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Balance de MateriaEl balance de materia se basa en la Ley de la Conservacin de la Masa; puede estar escrita como: Entrada - Salida = Acumulacin1111BALANCE DE MATERIA02/09/20141El balance de materia nos sirve para evaluar el rendimiento de materia de todo el proceso y por operacin, as como determinar costos. Tambin es necesario para el diseo de maquinas y equipos, as como la distribucin en la planta.02/09/20142202/09/2014BALANCE DE MATERIA02/09/20143El sistema, es la regin o volumen imaginario donde se realiza el balance de materia, que separa a los alrededores por los lmites de frontera.Figura 1: Diagrama de un proceso para un balance de materia. 02/09/20144CONTINUO: Las entradas y salidas fluyen continuamente durante toda la duracin del proceso;

DISCONTINUO O EN BACH: Se carga la alimentacin a un sistema al inicio del proceso, eliminndose los productos de una sola vez algn tiempo despus, la masa no atraviesa los lmites del sistema entre el momento de alimentacin y el momento de vaciado del producto.

Semi-intermitente: Las entradas son casi instantneas, mientras que las salidas contnuas.IDENTIFICACION DEL PROCESOEl proceso puede ser:

Rgimen permanente estacionario estado estable.

Rgimen transitorio trasiente estado inestable no estacionario.

02/09/20145Para desarrollar un problema en balance de materia, se debe tener en cuenta:

- Diagrama.- Limites de frontera.- Asignar variables datos desconocidos. - Escribir las ecuaciones de balances parciales y totales de materiales. - Resolver las ecuaciones.- Analizar si los datos son reales o no.

02/09/20146BALANCES EN PROCESOS EN REGIMEN TRANSITORIO

Un sistema se encuentra en rgimen transitorio (o rgimen no permanente) si el valor de cualquier variable se modifica con el tiempo. Los sistemas de procesos intermitentes o semi-intermitentes son, por sus propias caractersticas, transitorios; los sistemas continuos siempre resultan transitorios cuando se les pone en marcha o cuando se les detiene.En este sistema existe un trmino de acumulacin distinto a cero en la ecuacin del balance02/09/2014702/09/20148El trmino de acumulacin suele ser generalmente una derivada , de manera que las tcnicas requeridas para la resolucin de balances en rgimen transitorio son ms complejas.Acumulacin = entrada + generacin - salida - consumoI. BALANCES DIFERENCIALES: Se aplican en un instante del tiempo.

II. BALANCES INTEGRALES : Se toma en cuenta un perodo de tiempo finito.02/09/20149o(L/s)o(g/L)CAo(moles/L)V(L) CA (L/s)(g/L)CA(moles/L)CONDICIONES: Volumen del recipiente perfectamente mezclado. La densidad y la concentracin de A en la corriente del producto es igual a la densidad y concentracin de A en el tanque. El ritmo de consuno de A equivale a kCA (moles/s. litro de volumen de reaccin)I. BALANCES DIFERENCIALES: SOLUCIN:

02/09/201410 Balance de masa total: Acumulacin = entrada - salida Masa en el reactor : m(g) = V(L). (g/L) La acumulacin es:

La entrada es:

La salida es :

La acumulacin es: BALANCE SOBRE A:

02/09/201411Moles de A en el reactor = V(L) * CA (moles/L)Acumulacin =

Entrada =

Salida =

Consumo =

Finalmente: La forma de resolver esta ecuacin en funcin de la concentracin de salida CA(t) depende de la forma en que las cantidades o, y CAO varen con el tiempo.

ACUMULACIN = ENTRADA - SALIDA - CONSUMO

02/09/201412II. BALANCES INTEGRALES: Reconsiderando la forma del balance diferencial:

La ecuacin puede formularse como:

Al integrarse a partir de un tiempo inicial to a un tiempo posterior tf , se obtendr: