Principios de ingeniería de los bioprocesos. doran pauline
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About This Presentation
El presente libro es una obra que describe en general la Biotecnología usada en los procesos Biológicos Industriales.
Slide Content
Principios de ingenieria
de los bioprocesos
Pauline M. Doran
de los bioprocesos
Pauline M. Doran
Thulo original: Bioprocess Engineering Principles
Autora, Pauline M. Doran
Editorial Academic Press Limited | y,
24-28 Oval Road
LONDON NWI 7Dx
7: 2
| vor Bog
er
1995 by Academie Pres Lid
Translation Copyright 01998 by atrial Actiia, S.A
Alright reserved
Copyright © 1995 de Academic Press Lid,
Copyright dela traducción © 1998 de Fica Acriba, S.A
Todos los derechos reservados
ISBN: 5420008532
IMPRESO EN ESPANA PRINTED IN SPAIN
ed tdo ls eh para o pls de aba oa. Ee iro nop der reproducido enforna alguna, al
Estoril ACRIBIA S.A Royo, 2 - 006 Zargen,
Yap: Gr RM Co, SC Comercio, parana 3, 2006 Hna 1995
Autora, Pauline M. Doran
Editorial Academic Press Limited | y,
24-28 Oval Road
LONDON NWI 7Dx
7: 2
| vor Bog
er
1995 by Academie Pres Lid
Translation Copyright 01998 by atrial Actiia, S.A
Alright reserved
Copyright © 1995 de Academic Press Lid,
Copyright dela traducción © 1998 de Fica Acriba, S.A
Todos los derechos reservados
ISBN: 5420008532
IMPRESO EN ESPANA PRINTED IN SPAIN
ed tdo ls eh para o pls de aba oa. Ee iro nop der reproducido enforna alguna, al
Estoril ACRIBIA S.A Royo, 2 - 006 Zargen,
Yap: Gr RM Co, SC Comercio, parana 3, 2006 Hna 1995
Principios de ingenieria
de los bioprocesos
PAULINE M. Doran
University of New South Wales
Sydney, Australia
"Traducción a cargo
Editorial ACRIBIA, S.A.
ZARAGOZA (Esvaña)
de los bioprocesos
PAULINE M. Doran
University of New South Wales
Sydney, Australia
"Traducción a cargo
Editorial ACRIBIA, S.A.
ZARAGOZA (Esvaña)
Indice de contenido
PROLOGO
PROLOGO
PARTE 3 Process cos
Caplio
Rate de jo
7S Rew lope? 166
82 Mecano: eine cl
Combinación etnias micas eno
vu
Caplio
Rate de jo
7S Rew lope? 166
82 Mecano: eine cl
Combinación etnias micas eno
vu
es Dan de ein
spice atranérico
spice atranérico
Prólogo
ral incluido ense libro pretend ser los lena
Brea upon enc, ingeniería e ls pots yla. micao msc Mime a Mona Qu
fa. Por ou ado, os textos ende
4 sspexto_noofecen.amenido jmpos aplicados l op
1a biotecnología et más valorada por empresa
¡obemantes y consumidores en términos de sus aplicaio. st
Bioquímicas con e
eto fe deine prado e mute
están uy Famiirizados
loans matemáticos detallados Sin cng un gran
ete de la ingeniería inclue el plancamient y eo.
moecularhansidoin- lución de modelos matemáticos Ad
sd I de vts dels ricos mate
al deh de text como Ese. El
Suposicions cruciales: en ros casos as concen soe
xm
ral incluido ense libro pretend ser los lena
Brea upon enc, ingeniería e ls pots yla. micao msc Mime a Mona Qu
fa. Por ou ado, os textos ende
4 sspexto_noofecen.amenido jmpos aplicados l op
1a biotecnología et más valorada por empresa
¡obemantes y consumidores en términos de sus aplicaio. st
Bioquímicas con e
eto fe deine prado e mute
están uy Famiirizados
loans matemáticos detallados Sin cng un gran
ete de la ingeniería inclue el plancamient y eo.
