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• Nicolas Gutierrez Gustainsson

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Ejercicios 1. Una mezcla líquida que contiene 30%mol de benceno (B), 25%mol de Tolueno (T), y el resto de Xileno (X) se alimenta a una columna de destilación. El producto pesado contiene 98%mol de X y nada de B, y 96% de X en la alimentación se recupera en esta corriente. El producto ligero se alimenta a una segunda corriente. El destilado ligero de la segunda columna contiene 97% de B en la alimentación a esta columna. La composición de esta corriente es de 94%mol de B y el balance de T. a) Dibuje y marque el diagrama de flujo para este proceso y haga un análisis de grados de libertad. b) Escriba en orden las ecuaciones que resolvería para calcular las composiciones de cada una de las corrientes c) Calcule: 1. El porcentaje de Tolueno, Benceno y Xileno en cada corriente. 2. El porcentaje de benceno en la alimentación del proceso (es decir, la alimentación a la primera columna) que emerge en el producto ligero de la segunda columna. 3. El porcentaje de tolueno en la alimentación del proceso (es decir, la alimentación a la primera columna) que emerge en el producto pesado de la segunda columna.

2. El jugo de naranja fresco consiste generalmente en 12% en peso de sólidos en solución Acuosa (% en peso); dichos sólidos son principalmente azúcares. Apara reducir los costos de traslado a menudo se concentra, luego se reconstituye al llegar a su destino. El proceso de concentración se efectúa en evaporadores de diseño especial, de tiempo de residencia corto que operan a presiones menores que la atmosférica para reducir las pérdidas de los componentes de sabor y aroma, presentes en cantidades muy pequeñas que son muy volátiles y sensibles al calor. Como generalmente no pueden evitarse algunas pérdida de estos componentes, la práctica común es concentrar el jugo un poco más de lo necesario y después agregar una pequeña cantidad de jugo fresco al concentrado para obtener un producto de mejor aroma y sabor. Supóngase que se utiliza 10% de la alimentación inicial para el proceso de reconstitución y que se opera al evaporador para obtener un jugo de descarga que contiene 80% de sólidos en solución. Si al proceso se alimentan 10.000 lb/h de jugo fresco, establecer el balance de masas y calcular la composición del producto final

3. Una planta de tratamiento de agua procesa una suspensión que contiene 500ppm de impurezas. La remoción se hace con pérdidas de 10% de agua portadora. Las ordenanzas municipales permiten un máximo de 100ppm de impurezas en la suspensión para poder descargarse a los ríos. El proceso remueve las impurezas hasta dejar 10ppm. Calcular: a) Grados de libertad b) Fracción de la suspensión con 500ppm que se pueden derivar (sin pasar por la planta) para mezclarse con la suspensión de 10ppm.

4. Se desea secar arenas con 15% en peso de agua hasta 7%. Para ello se mezcla aire fresco con 0,01 lb de agua / lb de aire seco con aire recirculado desde el secador que contiene 0,1lb de agua/lb de aire seco. La mezcla resultante entra al secador con 0,03 lb de agua/lb de aire seco. Calcular para 100 lb/min de material húmedo: a) Grados de libertad b) lb/min de agua removida del material c) lb/min aire seco en la alimentación fresca d) lb/min de aire seco recirculado

5. Para probar un medio filtrante, un ingeniero agrega 50g de una sal poco soluble a 100g de agua. Por filtración, obtiene una torta húmeda de 53,9g y una solución filtrada clara. Al secar la torta el peso se reduce a 49,0485g. Considerar que la solución filtrada y la solución retenida tiene la misma concentración. Calcular: a) Grados de libertad b) Solubilidad de la sal en g/100 g H2O c) Concentración de la sal en filtrado d) Retención de solución/g sólido seco. 6. A continuación se muestra el diagrama de flujo de un proceso para la recuperación del componente A, a partir de una disolución acuosa de esta sal. Considere que la alimentación fresca es de 4500 (kg/h) con un 33,3% de A (el resto es agua), las etapas del proceso consisten en un evaporador y un filtro. Desde el filtro salen los cristales sólidos que están humedecidos con una solución de un 36,36% de A, en que los cristales representan el 95% de la masa total del filtrado. La solución que recircula tiene un 36,36% de A. Determinar: a) Flujo de agua extraída del evaporador b) Flujo de recirculación c) Cristales separados del filtro

4500kg/h

49,4% A