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OPERACIONES UNITARIAS HH SERIE DE EJERCICIOS CRISTALIZACIÓN PROBLEMA 1. Un cristalizador continuo adiabático, al vacio, es alimentado con 100000 lb/h de una solución de MgSO, al 35% en peso. Se mantiene una presión de 0.2 psia con un oyector boostor. La solución tiene un aumento ebulloscópico de 10%. Calcular: a) Cantidad cristalizada. bj Cantidad evaporada. a) Cantidad recirculada. 4) Composición de €. e) Entalpia de F, Represente la evolución en un diagrama H vs X Trabajar con 20% de sobresaturación (sin; nucleación) PROBLEMA 2 500 Ibíh de una solución de MgSO, al 30% en peso que viene de un proceso anterior a 150"F se introducen en un cristalizador Swenson-Walkcr enfriándala 10%F por debajo de la temperatura de saturación (velocidad de nucleación desestimable). El enfriamiento se lleva a cabo con agua que entra a 50"F y sale a 80%F. Se quieren obtener cistalos de malla 10. Para ello se procede a sembrar con cristales de la siguiente distribución de tamaños. Malla 8 9 10 12 14 16 20 24 28 32 35 42 % diferencial 3 4 El 10 13 13 13 10 8 6 5 2 La velocidad de crecimiento del cristal es de 0.0018 fúh. LA densidad dela solución es de 82.5 ib/ft” Calcular: Cantidad de agua necesaria para enfriamiento. Cantidad de cristales obtenidos Aumento del diámetro de los cristalos Cantidad de cristales a sembrar Distribución diferencial de los cristales obtenidos Tiempo de retención Volumen de líquido en el cristalizador. EROBLEMA 3 Una solución caliente de 1000 kg de MgSO, y H20 al 30% en peso es enfriada a 289K formándose cristales de MgSO4.7H30. La solubilidad a esa temperatura os do 24.8% en poso del MgSO, anhidro ert la solución. Se evapora el 5% del H¿0. Desarrolla los balances correspondientes y calcule: aj Caudal másico, composición y temperatura de: agua evaporada, cristales, aguas madres y magma. b) Esquematice la evolución en un diagrama T vs x Crustaldización: %1 a) Centided Cristo lizado : (cevdal másico de cristales) BH: Fa = Ct Y V O del Pro deo LT ESER SATA co Foxe . 10%16.%38 Sanz te %, . AER 4) Contidod evaporada : (cevdal masico de vefer) BMH.7: Fs Vac porron Vz F-C = 100.009 - 21.760 ES 300 le. e) Camtdad recreo lada. (mM) co. 4 Az “MC EL 21700. z6 0 [272.460 16: Mt A Zem . h Otro proce A to: W = Mec l moco -%) W.z Mx, +02 | (% - 2) Z, :03 ES 0449-02 Ze = 0488 ' M= 7180 (e, 0) og sq le; (03 - 925) mA Zo > e25 | MNAE AR Co= 2109 16: y | d) dal prefoco AA | e) Erfelpiz de la 24 mento cia, ne BAHT), FzVtc 10, = 242% 1/97 53 gros BE: FHR=vM+cA o) F rs E ARS mor de tabla: A = 1085 ad del $ co H = 155 as d, 1] am 57 = Ad, = 20267 im siembra e Y Ya | de EA Am ¡AWs 4 We 2 [008374- 3 71207 Ta a ri e O A _ 01054 g $044 E 5AO Dl to DObK > q 00924 4e6 e 0320 oa 30 ss o. | “90822 ; 2001 | 068 040 o TENES 200736 | 10 ares | dass | 20s 16 NE 90661 | 10 Se. 3 od me 20 90331 AR y 0058? 2 00 ae, 4. 7 24 |9028 NN N gos Aid cd ? o 28 80 234: | EN dos Ml ss 1.3%. . 32 20 ¿ote A i —3s 0045 NS 10464 y 2084 | qa leost| 2 Sbdós O DGA i : Za 100 Y pot 6 2410 os . ¿ue | rl Ah: 2087 el Malla ds [ws oy > +A E : l sind as VA des Padocto tmp ler 52) mn | % Ñ os A | 3 emprl e |9108 2075 a TN do 906 | ; AO ; O IA | 12 e 00sss Y y 16 / ; 0498 | 0225 | Less lo A : 0.0 tas 17S4 1 382 : ii osas | , A 0325 12,924 1) : a apa Cl dog i 10 90? % A | | 0 Pa q o 2,222 | 0252 | 5,59 0 32 Lo 15 : É 0004 ! 