moecularhansidoin- lución de modelos matemáticos Ad
sd I de vts dels ricos mate
al deh de text como Ese. El
Suposicions cruciales: en ros casos as concen soe
xm
nes particulars de bioproesk
ingeniería pueden fcimente aplicarse auna gan varied
industria de boprcesos, tal como se mues con os
jemplos estos y con os problemas plnendos Aunque
ento se escribió un pip par los et
debería ser til también en cursos de alimentación
apropiado para estudiantes y ISS
agradecer los consejos eibidos pr pa
años amigos queme ayudaron dure diferentes etapa
preparación del libro. À Jay Baily, Russel Cal, David
Diao, Noe! Dunn y Peer Rogers qe revisaron dieran
tesayatados de ste tro, Agradezco asimismo a Robert
Halla evsión de os parts 33 y 112 sobre cl ante
dedos experimentales ademas de proporcionan vas
sta materi. Agradecer también su cobra
ción a Jcqle Quenall atra de muchos de los dibujos
realizados por ordenador debo
ingeniería pueden fcimente aplicarse auna gan varied
industria de boprcesos, tal como se mues con os
jemplos estos y con os problemas plnendos Aunque
ento se escribió un pip par los et
debería ser til también en cursos de alimentación
apropiado para estudiantes y ISS
agradecer los consejos eibidos pr pa
años amigos queme ayudaron dure diferentes etapa
preparación del libro. À Jay Baily, Russel Cal, David
Diao, Noe! Dunn y Peer Rogers qe revisaron dieran
tesayatados de ste tro, Agradezco asimismo a Robert
Halla evsión de os parts 33 y 112 sobre cl ante
dedos experimentales ademas de proporcionan vas
sta materi. Agradecer también su cobra
ción a Jcqle Quenall atra de muchos de los dibujos
realizados por ordenador debo
Parte 1
Introduccion
Introduccion
à Tabla. musta vos cer accua indistinct
de se complejos
onl. A pesar de oo, obedecen a as l
adoracion inant on bs de un nuevo pr
Groce espacial e mcmbilogíboquíca de ADN recombinante
Folia como el ADN recombinante, Mon, w linker Im ai ld e
Stan papa co à q arta bd pac
campo de iolog pads 7 Las primers itso de oe
de se complejos
onl. A pesar de oo, obedecen a as l
adoracion inant on bs de un nuevo pr
Groce espacial e mcmbilogíboquíca de ADN recombinante
Folia como el ADN recombinante, Mon, w linker Im ai ld e
Stan papa co à q arta bd pac
campo de iolog pads 7 Las primers itso de oe
desea depois un rites
ss estetico Filmer e popor. 2.1 Variablesfsicas dimensiones y unidades
2.1.1 Variables sustanciales
» 2.14 Eeusciones sin consist
Templo 2.1 Conversión de unidades
deny PS Paige send
23 Fuerza y peso
Ejemplo 22 Utilización deg
23 Fuerza y peso
Ejemplo 22 Utilización deg
"Sepedicnio del valor exact deg el peso de 242 Gravedad específica
2.4 Convenios de medida
timer Sus dimensiones son L'Myel im. 243 Volumen específico
244 Mol
2.4 Convenios de medida
timer Sus dimensiones son L'Myel im. 243 Volumen específico
244 Mol
Dre geo 246 Temperatur
wa tándar y gases ideales
26 Datos de propiedades físicas y quí
Ejemplo 25 Reacción incompleta y rendimiento
28 Resumen del Capitulo 2 sto de un fermentador Un coeación muy via
Problemas
21 Conversión de unidades
22 Conversión de unidades A
24 Masa y peso
25 Números adimensionales
23 Grupos adimensionales La cación de Cour par trans
Y datos de propiedades
Problemas
21 Conversión de unidades
22 Conversión de unidades A
24 Masa y peso
25 Números adimensionales
23 Grupos adimensionales La cación de Cour par trans
Y datos de propiedades
fic, Bu lo “Ps wn vis 29 Peso
26 Consistencia dimensional y g,
dimensional de pots lizado para 2,11 Escalas de temperatura
2.13 Reacción estequiométrica e incompleta
27 Unidades molares da Sit 34.0) co
ravedad especif
26 Consistencia dimensional y g,
dimensional de pots lizado para 2,11 Escalas de temperatura
2.13 Reacción estequiométrica e incompleta
27 Unidades molares da Sit 34.0) co
ravedad especif
tri, rendimiento. Ren
gases ideales 6. Dean LA. (54) (1985) Lange Ha
condiciones roba ian
can (Gy) La cl dela $ Is para posteriores lectur
Unidades y Dimensiones (nse también 1
‘sin Sa
Variables ingenieriles
gases ideales 6. Dean LA. (54) (1985) Lange Ha
condiciones roba ian
can (Gy) La cl dela $ Is para posteriores lectur
Unidades y Dimensiones (nse también 1
‘sin Sa
Variables ingenieriles
[3]
Presentación y análisis de datos
oe datos eben cons Cifras significativas
BA Errores en los datos y en los cálculos
Presentación y análisis de datos
oe datos eben cons Cifras significativas
BA Errores en los datos y en los cálculos
313 Tipos de error
3:14 Análisis estadístico
3:14 Análisis estadístico
Ejemplo 31 Media y desviación estándar
332 Comprobación de modelos matemáticos
nerales de representa
de datos
36 Diagr
‚mas de flujo del proceso
de datos
36 Diagr
‚mas de flujo del proceso
Problemas
3.1 Combinación de errores 39 (0,0006.
e nen Ajuste lineal de curvas
ralzan por picado con ls resultados siguentes:
cafe de transferencia de mati, OTR
vanne xine, Isobe
un al Si el O7R es 0011
32 Media y desviación estándar Re
35 Modelos no
cálculo de parámetros
33 Modelos lineales y no lineales a :
temperatura Los siguientes datos oberen midiendo a
la siguiente información. puto de coordenadas (x)
