BALANCE DE MATERIA

Balance de materia de un proceso industrial es una contabilidad exacta de todos los materiales que entran, salen, se acumulan o se agotan en un intervalo de operaciòn dado.
1. TIPOS DE BALANCE
  1. Acumulación = Entrada - Salida + Generación - Consumo
  2. • Acumulación = Entrada - Salida
  3. Entrada = Salida
  4. Acumulación = Generación - Consumo
2. LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA Enunciadapor Antoinne Lavoisssier. "La suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos”. La materia no se crea ni se destruye, sólo puede ser transformada.
3. BALANCE DE MATERIA EN LOS PROCESOS UNITARIOS
  1. Los balances de masa en los procesos unitarios dependen de la estequiometría de la reacción. El balance se puede representar de la siguiente manera:
    1. Entradas = Salidas
      1. Las entradas representan todas las materias primas que entran al reactor,
      2. En las salida se encuentran: Reactivos = producto real + residuos (excesos e impurezas) + acumulados
      3. Clasificación de los procesos unitarios
        Se pueden clasificar de forma genérica en los siguientes tipos:
        CONCEPTO
        REACCIÓN
        APLICACIÓN INDUSTRIAL
        PROCESO
        Combustión
        Proceso unitario entre una sustancia reductora llamada combustible y una sustancia oxidante llamada comburente
        combustible + comburente → (CO2, NO2, SO2) + H2O + Q
        Fabricación de neumáticos Fabricación de tintas Motores de combustión interna Combustión de gas doméstico
        Calcinación
        Oxidación
        Intercambio iónico.
        Neutralización
        Hidrólisis
        Electrólisis.
        Esterificación
        Saponificación
        Fermentación
        Hidrogenación
        Involucra una reacción química que consiste en la saturación de los compuestos orgánicos insaturados por reacción con el hidrógeno en presencia de un catalizador
        HC no saturado + H2 catalizador /D→ HC saturado
        Producción de biotanol, la hidrólisis enzimática para producir jarabes de glucosa para la elaboración de bebidas refrescante, conservas de frutas y repostería, salmuera, almíbares
        Es el proceso unitario en el cual se lleva a cabo una reacción química, que consiste en la descomposición de azúcares o glúcidos de los alimentos y por medio de enzimas o microorganismos . Puede ser alcohólica o acética o láctica. (Aeróbica o anaeróbica)
        glucosa levaduras→ alcohol + CO2 C6H12O6 levaduras→ 2C2H5OH + 2CO2 alcohol + O2 bacterias→ ácido acético + H2O *R - OH + O2bacterias→ R −COOH + H2O
        Aplicaciones en la producción de vinos, cervezas, antibióticos, yogur, vitaminas, farmacéuticos, vinagre
        Es el proceso unitario donde ocurre una reacción química entre un éster o un ácido graso, y un álcali o base fuerte para formar una sal del ácido graso y un alcohol.
        ácido graso + álcali D ←→ sal de ácido graso + alcohol ácido graso + álcali D ←→ sal orgánica + glicerol
        Producción de jabones y glicerina, detergentes y jabón de afeitar
        Es el proceso unitario en donde ocurre la reacción entre un ácido débil con un alcohol, en presencia de calor y un catalizador, a través del cual se forman un éster y agua.
        ácido débil + alcohol catalizador / D → éster + H2O
        Producción de ésteres, analgésicos, aspirina y producción de jabón
        Es el proceso unitario que involucra una reacción química donde se descompone un compuesto en sus iones, por el paso de una corriente eléctrica.
        AB(ac) corriente eléctrica→ A− + B+
        Descomposición de aguas o sales, obtención de metales puros, tratamiento de superficies metálicas (galvanoplastia, cromado),acumuladores
        Una sal formada a partir de un ácido débil o una base débil, en presencia de un medio acuoso, forma un ácido y una base.
        1. sal (de ácido débil) + H2O ←→ ácido débil + base fuerte 2. sal (de base débil) + H2O ←→ base débil + ácido fuerte
        Aplicación en las grasas comestibles y sintéticas, margarina, gasolina sintética
        Este proceso unitario involucra una reacción de neutralización, es decir, una reacción entre un ácido y una base.
        ácido + base → sal + agua
        Industria papelera (retirar el ácido acético), industria del jabón
        Es una reacción química reversible, la cual tiene lugar cuando un ion de una disolución se intercambia por otro ion de igual signo que se encuentra unido a una partícula sólida inmóvil.
        1. base fuerte + ácido fuerte ←→ sal + H2O 2. base fuerte + ácido débil ←→ sal + H2O 3. base débil + ácido fuerte ←→ sal + H2O 4. sal + base fuerte ←→ base débil + sal
        Generación de soluciones electrolíticas, suavizar aguas duras, producir aguas desmineralizadas, separación, purificación o concentración de licores, vitaminas, y algunos fármacos
        Se refiere a la reacción química en la que los metales ganan oxígeno y forman óxidos.
        metal + O2 → óxido del metal
        Tratamiento de aguas residuales
        Es una reacción química en la que, por calentamiento en ausencia de oxígeno, los carbonatos se descomponen en óxidos metálicos y monóxido o dióxido de carbono.
        Fe(OH)2 alto horno / D→ FeO + H2O
        Industria cementera (formación de la cal viva) e industria alimentaria
  2. Los procesos unitarios son tratamientos en los cuales las transformaciones se producen mediante reacciones químicas genéricas, lo que significa que existe una ecuación química que representa el proceso.
    1. Las reacciones químicas se conforman por reactivos y productos

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