2. El balance de materia es un método
matemático utilizado principalmente en Ingeniería
Química. Se basa en la ley de conservación de la
materia (la materia ni se crea ni se
destruye, solo se transforma), que
establece que la masa de un sistema cerrado
permanece siempre constante
La masa que entra en un sistema debe, por
lo tanto, salir del sistema o acumularse
dentro de él, es decir:
3.
4. Los balances de materia se desarrollan comúnmente
para la masa total que cruza los límites de un sistema.
También pueden enfocarse a un elemento o compuesto
químico. Cuando se escriben balances de materia para
compuestos específicos en lugar de para la masa total
del sistema, se introduce un término de producción (que
equivale a lo que se genera en la reacción química
menos lo que desaparece):
5. Balance de materia en estado estacionario
La mayoría de los procesos industriales son continuos, con un mínimo de
alteraciones o paradas. En este tipo de procesos, a excepción de los
periodos de puesta en marcha y paradas, el tiempo no es una variable a
considerar, por lo que las variables intensivas dependen solamente de la
posición, siendo el régimen estacionario. En estos sistemas en estado
estacionario el término acumulación desaparece, simplificándose la
ecuación a la siguiente:
A su vez, en aquellos sistemas donde no se produzca reacción
química, se simplifica todavía más:
6. Tipos
Los balances de materia pueden ser :
integrales o diferenciales.
El balance integral se enfoca en el comportamiento global
del sistema,
El balance diferencial lo hace en los mecanismos dentro
del sistema (los cuales, a su vez, afectan al
comportamiento global).
En los casos más simples, el interior del sistema se
considera homogéneo (perfectamente mezclado). Para
poder hacer un balance integral de materia, primero se
deben identificar los límites del sistema, es decir, cómo el
sistema está conectado al resto del mundo y cómo el resto
del mundo afecta al sistema.
7. También pueden clasificarse de la siguiente forma:
•Balance de masa global o total: se realiza en todo
el sistema, considerando las masas totales de
cada una de las corrientes de materiales.
•Balance parcial: se realiza en los subsistemas,
considerando un determinado componente en
cada una de las corrientes.
•Balance molar: si en el sistema no se originan
cambios químicos.
•Balance atómico: si en el sistema hay cambios
químicos.
•Balance volumétrico: si no se originan cambios de
estado.
9. LA MASA VARIABLE
La masa variable mv sera.:
mv = me - ms + mg - mc
• mv = masa que varia
• me = masa que entra
• ms = masa que sale
• mg = masa que se genera
• mc = masa que se consume
14. BALANCE DE MATERIA
FISICO
Acá podemos ver
la representación
gráfica de un
balance de
materia o masa en
un proceso, cada
una de las etapas
representa una
operación unitaria
(UNA MÁQUINA).
La cual recibe un
insumo o materia
prima que es
mezclado con otros
y sale de la
maquina un
producto
intermedio, donde
la suma de lo que
entra a la
máquina es igual a
la que sale
Ej. EN CLARIFICACIÓN
5 Tn de melaza
+
14.7497 Tn de H2O
+
0.4503 Tn Vapor
________________
20.2 Tn de MOSTO
ENTRADA = SALIDA
12 tn
3 tn ???
5 Tn Melaza ---- 20,2 tn mosto
3 Tn melaza --- x de mosto
15. ¿Qué PORCENTAJE
DEL TOTAL DE LA
CAÑA DE AZUCAR
SE NECESITÓ PARA
OBTENER UNA
TONELADA DE
AZUCAR???(datos
del cuadro)
Los problemas de
Balance de masa
normalmente se
presentan en
operaciones
matemáticas que se
resuelven con
simples regla de 3, u
operaciones de
porcentaje Ej.:
RESUELVA:
BALANCE DE MATERIA
16. BALANCE DE MATERIA
• hay que tomar en cuenta que este balance
de materia se tiene que desarrollar en la
descripción del proceso del producto que les
toque en el Examen de Grado por lo tanto
ustedes deben realizar un Balance de masa
del producto que están desarrollando en su
proyecto final bien para 1000 kilos de materia
prima o mil unidades de producto final,
cualquier consulta por imbox
17. CONSIDERACIONES ADICIONALES.
Los balances de materia no son sólo
aplicables a la materia total de un sistema y a
sus distinto componentes, sino también
a los distintos elementos químicos
que integran estos, proporcionando por tanto
numerosas ecuaciones. Debe tenerse en cuenta
pues que las ecuaciones que se utilicen sean
independientes, para poder evaluar las distintas
incógnitas.
18. A = ?
C = 5000 KGR/HR
B =?
C
C
(2)
(3)
Solución = soluto + solvente
100% = 25% + 75% H2O
0.25 SOLIDO
0.75 H2O
0.12 SOLIDO
0.88 H2O
0.4 SOLIDO
0.6 H2O
E
S
19. 0,8 0,1 0,2 400
0,1 0,2 0,6 300
0,1 0,7 0,2 300
Matriz Inversa A -1
Matriz A
Matriz B
=
X
E = S
A + B +C = D
A + B +C = 1000 (1)
Matriz B
