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• Harold Isai Silvestre Gomez

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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN

FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA Y METALURGÍCA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

“ANÁLISIS PARA DISEÑAR UN PROCESO DE PRODUCCIÓN DE COAGULANTE A PARTIR DEL LÁTEX OBTENIDO DEL VÁSTAGO DEL PLÁTANO’’ PRESENTADO POR: PONCE RAMIREZ, QUENIE SOLANGE POZO RUEDA, CAROLAY

ASESOR: Ing. MANUEL JOSÉ JIMENEZ ESCOBEDO Ingeniero Químico- Registro CIP N.º 52993 Profesor Asociado DE – Código docente NºDNU053 03 de Junio del 2019

HUACHO - PERU INFORME INCOMPLETO Y MUY ELEMENTAL PARA SER CONSIDERADO COMO PERFIL PARA PROYECTO DE INGENIERIA DE PROCESOS QUIMICOS. EL ARCHIVO WORD REMITIDO NO SE PUEDE ABRIR ANALISIS Y SINTESIS DE PROCESOS QUIMICOS

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INDICE CAPITULO I................................................................................................................................3 RESUMEN EJECUTIVO ............................................................................................................3 1.

EL PROBLEMA ..................................................................................................................4 1.1.

IDENTIFICACIÓN ......................................................................................................4

1.2.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ..........................................................................4

1.2.1.

Problema general .................................................................................................4

1.2.2.

Problemas específicos ..........................................................................................4

1.3.

JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................5

1.3.1.

JUSTIFICACIÓN TEÓRICA ...................................................................................5

1.3.2.

JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA ................................................................................5

1.4.

OBJETIVOS ....................................................................................................................5

1.4.1.

OBJETIVO GENERAL ...........................................................................................5

1.4.2.

OBJETIVO ESPECÍFICOS......................................................................................5

1.5.

ALCANCE Y LIMITACIONES ......................................................................................6

1.5.1.

ALCANCE ...............................................................................................................6

1.5.2.

LIMITACIONES TEÓRICA ....................................................................................6

1.5.3.

LIMITACIONES ESPACIALES .............................................................................6

1.5.4.

LIMITACIONES TEMPORALES ...........................................................................6

1.5.5.

LIMITACIONES ECONOMICAS ...........................................................................6

1.6.

EQUIPOS A UTILIZAR ..................................................................................................7

1.6.1.

MATERIALES .........................................................................................................7

1.6.2.

EQUIPOS .................................................................................................................7

1.6.3.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES (DIAGRAMA DE GANTT) ......................7

1.6.4.

PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO ................................................................8

2.

CUERPO DEL INFORME...................................................................................................9 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................9 2.1.

ANTECEDENTES .....................................................................................................10

2.2.

REQUERIMIENTO ...................................................................................................11

2.3.

DEFINICIÓN CONCEPTUAL DEL PROCESO .......................................................12

2.3.1.

PRINCIPALES OPERACIONES UNITARIAS.................................................12

2.3.2.

FORTALEZAS Y DEBILIDADES (ANÁLISIS FODA) ...................................12

2.4.

ANALISIS TECNICO DEL PROCESO ....................................................................14

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CAPITULO I RESUMEN EJECUTIVO La realización de este proyecto de trabajo se dio con el fin de darle un valor agregado a los vástagos de plátano generados en distintas partes de la localidad de la campiña, para que posteriormente mediante un proceso de extracción de látex se pueda elaborar un coagulante. La localidad de la campiña siembra grandes cantidades de plátano las cuales los pobladores no aprovechan ya que no tienen conocimiento de lo que podemos obtener de ello; lo que afecta directamente al medio ambiente, ya que cuando están en una edad avanzada se caen las planta generando la aparición de vectores que pueden ocasionar daños a personas aledañas al lugar del depósito. El objetivo principal de este trabajo es obtener látex para así poder elaborar coagulante. En el proceso de obtención de látex, se utilizan procesos unitarios que son procesos físicos simples. Para la elaboración del coagulante se dan operaciones unitarias como es la dilución, el filtrado, la homogenización y secado y asi obtener un buen coagulante. El mecanismo planteado es básico, pero con buena eficiencia para tener el producto final.