niin sel valor dela abla el alr dore
3.1 Combinación de errores 39 (0,0006.
e nen Ajuste lineal de curvas
ralzan por picado con ls resultados siguentes:
cafe de transferencia de mati, OTR
vanne xine, Isobe
un al Si el O7R es 0011
32 Media y desviación estándar Re
35 Modelos no
cálculo de parámetros
33 Modelos lineales y no lineales a :
temperatura Los siguientes datos oberen midiendo a
la siguiente información. puto de coordenadas (x)
niin sel valor dela abla el alr dore
ese primer dela velocidad mutación, Ela sins obten sore a bond el jste auna Inn
fa ciación. la constante universal dos assy
probar el model izado la representación ae 3,7 Discriminación entre modelos rivales
¿Cuál es la energía de activación de La velocidad de mo
ln mediante a iyocció de av nel ec
lcd de ludo depende directamente de lá velos
fas Los Spies resaltados se oblivion de expe
mentos reads con un disolución 015 Men NAC
Para seguire crecimiento de as ellas dura
ati sila algunas ve canal del
jo. Se realizan una ser de experiments par lao
iaminucin de conducividal con el aumento de
masa de la cólulas vegetales durante el clio de
hs rss en un fomentado, de io de at. Los
ads obtenidos se muestran a contin,
(a) ¿Cómo de bien se ajusta estos dt con un model
ta que relacion ls velocidades de gas y de líquido.
¡Se ha observado en la bibliografía ue ls veloc
de fido e lo rectores agitados por are comple La
ecuación dela
on constats. ¿Es este modelo una des
lead de los aos experimental
no lineales ameorreprset
38 Modelos no lineales:
cálculo de parámetros
sentar o pnts en condenadas nels yoe- Cuando se introduce un medio mavet en un suo
ia cui ela amejo» Une eta que vis el ime
faceted lands na de minis ia anscir del impo. Serealzaun experiment para medir
ner de células vals exitos en una bol que
«ena o residuals dl aumento de biomas fo comen un disolución de acon de
nb de condcividad después de compra ia pos de esterizacin. Las medidas realizados sabe el nó
Ge melo co ls datos aes ¿Qué cole med fuss realizan por ip, msrndos enla
fa ciación. la constante universal dos assy
probar el model izado la representación ae 3,7 Discriminación entre modelos rivales
¿Cuál es la energía de activación de La velocidad de mo
ln mediante a iyocció de av nel ec
lcd de ludo depende directamente de lá velos
fas Los Spies resaltados se oblivion de expe
mentos reads con un disolución 015 Men NAC
Para seguire crecimiento de as ellas dura
ati sila algunas ve canal del
jo. Se realizan una ser de experiments par lao
iaminucin de conducividal con el aumento de
masa de la cólulas vegetales durante el clio de
hs rss en un fomentado, de io de at. Los
ads obtenidos se muestran a contin,
(a) ¿Cómo de bien se ajusta estos dt con un model
ta que relacion ls velocidades de gas y de líquido.
¡Se ha observado en la bibliografía ue ls veloc
de fido e lo rectores agitados por are comple La
ecuación dela
on constats. ¿Es este modelo una des
lead de los aos experimental
no lineales ameorreprset
38 Modelos no lineales:
cálculo de parámetros
sentar o pnts en condenadas nels yoe- Cuando se introduce un medio mavet en un suo
ia cui ela amejo» Une eta que vis el ime
faceted lands na de minis ia anscir del impo. Serealzaun experiment para medir
ner de células vals exitos en una bol que
«ena o residuals dl aumento de biomas fo comen un disolución de acon de
nb de condcividad después de compra ia pos de esterizacin. Las medidas realizados sabe el nó
Ge melo co ls datos aes ¿Qué cole med fuss realizan por ip, msrndos enla
per gue lain en
resultados e el papel propa
e recta com os aos cils
Bibliografía
Mas, BS. (1986) Measures in Scene and Engineer
Prentice Hal, Newly. x
3. Bary, BA. (1978) Eros in Practical
nology Joa Wiley, New
uy
RE and RH. Myers (
Static For Eniners aná Sten
6 Coon, CL.DIC W
ero hat von at
wing mirbil rot. A
Popes, KR
Pal London
Hines, DM. (1970) Process 4
Methods John Wiey New Yodo
Drapes, NR. nd H. Sith (1981) Ap
Anais, nd en, Jh Wiley, New York,
Sage, GA. (1985) Mod iting
ion, ica and non ist
DS. Riggs (1965) A comparison of
rates o Michal Menten kinetic consta om u
a inca transtornos. il. Chem. 240,963.88
1B. Magar MEE (1972) Data Anais Bio
Biophys Academic Pres New York
1972) Conjectures and Ref
tie Krowledge, Rowe und Keg
Sugerencias para posteriores lecturas
ediciones y error (vans también as referencias El
Barford, NC rimental Me Pre
ion, Error and Tah 20d e, John Wiley, Chiche
yon AJ. (190) Dealing With Data, Pergamen Pro OB
ley, HS. TK. Sherwood and CE
Caper 2, MG Hi, New York,
Análisis estadístico de datas (nse también ls
(ike, D.
model 1 Pi
models Met. Enzymol 87, 310390
1984) Fig physi
6, RE ROSD
Técnicas de representación
Felder RM and RW.
sea (1978) Elementary Prin
ples of Chem oper, ohn Wily, New
Yon
HS, TK. Shervod and CR.