453 02 A 333 ÉL SES 35 00145 sg 00 A ICA IS DN J 42 180134 a A DA a A | h . 2 leoo3s| 12 lus | 80 (489 | 104 ¡ loto Ñ 1 «ly Gl 00 : | <) Tamaño predominemte en sembra : Malla l6: 29.033" Tamano Tegverido : Malla 10 » - 00657" 4), > Y-h 2 Q0267?" ley del 41: AM dd Y DE (0¿+48,)* 3 4m, = 4 ds 3 (Dd, +4%) 02) fare ceda mesa ontana ** de siembra 5%, Ln = dí “dan j hs / EAN 2 Ma E [tefal) 18 L ES := Z4ÁMe = Siembro Ctota/) 7) 4 7) 4), - 2 os 9 y DON x 12.10 do , 1 ”n 9) V= E 4e> NS y 42? 23/45 => 24 20% y Problema N%1: 0) Ubicación del magma en el disgrama enta/pico con detos : %,:030 T= 60% 6) Determinación de los frecciones másicas de los cristales y de la seloción seferada. o c) Defermnación de la masa o covda] maásico de vapor Y - 005. 07 lb aqua. - 0035 16 24v2 F y dhalim. lb ¿himen . BMT: Es-ViC+M M: F-V-C BMC.: F.Xp > VA Hz + MA Elo = Vx +C.2.4 Ey VA Cr, E(%7-%,,) = C(X- Za )-V.Za, C 2 El%g-Am) + V.tm Te "An a (Xp - 7 Vv Xoa z +— E (%e-Am) E (Ac) ermmrcecaÉ 74 : Co 28-025 4 ose lega (220 qa ent or o | E — 0488-025 lo alim NX 048-0725, bal,“ Kg alii A en et Problema N*2 a) Determinación de las entelpi2s de la ¿4menTación y 3ques madres 2 partir del gráfico: = - . 2- Tu Af = 0325 T = 120*f Hp: 33 EL Ty = 70*F An :=-8 gru ¿ 13 Y Y ) Determinación de la fracción maásica de My Se, en /es cris Ya les y 2ques madres. del grafico %,. = 0168 y = 026 c) Calor removido por masa de 3lmenfación : O, = FlHe- Y, O (-3380 ¿+78 810). yo PIO _ 7 (As ln) 2. Lo IS an 2) Relacion entre ¿limenTación y Prodweción ” EMT: F=cim+v M=FcC E L— —. BHE: Fx =C.4.+M, Py F-Xp = CL 4 FR ng Ay E (2%) (9488-92) 35 lb ali. E (%r -%m) (Q325-226)* "hb ecrista) ya e) Calor removido per masa de cris ha des ÓN Q 45 BIV_ 35 Ibal 220 12.1% 30. lO? BTU_ E” boli. lo crsf. Kg Tn o: Ty erik La TRATE corr Tau [hx] Dp* [mm] 0,058 Tau [h] 1,5 Dp* [mm/h] 0,058 Tau há Dp* Imm/h] 0,056 Tau ha] Dp* [mmíh] 0,056 Malta Malla Malla Malla 20 35 65 100 15,02 10,63 7,50 5,30 3,75 2,06 10,01 7,08 5,00 3,54 2,50 4,77 3,00 2,13 1,50 1,06 0,75 0,53 Fin 1,00 1,00 1,00 1,00 0,98 0,93 Fin 1,00 1,00 0,99 097 0,92 0,83 Fin 095 078 0.85 0,53 0,41 FiL 1,00 1,00 1,00 0,97 0,89 0,74 FIL 1.00 0,99 0,96 0,87 0,71 0,53 FiL 0,96 0,87 0,71 0,53 9,36 9,22 FL 0,80 FIA 1,00 1,00 0,98 0,90 0,72 0,50 FIA 1,00 0,87 0,88 0,69 0,26 FIA 0,88 0,69 0,46 0,26 0,13 0,08 FIA 0,02 Film 1,00 0,99 0,94 0,78 0,52 0,28 Fim 0,99 0,92 0,73 Fim 0,74 0,47 0,24 0/10 0,04 0.01 Fim (-Fim)% 0,00 0,01 0,06 0,22 0,48 0,72 (1 -Fim)% 001 0,08 0,27 9,53 0,76 0,90 (1 -Fim) % 0,26 0,53 0,76 0,20 0,96 0,29 (1 -Flm) % 0,65 0,83 0,93 0,98 0,99 1,00 Delta x 4,39 3,13 2,20 1,55 1,09 2,66 Deita x 2,93 2,08 1,46 1,04 0,73 1,77 Delta x 1,46 1,04 0,73 0,52 0,36 0,89 Delta x 0,88 0,63 0,44 0,31 0,22 0,53 17,21 11,48 8,13 5,73 4,05 2,86 2,66 5,74 4,06 2,87 2,03 1,43 1,33 3,44 2,44 1,72 1,22 0,86 0,80 Densidad 0,001 0,017 0,075 0,167 0,219 0,104 sumatoria Densidad 0,023 0,080 0,180 0,221 0,190 0,059 sumatoria Densidad sumatoña Densidad 0,213 0,1161 0,097 0,050 0,023 0,004 sumatoria Deita Fim 001 0,05 0,17 0,28 0,24 0,28 1,00 Delta Fi m 0,07 0,19 0.26 0,23 0,14 0,10 0,99 Delta Fim 0,26 0,23 0,14 0,07 0,03 0,01 0,74 Delta Fi m 0,19 0,10 0,04 0,02 0,01 0,00 0,35 Distribución diferencial de masas H | 0,250 w