Esta seccion se redacta en Informe Final, donde se proporciona la informacion mas relevante obtenida, asi como tambien los analisis correspondientes

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1. EL PROBLEMA 1.1. IDENTIFICACIÓN En el Perú, existen empresas de industrias que se ubican en distintas partes, entre tanto esas industrias dedicadas a la elaboración del látex, también podemos mencionar que diariamente en cada uno de los hogares de distintas zonas del país se emplean el vástago del plátano y esto lleva a generar residuos de esta materia prima. La búsqueda es obtener látex a partir del vástago del plátano, y de ahí darle un valor agregado para la obtención del coagulante.

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

1.2.1. Problema general ¿Será posible innovar y desarrollar un coagulante a partir del látex obtenido a partir del vástago del plátano?

1.2.2. Problemas específicos 

¿Cómo producir un coagulante no tradicional a partir del vástago del plátano?



¿En qué medida el desarrollo del proyecto es beneficioso para la población?



¿En qué medida la obtención del coagulante tiene un valor agregado?

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1.3. JUSTIFICACIÓN

REFORMULAR ESTA SECCCION, BIEN JUSTIFICADO

1.3.1. JUSTIFICACIÓN TEÓRICA El desarrollo del proyecto nos ayuda a aplicar todos los conocimientos aprendidos hasta ahora y poder desarrollarlos en problemas industriales reales. A partir de las bases teóricas como son la trasferencia de masa, cinética, cantidad de movimiento y con los métodos

técnicos

presentados

en

publicaciones

y

textos

especializados.

1.3.2. JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA La materia prima que se utilizara será el vástago del plátano, esta investigación la llevaremos a cabo los alumnos de 8vo ciclo de la escuela profesional de ingeniería química con el fin de mejorar nuestro nivel y desempeño.

1.4.OBJETIVOS 1.4.1. OBJETIVO GENERAL Obtener látex, para así elaborar coagulante.

1.4.2. OBJETIVO ESPECÍFICOS 

Analizar y diseñar los diagramas PFD (diagrama de flujo de procesos) y PBD (diagrama de bloques de procesos), para la obtención del coagulante a partir del látex.



Analizar y evaluar los procesos más afines que puedan desarrollarse en proceso definido.



Obtener coagulante de buena calidad para uso comercial.

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1.5. ALCANCE Y LIMITACIONES 1.5.1. ALCANCE El presente trabajo de investigación tiene una metodología experimental, en el cual nos permitirá desarrollar la obtención del coagulante a partir del látex del vástago del plátano. En este proyecto nos centramos en reunir todo el vástago del plátano, para así no contaminar el medio ambiente, ya que pueden causar enfermedades con el mal olor cuando se degradan. El cual saldrá beneficiados las industrias y la ciudad, ya que ayudarán económicamente y podrán reciclar el vástago del plátano y poder venderlas para darles un uso útil.

NO ES ALCANCE, revisar el concepto. 1.5.2. LIMITACIONES TEÓRICA El desarrollo del presente trabajo de investigación se hará a base de estudios existentes de Tesis y revistas nacionales e internacionales, sean vías físicas y virtuales.

COPIA DE TRABAJOS ANTIGUOS. PARA QUE REALIZO LA RSL, que obtuvo????? 1.5.3. LIMITACIONES ESPACIALES El análisis, diseño y desarrollo del proyecto se realizará en la Facultad de Ingeniería Química y Metalúrgica de la Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión.

1.5.4. LIMITACIONES TEMPORALES En el ítem 1.6.3, se muestra las actividades programadas a desarrollar en el diagrama de Gantt, en tiempo del desarrollo de investigación.

1.5.5. LIMITACIONES ECONOMICAS El ítem 1.6.4 (tabla 3), se muestra detallado el presupuesto para desarrollar el proyecto de investigación, que será satisfactorio conforme avance el trabajo.