Diagramas de fujo de procesos
resultados e el papel propa
e recta com os aos cils
Bibliografía
Mas, BS. (1986) Measures in Scene and Engineer
Prentice Hal, Newly. x
3. Bary, BA. (1978) Eros in Practical
nology Joa Wiley, New
uy
RE and RH. Myers (
Static For Eniners aná Sten
6 Coon, CL.DIC W
ero hat von at
wing mirbil rot. A
Popes, KR
Pal London
Hines, DM. (1970) Process 4
Methods John Wiey New Yodo
Drapes, NR. nd H. Sith (1981) Ap
Anais, nd en, Jh Wiley, New York,
Sage, GA. (1985) Mod iting
ion, ica and non ist
DS. Riggs (1965) A comparison of
rates o Michal Menten kinetic consta om u
a inca transtornos. il. Chem. 240,963.88
1B. Magar MEE (1972) Data Anais Bio
Biophys Academic Pres New York
1972) Conjectures and Ref
tie Krowledge, Rowe und Keg
Sugerencias para posteriores lecturas
ediciones y error (vans también as referencias El
Barford, NC rimental Me Pre
ion, Error and Tah 20d e, John Wiley, Chiche
yon AJ. (190) Dealing With Data, Pergamen Pro OB
ley, HS. TK. Sherwood and CE
Caper 2, MG Hi, New York,
Análisis estadístico de datas (nse también ls
(ike, D.
model 1 Pi
models Met. Enzymol 87, 310390
1984) Fig physi
6, RE ROSD
Técnicas de representación
Felder RM and RW.
sea (1978) Elementary Prin
ples of Chem oper, ohn Wily, New
Yon
HS, TK. Shervod and CR.
Diagramas de fujo de procesos
Parte 2
Balances
de materia
y energia
Balances
de materia
y energia
Balances de materia
Lostalanes de macia propoconamur raies muy
salen lands ingente. Mchas vaciones comple
jas e simplifican eiserne el movimiento de la musa ©
Hand I que sale con L que en Cuestiones como:
{eu e la concentré de dirido de carbon en la co
Fonte de aida deu fermentado, cu sa facia
stato conmido no convenido cn padi? qué can
{iad de clans cet para produc ram de pro
que Pr
Fans de plea como ley de on
Servcign de mater se api a lc tomos, especies
restes y masa toral, y estblce as cias para esa
“rts pobicmas dls Enlaces de teria con o in ec
seen también aspects de la esteuiomett
meh para el elelo dela demanda de mens y
eno durante ls procesos de er
La termodinámica ea rm fundamental de a inc
con Is prpicddes de la maria Los pic
os blanc de mate A comiació e deinen algunos
términos trmocinámicsviizados para lla
4.1.1 Sistema y proceso
En termodinámica, un sistema consiste en cague ma
tei dentteada pars investigación. Comos muestra la
gara 41. el sistema se encucntr separado dels alede
“omo las paredes de un recipiente o de un fermentador, ©
Sapna Si limito no permito el paso de mari desde
Sistema cerado con tna ani de materia constant Por
(Un proceso produce cambios en el sistema
dores Para deseos procesos sez
(© Un proceso dacominuo oper en un sima cerdo.
Tod a meer se fade soma a principi del ro
-
Lostalanes de macia propoconamur raies muy
salen lands ingente. Mchas vaciones comple
jas e simplifican eiserne el movimiento de la musa ©
Hand I que sale con L que en Cuestiones como:
{eu e la concentré de dirido de carbon en la co
Fonte de aida deu fermentado, cu sa facia
stato conmido no convenido cn padi? qué can
{iad de clans cet para produc ram de pro
que Pr
Fans de plea como ley de on
Servcign de mater se api a lc tomos, especies
restes y masa toral, y estblce as cias para esa
“rts pobicmas dls Enlaces de teria con o in ec
seen también aspects de la esteuiomett
meh para el elelo dela demanda de mens y
eno durante ls procesos de er
La termodinámica ea rm fundamental de a inc
con Is prpicddes de la maria Los pic
os blanc de mate A comiació e deinen algunos
términos trmocinámicsviizados para lla
4.1.1 Sistema y proceso
En termodinámica, un sistema consiste en cague ma
tei dentteada pars investigación. Comos muestra la
gara 41. el sistema se encucntr separado dels alede
“omo las paredes de un recipiente o de un fermentador, ©
Sapna Si limito no permito el paso de mari desde
Sistema cerado con tna ani de materia constant Por
(Un proceso produce cambios en el sistema
dores Para deseos procesos sez
(© Un proceso dacominuo oper en un sima cerdo.
Tod a meer se fade soma a principi del ro
-
es; el proceso se cer y los products se recogen
“nicamentcuand el poco a finalizado,
"proceso semiconino permi lacra oa aid
dema, per no amb
"proceso ealimentación intermitente perito
trade de maria a tema, pero no la aia
{Un proceso continu permite crs la aia de
sei. Si las velocidades de enrday d alia son
igunes, el proceso comino puede operar indefinida
mam
4.1.2 Estado estacionario y equ
brio
Un proceso se dice qe teense en ead estaciona
rio cunado todas I popidads del sistema, como soa la
temperatura, prié, concentré el volme lamas,
‘eno vara con el emp Enionce, si nos fomes en
‘tage variable de un sistema en estado extacoaro u
Valor o caia cone tiempo,
De cuerdo on est definió de estado csacionaro os
process iconos semicontinas y de alimentación in
termiene no pueden opor bajo condones de estado es
taconario. La masa del sistema de un proceso de alimenta.
«tempo, En lo procesos intermitentes, nlso aunque la
masa fal sa consta exten cambios en el sistema que
acen que as propiedades del mismo van on el tempo,
Tales process e denominan procesos Mranslrio © en
sado no estacionario. Po to ado, ls procesos cot
nos pueden opera bien en estado estacionario en estado
o estacionaria Es aconsejable ue los procesos ostimos
Opern e condiciones tan próximas al estado estacionao
como ss posible. Sinembargo, orante contnzodel po
20 se produc cualqler cambio en condiciones de
operación pueden exist condiciones de estado no esac
El estado estacionario sun concept muy importante y
‘ilenel andlsisdeingenierta. Sn embargo, Ee émino se
confunde a menudo conto cone temesindmica,e Se
‘nuliério Un sistema en quie gue en ques pro
pledades el sistema no varanconelempo porqe las ee
3 opuestas se cotrarestan ents sí À Port sl expe
encia se conoce que los sistemas enden a aproximar al
Elio cunado se le aa de lo alrededores En eq
ono existe cambio eto enel sistema niencluniverso El
eqiiio implica que no existe un fueras impulsor para
el cambio a eorga del sistema es mínima y, cn trios
aproximados el sea es seso», snmávi 0 ina
For ejemplo, cuando ungido ys vapor se ecuentranen
quo en un repent cerad, aunque el nrcanbio
¿e moléculas etre ls fase puedo ser conste no existe
‘amblo peto enel sistema il als alrededores
Para convertir los mues originales en products ds
les debe exisirun cambio global en nier. Puesto que
lossistemas encquliriono produce cambios els leg
lirio present ea valor en Is operaciones de proces
do. La mejo estratega consisten evita el equi per
turbando el sistema detal manera que el material e parida
Se encunteranormändose continuamente ene produce
<escado. En los procesos continuos en estado estacionaria,
la masa est coninamente en cambio con os slededores
de manera qu esta pertain apra lema el equ
io prodciendo un cambi nt ato ene sistema como
nel univers. En sistemas de ingeniera a gran scale,
se produce normalmente equis, send más omnes
42 Ley de conservación de la mate
La materia se conserva durante los procesos químicos y
Abicosortinaros Conse el itemade laFigum 42 de
un proceso que opera en cotimo con ls comentes de en
ida de slidacomeiendo glucosa. El caudal másco de
la glosa que entr al item es 4, y Caudal de
salda es ify Kg ho Si ify A, Son frees, exite
ato poss explicaciones
©) las mediciones de 4, y Ji, son emönns
(OD ete nn Page rn pice caer
alsin ser dtd
la luces se consumes genera por rección qui
ca dentro de sistoma 0
la lucosa se acumula dentro del sistema
a
&
Si se supone que a mediciones son comets y queno
existen fps, Is diferencias etre, y M, e don al
consumo a la generación por rsocidn yl 3a acumule.
«ión. Un balance de mute para el tems puede seine
deforma general teniendo en event tods esas posi
‘es como:
ENEE
“nicamentcuand el poco a finalizado,
"proceso semiconino permi lacra oa aid
dema, per no amb
"proceso ealimentación intermitente perito
trade de maria a tema, pero no la aia
{Un proceso continu permite crs la aia de
sei. Si las velocidades de enrday d alia son
igunes, el proceso comino puede operar indefinida
mam
4.1.2 Estado estacionario y equ
brio
Un proceso se dice qe teense en ead estaciona
rio cunado todas I popidads del sistema, como soa la
temperatura, prié, concentré el volme lamas,
‘eno vara con el emp Enionce, si nos fomes en
‘tage variable de un sistema en estado extacoaro u
Valor o caia cone tiempo,
De cuerdo on est definió de estado csacionaro os
process iconos semicontinas y de alimentación in
termiene no pueden opor bajo condones de estado es
taconario. La masa del sistema de un proceso de alimenta.
«tempo, En lo procesos intermitentes, nlso aunque la
masa fal sa consta exten cambios en el sistema que
acen que as propiedades del mismo van on el tempo,
Tales process e denominan procesos Mranslrio © en
sado no estacionario. Po to ado, ls procesos cot
nos pueden opera bien en estado estacionario en estado
o estacionaria Es aconsejable ue los procesos ostimos
Opern e condiciones tan próximas al estado estacionao
como ss posible. Sinembargo, orante contnzodel po
20 se produc cualqler cambio en condiciones de
operación pueden exist condiciones de estado no esac
El estado estacionario sun concept muy importante y
‘ilenel andlsisdeingenierta. Sn embargo, Ee émino se
confunde a menudo conto cone temesindmica,e Se
‘nuliério Un sistema en quie gue en ques pro
pledades el sistema no varanconelempo porqe las ee
3 opuestas se cotrarestan ents sí À Port sl expe
encia se conoce que los sistemas enden a aproximar al
Elio cunado se le aa de lo alrededores En eq
ono existe cambio eto enel sistema niencluniverso El
eqiiio implica que no existe un fueras impulsor para
el cambio a eorga del sistema es mínima y, cn trios
aproximados el sea es seso», snmávi 0 ina
For ejemplo, cuando ungido ys vapor se ecuentranen
quo en un repent cerad, aunque el nrcanbio
¿e moléculas etre ls fase puedo ser conste no existe
‘amblo peto enel sistema il als alrededores
Para convertir los mues originales en products ds
les debe exisirun cambio global en nier. Puesto que
lossistemas encquliriono produce cambios els leg
lirio present ea valor en Is operaciones de proces
do. La mejo estratega consisten evita el equi per
turbando el sistema detal manera que el material e parida
Se encunteranormändose continuamente ene produce
<escado. En los procesos continuos en estado estacionaria,
la masa est coninamente en cambio con os slededores
de manera qu esta pertain apra lema el equ
io prodciendo un cambi nt ato ene sistema como
nel univers. En sistemas de ingeniera a gran scale,
se produce normalmente equis, send más omnes
42 Ley de conservación de la mate
La materia se conserva durante los procesos químicos y
Abicosortinaros Conse el itemade laFigum 42 de
un proceso que opera en cotimo con ls comentes de en
ida de slidacomeiendo glucosa. El caudal másco de
la glosa que entr al item es 4, y Caudal de
salda es ify Kg ho Si ify A, Son frees, exite
ato poss explicaciones
©) las mediciones de 4, y Ji, son emönns
(OD ete nn Page rn pice caer
alsin ser dtd
la luces se consumes genera por rección qui
ca dentro de sistoma 0
la lucosa se acumula dentro del sistema
a
&
Si se supone que a mediciones son comets y queno
existen fps, Is diferencias etre, y M, e don al
consumo a la generación por rsocidn yl 3a acumule.
«ión. Un balance de mute para el tems puede seine
deforma general teniendo en event tods esas posi
‘es como:
ENEE
FA término de cumulación d I cució anterior pude
set posiivo o gato; una acomulción negar.
‘nua de reservas iento La cuación (4.1) seconoce
omo ecuación general del balance de materia Lama
al que 2e rea a cousin pode er masa tc, masa de
"na determinada paie molecular o Mónica, o biomasa
Enel Ejemplo 4. e muestral utlizción del ecuación
en
Eemplo 41 Ecuación general del balance de materia
Se establecen proces coniuo panel tamiento de ass reines. Cada dí eran encore de limentcin
10 kg deceulosa 10 kg de ctr, miete que salen 10 bg de culos y 1.5 10" kg de tcter La velocidad de
gestión de celulosa poe las ara 7 % 10! Kg. La velocidad decrecimiento bacteriano es 2 x 10° hg la
Vel de muer cellar por ua € 9» 10" Kg serbios balances ar la cas y para as cts enel
ellos nose genera en l roces, sos consume rando como Base 1d, lance de clos en a parir
Creer
0° 101 +0--7x 109 = acumulación
Entonces, adsl se acumulan en lies 2 x 104 de celulosa.
"Realizando cl miemo balance par la aces
(00-15% 104425 109x103 = acumulación
Eniones, cada das acumulan ene sistema 55 x 10g de élus bacteriana.
