Actividad II Ingeniera Bioquimica PDF

Preview

Summary

ACTIVITAT IIENGINYERIA BIOQUÍMICACurs: 2n Biotecnologia 2020Pau Homs AguadéNúria Mimbrero PelegríNil Novau FerréOt Pentinat LlurbaDiego Piqueras LosillaEsther Roca FàbregasDavid Sánchez Méndeza) Analitza els graus de llibertat de tot el sistema.Suposem el divisor de la corrent 5 com una nova unitatb...

Description

ACTIVITAT II ENGINYERIA BIOQUÍMICA Curs: 2n Biotecnologia 2020

Pau Homs Aguadé Núria Mimbrero Pelegrí Nil Novau Ferré Ot Pentinat Llurba Diego Piqueras Losilla Esther Roca Fàbregas David Sánchez Méndez

a) Analitza els graus de llibertat de tot el sistema. Suposem el divisor de la corrent 5 com una nova unitat U1

U2

U3

U4

U5

Global

Cabals Variable independent Variable específica

1 2 3 6 4+3+3+3=13 -4-1-0-2=-7

2 4 5 3+2+3=8 -1-1-2=-4

3 8 9 3+3+2=8 -0-1-1=-2

9 10 11 2+2+1=5 -1-1-0=-2

5 6 7 3+3+3=9 -2-2-2=-6

1 4 7 8 10 11 4+2+3+3+2+1=15 -4-1-2-1-1-0=-9

Balanços de matèria Relaciones TOTAL

-4 0 2

-3 0 1

-3 0 3

-2 0 1

0 -2 1

-4 0 2

b) Construeix la taula de dades que disposes en l'enunciat i diagrama pel cabal molar i la composició molar de cada component per a tots els corrents. 𝝌C1 n1 𝝌C2 n2 𝝌C3 n3 𝝌C4 n4 nT

1 0,2 200 0,25 250 0,4 400 0,15 150 1000

2

0,03 -

3 -

4 0,995

5 0,01

6 0,01

7 0,01

0,005

0,89

0,89

0,89

-

0,1

0,1

0,1

-

-

-

8 -

9 0,7

10

0,98

0,3

0,02

11 1

c) Proposa quin procés seguiries per a calcular els cabals molars de tots els corrents (no cal que calculis els cabals molars). Tenint en compte que al fer la taula dels graus de llibertat no ens ha sortit cap que sigui 0, hem hagut de fer el problema suposant una altra base de càlcul. Com que la unitat 5 només té 1 grau de llibertat, és un bon lloc on suposar una base de càlcul. El procediment que seguiríem per resoldre el problema és el següent: 1. Suposar com a base de càlcul el cabal 5 amb un valor de 100 mol/h. 2. A partir del balanç de C3 a la unitat II i tenint en compte que tot C3 entra per 2 i surt per 5, obtenim el cabal de N2 ja que coneixem XC3,2 (fracció molar del compost 3 en el corrent 2). N2= 333,33 mol/h 3. Es fa el balanç total de matèria de la unitat II per obtenir N4. N4= 233,33 mol/h 4. Per obtenir la fracció molar de C2 en el corrent 2 fem un balanç de C2 en la unitat 2 ja que coneixem XC2,4, N4, XC2,5 i N5. XC2,2= 0,27 5. Es calcula la XC1,2 a partir de les fraccions dels altres components en 2. XC1,2= 0,7

6. Es realitza el balanç del compost 1 en la unitat 1 per a trobar el cabal 1ja que tot el compost 1 de la unitat I surt pel corrent 2,i coneixem el cabal(N6= 0.5*N5) y la XC1,6 N1= 1165 mol/h 7. Es fa el balanç total de matèria de la unitat I per a calcular el cabal del corrent 3. N3= 880,67 mol/h 8. A continuació, es calcula la fracció molar del compost 4 en el corrent 3 ja que es sap que el compost 4 que entra a la unitat I surt pel corrent 3. XC4,3= 0,2 9. Es realitza el balanç total del compost 3 en la unitat I per obtenint la fracció molar de C3 en el corrent 3 ja que sabem XC3,1, N1,XC3,6,N6 ,XC3,2, N2 i N3. XC3,3= 0,52 10. Es calcula la fracció molar del compost 2 en el corrent 3 ja que sabem els fraccions molars dels altres compostos. XC2,3=0,28 11. Es planteja un sistema d'equacions per tal de trobar els cabals dels corrents 8 i 9: 11.1. Es fa el balanç del compost 4 en la unitat III: XC4,3 · N3 = XC4,8 · N8 + XC4,9 · N9 Ja que ho coneixem tot menys N8 i N9, aïllem N8 en funció de N9. 11.2.

L'altra equació s'extreu al fer el balanç de matèria total de la unitat III: N3 = N8 + N9 Al resoldre el sistema d'equacions s'obté que N9= 580,14 i N8=300.53 mol/h

12. Es fa el balanç del compost 2 en la unitat 3 per obtenir la fracció molar del compost 2 en el corrent 8 ja que tot el compost 2 que entra a la unitat III surt per 8. XC2,8=0,816 13. Es calcula la fracció molar del compost 3 en el corrent 8 ja que sabem les altres fraccions molars del altres compostos. XC3,8= 0,182 14. Es realitza el balanç del compost 3 en la unitat IV per obtenir el cabal del corrent 10 ja que tot el compost 3 que entra a la unitat IV se'n va pel corrent 10 N10=413,827 mol/h 15. Es calcula el cabal de 11 fent el balanç total de la unitat IV. N11= 166,313 mol/h 16. Els cabals trobats estan en funció de la nostra base de càlcul, així que per trobar els cabals molars els hauríem de canviar segons la base de càlcul de l'exercici (N1=1000 mol/h). Per trobar-los, haurem de multiplicar-los per la següent relació: 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑐à𝑙𝑐𝑢𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚𝑎 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑′𝑒𝑠𝑐𝑎𝑙𝑎 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑟𝑜𝑏𝑎𝑡 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑛𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑐à𝑙𝑐𝑢𝑙 Els valors de les fraccions molars són els mateixos. PD: nosaltres hem entès que era això el que ens demanaves en aquest apartat, però si vols t'afegim els balanços i càlculs que hem realitzat....