8/20/2019 Problemario Solido Fluido 070316

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PROBLEMARIO BIOSEPARACIONES SOLIDO-FLUIDO PARCIAL I

Fecha de entrega:  lunes 7 de marzo del 2016, en horario de examen

Grupos: 6BV1 y 7FV1

Formato: Libreta de problemas individual, se seleccionará al azar el cuaderno de uno de los integrantes de cada equipo

y la calificación obtenida será aplicada a todo el equipo.

Porcentaje sobre calificación del parcial: 20%

Aspectos a evaluar:

Criterio Descripción % calificación

OrdenLos problemas resueltos deberán incluir el enunciado, formulas usadas,

consideraciones realizadas para la solución de problemas y gráficas.10

LimpiezaSe evaluará que los trabajos no presenten borrones, tachones y errores

ortográficos.10

Procedimiento

Se debe mostrar que se realiza un procedimiento claro y detallado para lasolución del problema planteado, se debe incluir todas las

consideraciones realizadas, así como el análisis y manejo de unidades

correspondiente. Se identificará claramente la respuesta solicitada.

50

Resultado Se comparará el resultado obtenido por el alumno contra el esperado. 30

Instrucciones: Lea cuidadosamente cada uno de los enunciados y conteste lo que se le pide, los problemas deberán

entregarse con el procedimiento completo, debidamente ordenado e incluyendo gráficas y análisis dimensional

correspondientes.

1.- En la extracción de aceite de maíz a partir de harina con disolvente orgánico, se emplea un extractor de una sola etapa.

250 Kg de harina de maíz, constituida por 15% de aceite en peso, se tratan con 300 Kg de disolvente. En la extracción se

retienen 0.5 Kg de disolución/kg de sólido inerte. Calcule:

(a) Las composiciones de la corriente de extracto y refinado.

(b) Las cantidades de extracto y refinado

(c) El porcentaje de aceite extraído.

2.- Se pretenden procesar 300 kg/h de harina de pescado con hexano reprocesado, cuyo contenido máximo permitido de

soluto es de 3%, en un sistema de extracción simple. La harina contiene 20% en peso de aceite y en forma experimental

se ha determinado que por cada kilogramo de harina libre de aceite se retienen 0.60 kg de solvente. En base a lo anterior

calcule (a) La cantidad mínima de disolvente a emplear. (b) La cantidad de solvente necesaria para que la corriente de

refinado contenga un máximo de 10% en peso de aceite.

3.-En la extracción de azúcar de remolacha, se emplea un sistema de extracción en tres etapas operado en corriente directa.

Si se tratan 1000 kg/h de remolacha cuya composición es 20% de sacarosa, 40% de agua y 40% de inertes y

experimentalmente se comprueba que cada kilogramo de inerte retiene 1.0 kg de disolución. Calcule el porcentaje de

extracción de azúcar extraída si en cada etapa utilizamos 1500 kg /h de agua

4.- Se tratan 1500 kg/h de hígado de bacalao usando éter etílico puro como disolvente. La extracción se hará en dos etapas

operadas en paralelo, utilizando 2000 kg/h de solvente por etapa. El hígado contiene 0.45 kg de aceite por kg de hígado

agotado. La curva de retención del material sólido se ha determinado a nivel experimental, está en función de la

composición de la disolución bajo la siguiente función.

r=0.5+62

 En base a lo anterior calcule: (a) La composición de las corriente de refinado y extracto final, (b) El porcentaje de

extracción obtenido y (d) El número de etapas reales necesarias si la eficiencia del sistema es del 80%.

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5.- La harina seca de algarroba contiene 0.6 kg de azúcar por cada kg de inerte. Para extraer el azúcar se utiliza un proceso

en múltiples etapas que opera a contracorriente, utilizando agua como disolvente. Si se sabe que la disolución retenida

 por los sólidos es constante e igual a 1.25 kg de disolución /kg de inerte, y que el refinado obtenido en la última etapa

retiene un máximo del 8 % del azúcar origina. Calcule (a) La cantidad de solvente necesario para efectuar la extracción,

(b) El número de tapas necesarias para llevar a cabo la extracción si el extracto final contiene un 60% en peso de azúcar.

6.- En un sistema de extractores operados a contracorriente entra como alimentación un material que contiene 20% en peso de soluto, 10% en peso de agua y el resto material inerte. Se ha de recuperar el 80% del soluto empleando agua

como agente extractor, si la concentración del extracto separado debe contener un mínimo de 30% en peso del soluto.

Calcule (a) El número de etapas teóricas necesarias, si el sólido retiene solvente en forma constante en proporción de

0.65 kg de solvente/kg de material inerte, (b) El numero de etapas reales necesarias si la eficiencia del equipo se estima

en 85%.

7.- Un sólido seco que contiene 0.30 kg de soluto/kg de inerte se somete a extracción en múltiples etapas, operado en

contracorriente empleando como agente extractor una disolución acuosa que contiene 1% en peso del soluto. El disolvente

retenido por el sólido inerte es constante en todas las etapas e igual a 1.1 kg de agua/kg de inerte. El refinado que abandona

el sistema (constituido por el sólido inerte y la disolución retenida) contiene 0.15 kg de soluto/3 kg de inerte. Calcule (a)

El número de etapas teóricas necesarias, si la concentración de la disolución que sale como extracto es de 50% en pesode soluto, (b) La relación mínima necesaria disolvente/alimentación para llevar a cabo la extracción.

8.- Una tonelada por hora de Canola, cuya composición es de 20% en peso de aceite y el resto material inerte, se trata en

un sistema de extracción múltiple operado en contracorriente, en el proceso se emplea hexano reprocesado que contiene

un máximo de 3% de aceite como disolvente. Experimentalmente se ha determinado que la cantidad de solución retenida

 por los sólidos depende de la concentración de la solución de acuerdo a los datos concentrados en la siguiente tabla:

Kg aceite/kg de solución Kg de solución/kg inerte Kg aceite/kg de solución Kg de solución/kg inerte

0.1 0.9 0.7 1.70

0.3 1.1 0.8 1.75

0.5 1.4 0.9 1.80

0.6 1.6 1.0 1.82

Si se requiere que al menos el 90% del aceite sea extraído calcule, (a) La composición de la corriente residual, (b) La

composición de la corriente de extracto, (c) Los caudales de extracto y refinado y (d) El número de etapas reales si la

eficiencia de cada etapa es del 80%.