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1. BALANCE DE MATERIA EN
SISTEMAS CON CORRIENTE DE
RECICURLACIÓN
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
Facultad de Ingeniería Química
ALUMNO: Velásquez Felipe Enrique
CURSO: Balance de materia y energía
DOCENTE: Mg. Ing. Carlos Pereyra, L.
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2. EJERCICIO 6 – SERIE 5.1
Un material sólido que contiene 15% en peso de humedad, se seca hasta
reducirla a 7% en peso por medio de una corriente de aire caliente mezclada con
aire de recirculación del secador. La corriente de aire fresco contiene 0.01 kg de
agua/kg de aire seco; el aire de recirculación tiene 0.1 kg de agua/kg de aire seco
y el aire mezclado contiene 0.03 kg de agua/kg de aire seco. Para una
alimentación de 100 kg de sólidos húmedos/h al secador, calcúlese los kg de
aire fresco/h, los kg de aire recirculado/h y los kg de producto/h.
 Diagrama de flujo
Relaciones:
A: 0.01kg agua/kg aire seco
B: 0.03kg agua/kg aire seco
R=C=S: 0.1kg agua/kg aire seco
 Grados de libertad:
Mezclador Secador Divisor Global Proceso
NVI 6 8 6 8 14
NEB -2 -3 -2 -3 -7
NCE 0 -2 0 -2 -2
NFE 0 -1 0 -1 -1
NR -3 -2 -3 -2 -3
NRD 0 0 -1 0 -1
G.L 1 0 0 0 0
Los G.L para todo el proceso es 0, por lo tanto, el problema se puede
resolver.
SECADOR
D
M
Agua
Aire
Agua
Aire
Agua
Aire
15% peso humedad
85% sólido
100kg/h
7% peso humedad
93% sólido
A
B
R
P
Agua
Aire Agua
Aire
C S

3.  Balance en el secador:
 Balance de solidos:
0,85(100) = 0,93(𝑃)
𝑃 = 91,398 𝐾𝑔/ℎ
 Balance de 𝐻2𝑂:
0,15(100)+ 𝐴𝑔𝑢𝑎𝐵 = 𝐴𝑔𝑢𝑎𝐶 + 0,07(𝑃)
15 − 0,07(91,398) = 𝐴𝑔𝑢𝑎𝐶 − 𝐴𝑔𝑢𝑎𝐵
8,60214 = 𝐴𝑔𝑢𝑎𝐶 − 𝐴𝑔𝑢𝑎𝐵 … (1)
 Balance de aire:
𝐴𝑖𝑟𝑒𝐵 = 𝐴𝑖𝑟𝑒𝐶.. (2)
 De las relaciones se puede hallar las composiciones en peso de
las corrientes B, C, S y R.
B: 0.03kg agua/kg aire seco %Agua=2,91 %Aire=97,09
R=S=C: 0.1kg agua/kg aire seco %Agua=9,09 %Aire=90,91
 Sustituyendo en (1) y (2):
8,60214 = 𝐴𝑔𝑢𝑎𝐶 − 𝐴𝑔𝑢𝑎𝐵 … (1)
8,60214 = 0,0909𝐶 − 0,0291𝐵
𝐴𝑖𝑟𝑒𝐵 = 𝐴𝑖𝑟𝑒𝐶 … (2)
0,9709𝐵 = 0,9091𝐶
 Resolviendo las dos ecuaciones:
𝐵 = 126,541 𝑘𝑔/ℎ
𝐶 = 135,1432 𝑘𝑔/ℎ
 Balance en el mezclador:
 Balance global:
𝐴 + 𝑅 = 𝐵
𝐴 + 𝑅 = 126,541
 Balance de agua:
𝐴𝑔𝑢𝑎𝐴 + 𝐴𝑔𝑢𝑎𝑅 = 𝐴𝑔𝑢𝑎𝐵
𝐴𝑔𝑢𝑎𝐴 + 𝐴𝑔𝑢𝑎𝑅 = 0,029(126,541)
𝐴𝑔𝑢𝑎𝐴 + 𝐴𝑔𝑢𝑎𝑅 = 3,6697 …(3)

4.  Balance de aire:
𝐴𝑖𝑟𝑒𝐴 + 𝐴𝑖𝑟𝑒𝑅 = 𝐴𝑖𝑟𝑒𝐵
𝐴𝑖𝑟𝑒𝐴 + 𝐴𝑖𝑟𝑒𝑅 = 0,971(126,541)
𝐴𝑖𝑟𝑒𝐴 + 𝐴𝑖𝑟𝑒𝑅 = 122,8713… (4)
 De la relación:
A: 0.01kg agua/kg aire seco %Agua=0,99 %Aire=99,01
R: 0.1kg agua/kg aire seco %Agua=9,09 %Aire=90,91
 Reemplazando en (3) y (4)
𝐴𝑔𝑢𝑎𝐴 + 𝐴𝑔𝑢𝑎𝑅 = 3,6697 …(3)
0,0099𝐴 + 0,0909𝑅 = 3,6637
𝐴𝑖𝑟𝑒𝐴 + 𝐴𝑖𝑟𝑒𝑅 = 122,8713… (4)
0,9901𝐴 + 0,9091𝑅 = 122,8713
 Resolviendo las dos ecuaciones:
𝐴 = 96,7022 𝑘𝑔/ℎ
𝑅 = 29,8388 𝑘𝑔/ℎ
 Balance en el divisor:
 Balance global:
𝐶 = 𝑅 + 𝑆
135,1432 = 29,8388 + 𝑆
𝑆 = 105,3044 𝑘𝑔/ℎ
 Resultados:
Corriente Flujo masico (kg/h)
A (alimentación fresca) 96,7022
B 126,541
C 135,1432
R (recirculación) 29,8388
S 105,3044
P (productos) 91,398