidades de todas las variables de las corrientes conocidas en los sitios del diagrama donde se encuentran las corrientes.Asigne smbolos algebraicos a las variables desconocidas de las corrientes (m, x, n, y) y escriba en el diagrama los nombres de estas variables y las unidades asociadas a ellas.

Ejemplo de balances en un proceso de evaporacinEl agua de mar contiene aproximadamente 3.5% en peso de slidos, un evaporador que produce 100 Kg/hr de agua pura para beber, descarga una corriente residual que contiene 15% en peso de slidos. Cul debe ser la velocidad de alimentacin del evaporador?

Ejemplo de un proceso de humidificacin y oxigenacin de aireUn experimento sobre la velocidad de crecimiento de ciertos organismos requiere un medio de aire hmedo enriquecido con oxgeno. Se alimentan tres corrientes de entrada en una cmara de evaporacin para producir una corriente de salida con la composicin deseada.Corrientes de entrada A: agua liquida se alimenta a 20cm3/min, B: aire, C: oxgeno puro, con velocidad de flujo molar equivalente a la quinta parte de la velocidad de flujo de la corriente B.Se analiza el gas de salida y se encuentra que contiene 1,5% mol de agua. Construya un diagrama de flujo del proceso, indique en l las cantidades conocidas y calcule todas las variables desconocidas de las corrientes.

En la figura siguiente se muestra un diagrama de flujo simplificado de la fabricacin de azcar. La caa de azcar se alimenta a un molino donde se extrae jarabe por trituracin; el bagazo resultante contiene 64% de pulpa. El jarabe (E) que contiene fragmentos finamente divididos de pulpa se alimenta a una malla que separa toda la pulpa y produce un jarabe transparente (H) que contiene 15% de azcar y 85% de agua. El evaporador produce un jarabe pesado y el cristalizador produce 1000 lb/h de cristales de azcar.a.Determine el agua eliminada en el evaporador en lb/hb.Determine las fracciones de masa de los componentes del flujo de desecho G c.Determine la tasa de alimentacin de caa de azcar a la unidad en Ib/h d. Del azcar que entra con la caa, qu porcentaje se pierde con el bagazo? e.Es sta una operacin eficiente?. Explique por qu s o por qu no.

La sal contenida en el petrleo crudo debe eliminarse antes de procesarlo en una refinera. El petrleo crudo se alimenta a una unidad de lavado en la que agua dulce alimentada a la unidad se mezcla con el petrleo y disuelve una porcin de la sal que contiene. El petrleo (que contiene un poco de sal pero nada de agua), al ser menos denso que el agua, se puede sacar por la parte superior del lavador. Si el agua de lavado gastada contiene 15% de sal y el crudo contiene 5% de sal. Si la razn petrleo crudo (con sal): agua que se usa es de 4: 1, entonces:

Realice el diagrama que representa la situacin y complete en el la informacin disponible Determine la concentracin de la sal en el producto de petrleo lavado

Con objeto de ahorrar energa, el gas de chimenea de un horno se usa para secar arroz. El diagrama de flujo y los datos conocidos se muestran en la siguiente figura. A cunto asciende el gas de reciclaje (en Ib mol) por 100 Ib de P si la concentracin de agua en el flujo de gas que ingresa en el secador es del 5.20%?