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1.6. EQUIPOS A UTILIZAR NO CORRESPONDE A LA

ESTRUCTURA ACTUAL SOLICITADA

1.6.1. MATERIALES Material

de

vidrio: termómetro, pH-metro, probetas, vasos

precipitados. Materia prima: Vástago del plátano. Insumos químicos: Agua destilada, ácido cítrico. Bandejas de poliestireno (icoper) Goteros, colador plástico.

1.6.2. EQUIPOS Se utilizaran: Cuchilla, Tanque, Mezclador, balanza.

1.6.3. CRONOGRAMA

DE

ACTIVIDADES

(DIAGRAMA

DE

GANTT) “Análisis para diseñar un proceso de producción de coagulantes a partir del látex obtenido del vástago del plátano” Tabla 1Cronograma de actividades del grupo investigador SEMANAS PROGRAMADAS (Semestre Académico 2019-I) ACTIVIDAD PROGRAMADA FORMULACION DEL TRABAJO REVISION BIBLIOGRÁFICA CLASIFICACIÓN DE INFORMACIÓN ASESORIA METODOLÓGICA DESARROLLO DEL TRABAJO ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN REVISIÓN DEL TRABAJO SUSTENTACIÓN DE INFORMA FINAL

1

2

3

X

X

X

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4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16

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1.6.4. PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO Tabla 2. Inversión y financiamiento DESCRIPCION DE PARTIDAS TOTAL ESTIMADO PARTIDA DENOMINACION DEL GASTO DE INVERSION SOLES S/. $. USD 2.3.0.00 BIENES Y SERVICIOS 492 150 2.3.1 COMPRA DE BIENES 98.4 30 3.1.1 Alimentos y Bebidas 164 50 1.11.1 Alimento y Bebidas para consumo humano 164 50 3.1.2. Vestuarios y Taxtiles 65.6 20 3.1.3 Combustibles, carburantes, lubricantes y afines 98.4 30 3.1.5 Materiales y Utiles 164 50 5.1.De oficina 65.6 20 5.2. Agropecuario, ganadero y de Jardineria 0 0 5.3. Aseo, Limpieza y Cocina 32.8 10 5.4. Electricidad, Iluminacion y Electronica 65.6 20 3.1.6 Repuestos y Accesorios 65.6 20 3.1.7 Enseres 32.8 10 3.1.8 Suministros Médicos 65.6 20 3.1.9 Materiales y Utiles de Enseñanza 32.8 10 3.1.10 Suministro para uso Agropecuario, forestal y veterinario 0 0 3.1.11 Suministro para Mantenimiento y Reparacion 82 25 3.1.99 Compra de otros Bienes 98.4 30 99.1.1 Herramientas 98.4 30 2.3.0.01 99.1.2. Productos Quimicos 164 50 2.3.2 99.1.3. Libros, Diarios, Revistas y Otros Bienes impresos no vinculados a enseñar 65.6 20 3.1.2 99.1.99. Otros bienes 82 25 CONTRATACION DE SERVICIOS 82 25 3.1.2. Viajes 65.6 20 3.1.3 1.2. Viajes Domesticos 65.6 20 3.1.5 Servicios basicos, comunicacion, publicidad y difusion 262.4 80 2.1. Servicio de energia electrica, agua y gas 65.6 20 2.1.1. Servicio de suministro de energia electrica 16.4 5 2.3.0.01 2.1.2. Servicio de Agua y Desague 32.8 10 2.3.2 2.1.3. Servicio de Gas 49.2 15 3.1.2 2.2. Servicios de Telefonia e internet 32.8 10 Servicios de limpieza, seguridad y vigilancia 65.6 20 3.1.2. Servicios de mantenimiento, acondicionamiento y reparaciones 65.6 20 3.1.3 Alquiles de Muebles e inmuebles 65.6 20 3.1.5 Servicios administrativos, financieros y de seguros 164 50 Servicios profesionales y tecnicos 49.2 15 7.2. Servicios de consultorias, asesorias y similares 32.8 10 7.3. Servicios de capacitacion y perfeccionamiento 49.2 15 7.4. Servicios de procesamientos de datos e informaticas 32.8 10 3.1.6 ADQUISICION DE ACTIVOS NO FINANCIEROS 32.8 10 3.1.7 Adquisicion de vehiculos, maquinarias y otros 49.2 15 3.1.8 Adquisicion de maquinarias, equipo y mobiliario 147.6 45 3.1.9 2.1. Para oficina 65.6 20 3.1.10 2.3. Adquisicion de equipos informaticos y de comunicaciones 32.8 10 3.1.11 2.9. Adquisicion de maquinaria y equipos diversa 49.2 15 3.1.99 ADQUISICION DE OTROS ACTIVOS FIJOS 65.6 20 CAPITULO II Adquisicion de otros activos fijos 65.6 20 2.3.0.02 1.2. Bienes culturales 32.8 10 2.3.3 1.3. Activos intangibles 49.2 15 2.3.0.01 1.3.1. Patentes y maras de fabricas 49.2 15 2.3.2 1.3.2. Sofwares 82 25 Tipo de DE cambio S/. 3.28 / $1.00 USD (Mayo 2019) S/. 2902.8 Página 8858 ANALISIS Y3.1.2 SINTESIS PROCESOS QUIMICOS