421 Tipos de balances de materia
La ecuación general de balade materia (4) puede
plane dos tips de problemas de balances de materia
en gal fais dependiendo de ls dts de que e dis
free, Para process comimos es nomal coger fm.
ión sr un determinado ist eel erpo, Las ca
ies de mata que entran y Sale de sistema se especie
meda candles poreemplo,lamolaracnra! sistema
tra velocidad de SO or mientras que el aldo de erm:
nl sie ana velocidad de 20 Esa dos canas
puede uizar directamente enla cusción (+) omo
minos de era y.desald. Un balance de mate que
sae en as olocidadss denomina Blane ferne
ara os posers domino ode alimentación intern
teres pes op de talas La infomación sobr
‘os stuns se eoga date un prodo tempo, non
7 determina insano. Por ejemplo: aden 100 Lg de
Sno aun er ads de días de cuca see
fea 45 k de produto. Cada término d I cucin de
Else de mao en ext a esuna nidad de masa, no na
‘loci Esopo de lance denomina bles negra
En est capitulo warn ls balances diferencial
ar sisters continis que opera en estado estacion:
oy los talanes integrals paras sistemas iconinuoso
mor operando str eto iniciales y als Los
todo deca son snes ar ambos ios de balan
ese mater
422 Simplificacén de la ecuación general
‘del balance de materia
Laccuacón 41) pude simplifica bso cirascireuns
tancias Stun proceso conos encuentra en estado et
one, el mio de acumulación de aparte desa de
Fouine ser ero Esos deduce de dei de
estado estaciona: pesto que todas las propiedades del
Siena, inclayendo fu mat, eben sr ivaranies cn el
lar sa Bajo sas condicions eeutin (A. 0 tan
La ecuación (4.2) s denomina ecució general del ba
Lance de maria en estado estacionario, La used (42)
se plc también en procesos canin o de alimenta
set posiivo o gato; una acomulción negar.
‘nua de reservas iento La cuación (4.1) seconoce
omo ecuación general del balance de materia Lama
al que 2e rea a cousin pode er masa tc, masa de
"na determinada paie molecular o Mónica, o biomasa
Enel Ejemplo 4. e muestral utlizción del ecuación
en
Eemplo 41 Ecuación general del balance de materia
Se establecen proces coniuo panel tamiento de ass reines. Cada dí eran encore de limentcin
10 kg deceulosa 10 kg de ctr, miete que salen 10 bg de culos y 1.5 10" kg de tcter La velocidad de
gestión de celulosa poe las ara 7 % 10! Kg. La velocidad decrecimiento bacteriano es 2 x 10° hg la
Vel de muer cellar por ua € 9» 10" Kg serbios balances ar la cas y para as cts enel
ellos nose genera en l roces, sos consume rando como Base 1d, lance de clos en a parir
Creer
0° 101 +0--7x 109 = acumulación
Entonces, adsl se acumulan en lies 2 x 104 de celulosa.
"Realizando cl miemo balance par la aces
(00-15% 104425 109x103 = acumulación
Eniones, cada das acumulan ene sistema 55 x 10g de élus bacteriana.
421 Tipos de balances de materia
La ecuación general de balade materia (4) puede
plane dos tips de problemas de balances de materia
en gal fais dependiendo de ls dts de que e dis
free, Para process comimos es nomal coger fm.
ión sr un determinado ist eel erpo, Las ca
ies de mata que entran y Sale de sistema se especie
meda candles poreemplo,lamolaracnra! sistema
tra velocidad de SO or mientras que el aldo de erm:
nl sie ana velocidad de 20 Esa dos canas
puede uizar directamente enla cusción (+) omo
minos de era y.desald. Un balance de mate que
sae en as olocidadss denomina Blane ferne
ara os posers domino ode alimentación intern
teres pes op de talas La infomación sobr
‘os stuns se eoga date un prodo tempo, non
7 determina insano. Por ejemplo: aden 100 Lg de
Sno aun er ads de días de cuca see
fea 45 k de produto. Cada término d I cucin de
Else de mao en ext a esuna nidad de masa, no na
‘loci Esopo de lance denomina bles negra
En est capitulo warn ls balances diferencial
ar sisters continis que opera en estado estacion:
oy los talanes integrals paras sistemas iconinuoso
mor operando str eto iniciales y als Los
todo deca son snes ar ambos ios de balan
ese mater
422 Simplificacén de la ecuación general
‘del balance de materia
Laccuacón 41) pude simplifica bso cirascireuns
tancias Stun proceso conos encuentra en estado et
one, el mio de acumulación de aparte desa de
Fouine ser ero Esos deduce de dei de
estado estaciona: pesto que todas las propiedades del
Siena, inclayendo fu mat, eben sr ivaranies cn el
lar sa Bajo sas condicions eeutin (A. 0 tan
La ecuación (4.2) s denomina ecució general del ba
Lance de maria en estado estacionario, La used (42)
se plc también en procesos canin o de alimenta
iin de nunc es pc
niet: as que sal» ense casos la masa
‘oral recogida del ssema, por oq a final el roces o.
ie acumulación.
