Balances simples de materia

En esta sección se estudiarán balances simples de materia (en peso o en masa) en diversos procesos en estado estable sin que se verifique una reacción química. Podemos usar unidades kg, lbm, mol, lb, g, kg mol, etc., para estos balances.

Conviene recordar la necesidad de ser congruentes y no mezclar varios tipos de unidades en los balances. Cuando intervienen reacciones químicas en los balances, deben usarse unidades de kg mol, pues las ecuaciones químicas relacionan moles reaccionantes.

Para resolver un problema de balance de materia es aconsejable proceder mediante una serie de estapas definidas, tal como se explican a continuación:

1. Trácese un diagrama simple del proceso. Este puede ser un diagrama de bloques que muestre simplemente la corriente de entrada con una flecha apuntando hacia dentro y la corriente de salida con una flecha apuntando hacia fuera. Inclúyanse en cada flecha composiciones, cantidades, temperaturas y otros detalles de la corriente. Todos los datos pertinentes deben quedar incluidos en este diagrama.

2. Escríbanse las ecuaciones químicas involucradas (si las hay).

3. Selecciónese una base para el cálculo. En la mayoría de los casos, el problema concierne a la cantidad específica de una de las corrientes del proceso, que es la que se selecciona como base.

4. Procédase al balance de materia. Las flechas hacia dentro del proceso significarán entradas y las que van hacia fuera, salidas. El balance puede ser un balance total de material. como en la ecuación 1.2, o un balance de cada componente presente (cuando no se verifican reacciones químicas).

Los procesos típicos en los que no hay una reacción química son, entre otros, secado. evaporación, dilución de soluciones, destilación, extracción, y pueden manejarse por medio de
balances de materia con incógnitas y resolviendo posteriormente las ecuaciones para despejar dichas incógnitas.

Fuente: Apuntes de procesos químicos de la UNIDEG

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