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2. CUERPO DEL INFORME INTRODUCCIÓN El látex emanado de la especie Hevea Brasiliensis, árbol originario de la cuenca del rio Amazonas (Brasil, Bolivia, Perú y Colombia), que fue empleado por los nativos americanos muchos años antes de la llegada de los europeos. El látex es una suspensión acuosa coloidal compuesta de algunas grasas, ceras y diversas resinas gomosas obtenidos a partir del citoplasma de las células laticíferas presentes en algunas plantas angiospermas hongos. Es frecuentemente blanco, aunque también puede presentar tonos naranjados, rojizos amarillentos dependiendo de la especie, y de apariencia lechosa. El látex es el material más elástico conocido, él es extraído de las plantas productoras (plátano) con el objetivo de obtener los coagulantes. El látex de ciertas plantas resulta toxico y venenoso, también la mayor parte del látex se extrae de la siringa (hevea brasiliensis). Podemos decir que el látex en general se compone de dos fases que se pueden nombrar medio de dispersión y fase dispersa. El medio de dispersión en el caso del látex natural es el agua y la fase dispersa esta compuesta principalmente de cis-1,4-poliisopreno (caucho natural). Este término es utilizado generalmente para definir el proceso en el que un látex es desestabilizado coloidalmente de tal manera que sucede una agregación o unión de las partículas de la fase dispersa, separándose del medio de dispersión. Para el análisis se considera la coagulación por agentes químicos, utilizando coagulante de contacto o directo. Los coagulantes de contacto son los siguientes: sustancias ácidas, electrolitos solubles en agua (especialmente de sales de dos o tres cationes), líquidos orgánicos hidrofóbicos, líquidos orgánicos hidrofílicos, surfactantes catiónicos y polímeros hidrofílicos, determinados tipos de látex que poseen propiedades curativas o cicatrizantes. (Acosta, 2008) Por lo tanto, en este contenido de estudio, el objetivo será el poder encontrar y analizar los diferentes trabajos realizados para identificar las principales obtenciones del látex.

Cuales fueron las fuentes consultadas???? citas en formato APA

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2.1. ANTECEDENTES AMBITO Local

Nacional

Internacional

PROCESOS TECNOLOGICOS PONCE Q. (2019) determinación de coagulante natural a partir del látex obteniéndolo del vastago de plátano.  DÁVILA C. (2018) evaluar la efectividad de especies naturales como ayudantes de coagulación.  CHILO J. (2017) mejores producción del látex, excelente resistencia a la abrasión (desgaste).  HUAROMA H. (2016) usos de coagulantes, procesos de coagulación, floculación y sedimentación. 