E 0,200 - É 4 0,180 3 3 0,100 — 2 $ 0,080 30 0,000 z 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 Tamaño o tiempo adimensional —Seriet —Serie2 ——Seried —Serie4 | Distribución acumulativa de masa 1,20 o 100 E 3_ 080 = 27 5 £ 00 — g£ $ 040 a. E E 02 ral 0,00 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 Tamaño o tiempo adimensional [—_Sortot_-— Serie2 ——Seried Series ] Distribución de masas y tamaños 3 0,30 2 025 £ 5020 E 53015 £g£E E 010 E 005 E “000 0,000 0,200 0,400 0600 0,00 1,000 Dp [mm] diámetro del cristal —— Serie Serie2 ——Serie3 ——Senrled | equivalentes de Tyler (ASTM—E-11-61) Diámetro nominal Designación del tamiz Aberrara de la malla | delalambre | Designación SO | equivalente in(equív. inteqat | Estándar | Alemativa | ro | aprors) | rom. | aprox) 1076 mm. [4,24 in 107.6 424 [6.4 02520 1016 mm. [4 imp [1016 400 [6.30 2480 905 mm. [3% in 90.5 350 |6.08 2394 761 mm. [3 im 761 3.00 [5.80 2233 640 mm. [2% m 64.0 250 [5.50 .2165 53 mm [212 a 538 212 15.15 2028 508 mm. |2 int 50.8 200 |5.05 -1988 453 mm [Uni 453 175 14.85 1909 381 mm. [Unia 38.1 150 [4.59 -1807 320 mm. [Pain 32.0 125 [423 .1665 269 mm. |1.06 m 259 106 (3.90 1535] 1.050 in. 254 mm. | 1 it 25.4 100 [3.80 -1496 26 mo.*| ia Ds 0.875 |3.50 .1378| 0,883 in. 199 mm. | lin 19.0 150 [3.30 -1299 142 in 160 mm.*¡ 4 im 160 .625 [3.00 3181 624 in, 135 mm. [0.530 60. 135 5% ¡275 .1083 S2S in 127 ma | hn int n7 500 [267 «1051 M2 mmt] hs in m2 433 |245 .0965 441 in, 9Simm. | lem 95 a [20 0394 371 in. B00mm tl Ya in 8.00 3n [207 0815] 2/3 malta 673mm. [0.265 o. 6.73 265 ¡1.87 0736] 3 malla 635mm. | l/s int 635 250 |1.82 0n7 Stómm.* [No I% 5.66 223 [1.08 0661] 373 malla 476mm. [No 4 476 t87 |1.ss 0606] 4 mula 400mm. [Na $ 4.00 157 11.37 0SI9| 5 mala JJémm. [Na 6 35 132 [123 0384 | 6 malia 283mm.*|No. 7 18 Mt JLo 0430 7 mil 233mm. ÍNo. 8 23 0937) 1.00 0394| 8 malla, 200mm.*| No, 10 2.00 0787] 0.900 03541 29 malta 168mm. [Na 12 1.68 0661 | 810 0319/10, mah 1.41 mu." [No 14 Lal .ns 02851 12 malla 1.19mm, [No 16 1.19 650 0256/14 malta 100mm.* [Na 18 1.00 «SHO 0728 (16. malta BA micras [Na 0 0341 -510 02011 20 malta 7 mins" [No 25 207 450 D077[724 maite ES 595 micras [No 30 595 390 0154| 28 mul 500 micras* | No. 35 300 .340 2134/32 mala 420 micras [Na 0 420 29017 01147735 malla 354 micras" | No. 43 334 47 .0097| 42. malla. 297 micras ¡No $0 e 215 D085| 48 malla 250 miena* | Na. 60 250 2098) .180 SOT] 60 malla ZlOmicras ¡No 210 0083] 152 2060 65 malla 177 mcas*|No 0 an 200] 131 .0052| 80 malla 149 micras ÍNo, 100 449] ' 0059) .110 .0043| 100 — malla 125 micras*¡ No, 1D 125 D049| .091 2006| 115 malla 105 micras ¡Na 140 -105 .0041| .076 0030) 150 — mala 88 micras” No, 10 088 0005] .064 .0025| 170 malla Ta micras ¿No, 200 974 0029] .053 .0021| 200 mula 63mucns"| No. 10 06) 0005) 044 .D017|250 malla S3micas ¡No 20 053 DU2tj .097 2015/2770 mul 44 micras* No. 325 ou 2017) .030 D0121325 mala 37micras ¡No, 40 037 £ors| 025 2010| 400 mita * Estos tamices corresponden a las propuestas como estándar internacional (1.5.0) Se recomienda que siempre que sca posible, se incluya. iostamicesen todos los datos de analisis de tamices o cribas o los informes que se vayan a publicar a nivel internacional. 1 Estos tamices no se encuentran en la serie de la raíz cuarta de 2; pero se incluyen por su uso comun. 
