N°4.101 Una solución de soda caustica 10% en peso es concentrada en un
evaporador, donde 1000 lb de agua es vaporizada y removida. La
temperatura de ebullición es de 140°F. La solución final de caustica es de
26,8% y su densidad debe ser de 𝟏, 𝟐𝟐𝟔𝟐𝟎 𝟒⁄ . Calcule el peso de la corriente de
entrada.
E-1
P-1
P-2
P-3
10%NaOH
1000 Lb Agua
26,8% NaOh
Resolución:
Primero que todo realizamos el análisis a los grados de libertad de la siguiente
manera:
G.L= N°de variables – Ecuaciones independientes (1)
N° de variables= número de corrientes * número máximo de componentes (1.1)
Ecueaciones independientes= CCO + balances + relaciones adicionales (1.2)
Desarrollando estas ecuaciones nos da que los G.L = -2
(1.1) N° de variables = 3 * 2 = 6
(1.2) Ecuaciones independientes = 1+ 2+ 5 = 8
(1) G.L= 6 – 8 = -2
Cuando los da G.L<0 es que el sistema está sobre dimensionado, es decir, nos
sobran datos y al analizar el encabezado del ejercicio, este corresponde a la
sección b, en la cual los ejercicios poseen datos innecesario para la resolución de
estos problemas. Analizando nien el encabezado notamos que los datos de la
temperatura de ebullición y densidad son innecesarios.
Realizando los balances de masa respectivos:
Balance al agua:
0,9*P-1 = 1000 lb +0,732 *P-3
Balance al NaOH:
0,1*P-1 = 0,268*P-3
Resolviendo ese sistema de ecuaciones que consta de 2 ecuaciones y 2
incógnitas, obtenemos lo siguiente:
P-1: 1586,7 lb
P-3: 591,06 lb
De las cuales el contenido de Naoh es igual a 158,7 lb, las cuales se mantienen
constantes a lo largo del proceso.
∴ La masa de la corrinete P − 1 corresponde a 1586,7 libras .