  

MENDOZA L. (2017) Se evaluó el efecto de un agente anticoagulante del látex en el árbol de caucho (Hevea brasiliensis). SARABIA A. (2014) En el presente trabajo se compararon métodos convencionales y no convencionales para determinar características, propiedades, ventajas y desventajas del caucho coagulado usando diferentes sustancias. LOZANO A. (2013) se centró en evaluar la variación de la concentración de ácido fórmico y ácido acético en la coagulación de látex de caucho. PALENCIA, G. (2006) Manejo sostenible del cultivo del plátano. GIDROL X. (1994) GIRALDO A. (2013) El presente trabajo consiste en la evaluación de tres agentes de coagulación, uno convencional y dos alternativos para la producción de láminas de caucho seco a partir del látex de Hevea brasiliensis.

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

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 

VENTAJAS Es de fácil obtención, se cuenta con equipos.

DESVENTAJAS 

Procesos económicos. Promover el cultivo de la shiringa (Hevea brasiliensis).



las concentraciones empleadas para los diferentes agentes coagulantes no afectan los resultados sobre las tres variables de respuesta. Produce láminas de buenas características físicas (elasticidad, plasticidad, textura, color). Rapidez en la coagulación del látex. Materia prima de fácil consecución.









el escaso conocimiento sobre la shiringa (Hevea brasiliensis). Se produce a pequeña escala donde los costos se elevan.

Requiere de la utilización adecuada de los elementos de protección personal por ser tóxicos y corrosivos Acaban con la flora y la fauna debido a la acumulación residual en el suelo y en el agua. Los productos utilizados son de alto costo.

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2.2. REQUERIMIENTO ASPECTO S

MATERIA PRIMA (VÁSTAGO DEL PLÁTANO)

LÁTEX

COAGULA NTE

TÉCNICOS

ECONÓMICOS

AMBIENTAL

En el presente proyecto se desea evaluar el uso de un material residual de la industria agrícola como lo es el “vástago de plátano”. En el cultivo de plátano, la planta representa aproximadamente el 70 % del total de los residuos sólidos generados, el tallo de la planta es lo que se conoce como vástago y fue el material empleado como adsorbente para la retención o remoción del mercurio presente en soluciones acuosas.

La materia prima a utilizar no tiene costo alguno por utilizar los residuos de los hogares de los amigos, familiares de los desarrolladores del proyecto.

El mal manejo de la materia prima genera olores, aparición de vectores, dañinos para la salud, además que afectan el medio ambiente.

Según Morales (2,008), el látex es “una suspensión coloidal acuosa, en la que el caucho se mantiene dispersado, en la fase acuosa continua estable” (Pág. 4). Este se obtiene mediante el sangrado del árbol Hevea Brasilensis y contiene aproximadamente un 30% de caucho seco (Velásquez, 2007)

Para la obtención del látex se aplicó un proceso Batch, para un mejor control del proceso, a escala pequeña, pero con un igual rendimiento. Para el proceso se requiere la cantidad de 5 equipos.

Manteniendo las condiciones adecuadas recipientes bien cerrados y a temperatura ambiente, no cabe esperar problemas ambientales, además de no genera residuos luego de su uso.

Para el coagulante de residuos de plátano (Vastago del plátano), los resultados de efectividad de remoción de turbidez se encontraron entre 93,1 y 99,5%. Todos

El valor final del producto se le ha dado de acuerdo a los gastos generados a la hora de la obtención del producto. El precio es de soles cada frasco de 100 ml.

Evitar exponer los envases al calor o fuentes térmicas, el derramado, su contacto con el suelo, el medio acuático, los desagües y las alcantarillas, expone al medio ambiente a causar daños y prejuicios.

SOCIA L Sin interés alguno por parte de las personas, ya que solo lo ven como desecho. Lo que se busca es darle un valor agregado a este residuo; ya que el vástago del plátano es una excelente fuente de calcio y proteína, ya que contiene las membranas testáceas.

