Mondragon Unibertsitatea

En un evaporador se introduce 1000 kg/h de una bebida azucarada (solución acuosa del 5% en peso de azúcar) para su concentración al 15% en peso. Calcular las cantidades de solución azucarada concentrada y del vapor que salen de evaporador.

En la fabricación de queso se parte de 1000 kg/día de leche de vaca que tras fermentar y cuajarse procede a la separación, por filtración, del suero de la cuajada y tras el secado de esta al quesopropiamente dicho. Sabiendoque la cuajada aún contieneun 20% de suero que es preciso retirar por secado, se pide: a) Proponer un diagrama que resuma el proceso referido; b) Calcular la cantidad de agua (suero) que se obtendría; c) Calcular la cantidad de queso a obtener; d) ¿Podría reutilizarse el agua (suero) obtenida para la producción de vapor en la propia fábrica? Razonar la respuesta.

Se quema un gas obtenido del carbón de coque (gas pobre) con la siguiente composición: 28% CO, 4% CO2 ,67% N2 y 1% O2. Calcularla masa y la composición de los gases de salida resultantes de la combustión de 100 kg de dicho gas con una cantidad de aire que supone el 20% de O2 en exceso del necesario neto para que sea completa. Indicar el reactivo limitante.

En la fabricación de vidrio plano y como ejemplo de compromiso ambiental se parte de vidrio reciclado con una composición de 66% de SiO2, 2% de AI2O3, 12% CaO y 20% Na2O al quees preciso añadirsílice (100% SiO2), caolín (50% SiO2, 40%AI2O3 y 10% H2O) y carbonato sódico (58,5% Na2O) para obtener la composición deseada (69% de SiO2, 2% de AI2O3, 12% CaO y 17% Na2O). Se pide: a) Calcular las cantidades de vidrio reciclado, caolín y carbonato sódico que es precisoemplear para la obtención de 10.000 Kg/díade vidrio; b) La cantidadde caliza (CaCO3) que se precisaría para la obtención del vidrio citado

c) Establézcase el balance de energía en el condensador, sabiendo que los gases entran al mismo a 325 ºC y salen a 25 ºC. Como fluido refrigerante se utiliza agua, que entra a 15 ºC y sale a 45 ºC. La presión de trabajo es de 20 atm. 

Datos: calores específicos medios (kJ/kg ºC): CO2: 0,95; H2: 14,2; N2: 1,09; H2O (vapor): 1,96; H2O (líquido): 4,18; CH3OH (vapor): 1,96; CH3OH (líquido): 2,8. Calor latente del agua (Temperatura equilibrio del agua a 20 atm: 207 ºC): 1885 kJ/kg; Calor latente del metanol (Temperatura equilibrio del metanol a 20 atm: 167,8 ºC):765 kJ/kg.

En una instalación industrial se obtiene metanol por conversión catalítica de CO2 y H2, según la reacción: 

CO2 + 3 H2 para dar  CH3OH + H2O 

Los gases de salida de convertidor pasan a un condensador donde se retiene el metanol y el agua mientras los gases residuales se recirculan al reactor, excepto una pequeña cantidad que se purga para evitar que aumente la concentración de inertes (N2) en el sistema. La proporción de CO2 y H2 en la alimentación es la estequiométrica y el contenido de gases inertes es de 0,5 moles/100 moles de CO2 + H2. La conversión en el reactor es del 58%, siendo la concentración máxima admisible de inertes en los gases de entrada al mismo de 4,5 moles/100 moles de CO2 + H2. 

Determínese:

a) La proporción de gases purgados a la salida del condensador. 

Datos: calores específicos medios (kJ/kg ºC): CO2: 0,95; H2: 14,2; N2: 1,09; H2O (vapor): 1,96; H2O (líquido): 4,18; CH3OH (vapor): 1,96; CH3OH (líquido): 2,8. Calor latente del agua (Temperatura equilibrio del agua a 20 atm: 207 ºC): 1885 kJ/kg; Calor latente del metanol (Temperatura equilibrio del metanol a 20 atm: 167,8 ºC):765 kJ/kg.