El producto obtenido es utilizado en la producción de coagulantes como sustituto parcial

La exposición a grandes tiempos del coagulante epoxica, y sin los equipos de protección personal pueden producir dolores de cabeza, mareo, confusión, irritación de los ojos, y alteraciones del equilibrio.

NO PROPORCIONAN DATOS QUE SUSTENTE, tampoco las fuentes consultadas, Criterios????

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2.3.DEFINICIÓN CONCEPTUAL DEL PROCESO El proceso de elaboración de coagulante partir del látex obtenido del vastago del plátano, en el proceso de obtención del coagulante donde se realiza una operación unitaria que radica en cortar el vastago del plátano; seguidamente es una solución a la cual se le agrega agua 𝐻2 𝑂 para la obtención del coagulante 2.3.1. PRINCIPALES OPERACIONES UNITARIAS

NO ES UNA DESCRIPCION SERIA...??? 

Corte: Se realiza esta operación para poder obtener el látex.



Homogenizado: Se realiza esta operación para poder obtener un color firme y una viscosidad homogénea.

Dilución: Se realiza esta operación para poder obtener un coagulante de mejor calidad. 2.3.2.

FORTALEZAS Y DEBILIDADES (ANÁLISIS FODA) Tabla No

4. FODA PERSONAL

F (FORTALEZAS)

O (OPORTUNIDADES)

D (DEBILIDADES)

A (AMENAZAS)

Capacidad para buscar soluciones

Crecimiento en el desempeño laboral

Impuntualidad

Mala influencia

Desarrollo de habilidades

Nuevas oportunidades de trabajo

Desconfianza

Experiencia laboral

Buena relación

Oferta laboral

Impaciencia

Competencia laboral

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Tabla No 5. FODA del proyecto

F (FORTALEZAS)

O (OPORTUNIDADES)

D (DEBILIDADES)

A (AMENAZAS)

Reutilización

Aplicaciones

Límites permisibles

Impacto ambiental

Económico

Diseñar una planta de tratamiento

Costos

Tiempo

Aplicación en los equipos

Desarrollar habilidades

Capacitación

Calidad

Mercado internacional

Costos Impacto ambiental

EFLUENTES

TECNOLOGÍA Económica

VÁSTAGO DE PLÁTANO

Reutilización del vastago del platano

Aplicación a diferentes productos

Innovación tecnológica

Accesible

Reutilizable

Poca resistencia

Económico

Buen porcentaje de proteinas

Poco aprovechada

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Resultados

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Calidad

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CONFINAMIENTO DE DESECHOS Los residuos generados en cada uno de los procesos de la elaboración de coagulante son almacenados en tanques para su posterior desecho, en algunos casos para su utilización para otro fin. El proceso donde se produce mayor cantidad de desechos es en la etapa de recolección en donde se selecciona los mejores vástagos.

2.4. ANALISIS TECNICO DEL PROCESO Diagramas del proceso 

Diagrama de Flujo de Bloques (BFD)



Diagrama de Flujo de Procesos (PFD)



Balance de Materia



Balance de Energía

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CORRIENTES DEL PROCESO

Componentes

Unidad de medida

Materia prima

gr

Látex

ml

Residuos

gr

Agua

ml

Impurezas

gr

Ácido cítrico

ml

Coagulación

gr

Solución

ml

Producto

gr

TOTAL

(1)

(2)

10000

10000

(3)

(4)

(5)

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1000

1000

1000

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9000 1000 10

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500

2010 300

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9000

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10

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2010

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300

FUENTE DE DATOS PARA CALCULOS PRESENTADOS????? ANALISIS Y SINTESIS DE PROCESOS QUIMICOS

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PARÁMETROS OPERACIONALES

CORRIENTES DEL PROCESO UNIDADES FISICAS

Q

Kg/h

W

Hp

P

atm

T

°C UNIDADES FISICAS

Q

Kg/h

W

Hp

P

atm

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°C

(1)

(2)

(5)

(6)

5000

5000

525

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3000

2000

3000

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5000

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18

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