no ext reaccidn ene sistemas eblane de mate
via se aplica un sustancia queno seal estat el
product de a encino térmicos de peneración y con
Sumo cn as cuscions (4.1) y (4.2) son cer, Teniendo en
venta que a mas ol no puede cers deste ex
Sept en reacciones clear, lo termina de geerscin y
<onsum deben ser también cronos balances pet
ması ul Similament, a eneracóny consumo des
peciestómicascomo CN, Oe no puede ecu en una
rención química normal. Entonces en sado econ,
para lacs de masa oa ode espe sino, can
{ono existe rención, lactación (12) puede simplifeane
todavía más, obteniéndose que
sa que entra = masa que sale
en
La Tabla. resume os ios de balances de mate para
los que e vid I plac dc dela ecuación (43)
Dado que el mer tt de moles nos ida en sens
‘conreaecin, todos los balance de materias realizar
Hand como se la musa
43 Procedimiento para realizar
los balances de materi
El prime paso para elzaru balance de materia es com
prender problems Se dispone de cl infomación sabre
un proceso yse ata de cuela Is caidades desconch
das Puesto que alguns Yes es dic ordenar odes ad
¿rales proporcionados es mejor la on pocedimien,
Estándar pr plates Ta normacin del proceso de foma
que pue ser utilizada en os laos
os balance de mute debera realizarse de manero
szada,yaquc so facial seguimiento, comprobación
y vlzcin dela solución por pan de aras personas. Ea
Este calls siguen una sei de pasos formalizados pra
resolverlos problemas de balances de mati. Par ls po:
blemas más sens, ets procedimientos pueden parecer
demasiado lagos neces sinembarg, a za.
¿dun método estndare il cuado se extn aprendiendo
las técnicas de raison de balance. Ets mismos roe
<inientos se ri enel próximo apt para rar
Tor balances de energía
"Bos punto son esenciales,
©) Dibujar un diagrama de fos del proceso de forma
clara y mostrando toda la información relevane Un
Frets de errada de salda al sistema permi quel
informació obre el procesos encuentre organizada
y resumida de manera coment. En eldigrama de
Bera mestre toda Ia nformación eto ean
vo. Ostres ques variables de inter en else
de mate son mass canales mc y compas
e másicas fai sobr ls cines ar
cules vienen dads uizandovolmenos canta
es moles, nes de comenzar asoció deen cl
<ulas ls correspondientes caudales y composiciones
‘nies, par pores enel diam
Selecionar una serie de ana e indicara claro
ment. Los celos son más Fées cuando ads las
‘Candas se expresan utilizando unidades coin
te. Las unidades deben expresar para todas las va
‘bles mostradas en fos diagrams del proceso
Selecciona una base parao duos y esp icurla
‘laramenc En la resolución de los problemas de ba
lances de materias muy dl za como refri
vna determina caida de materia que car ole
del sistema. En process comimos en estado saco.
aio e toma como tae de celo generate la
caridad de mate que ents oatandon el stem en
un determinado período de tiempo, En procesos
Bien la masa total alımetad a sitema oa ana
recogida alfin La elección de una Base deceo
permi isla e problema de forma más snl
tal como se comprobará en los ejemplos eses del
Sigient parade
Especifica todas as suposiciones las en pro
blema. Para resolverlos problem de ésto y de ss
0)
niet: as que sal» ense casos la masa
‘oral recogida del ssema, por oq a final el roces o.
ie acumulación.
no ext reaccidn ene sistemas eblane de mate
via se aplica un sustancia queno seal estat el
product de a encino térmicos de peneración y con
Sumo cn as cuscions (4.1) y (4.2) son cer, Teniendo en
venta que a mas ol no puede cers deste ex
Sept en reacciones clear, lo termina de geerscin y
<onsum deben ser también cronos balances pet
ması ul Similament, a eneracóny consumo des
peciestómicascomo CN, Oe no puede ecu en una
rención química normal. Entonces en sado econ,
para lacs de masa oa ode espe sino, can
{ono existe rención, lactación (12) puede simplifeane
todavía más, obteniéndose que
sa que entra = masa que sale
en
La Tabla. resume os ios de balances de mate para
los que e vid I plac dc dela ecuación (43)
Dado que el mer tt de moles nos ida en sens
‘conreaecin, todos los balance de materias realizar
Hand como se la musa
43 Procedimiento para realizar
los balances de materi
El prime paso para elzaru balance de materia es com
prender problems Se dispone de cl infomación sabre
un proceso yse ata de cuela Is caidades desconch
das Puesto que alguns Yes es dic ordenar odes ad
¿rales proporcionados es mejor la on pocedimien,
Estándar pr plates Ta normacin del proceso de foma
que pue ser utilizada en os laos
os balance de mute debera realizarse de manero
szada,yaquc so facial seguimiento, comprobación
y vlzcin dela solución por pan de aras personas. Ea
Este calls siguen una sei de pasos formalizados pra
resolverlos problemas de balances de mati. Par ls po:
blemas más sens, ets procedimientos pueden parecer
demasiado lagos neces sinembarg, a za.
¿dun método estndare il cuado se extn aprendiendo
las técnicas de raison de balance. Ets mismos roe
<inientos se ri enel próximo apt para rar
Tor balances de energía
"Bos punto son esenciales,
©) Dibujar un diagrama de fos del proceso de forma
clara y mostrando toda la información relevane Un
Frets de errada de salda al sistema permi quel
informació obre el procesos encuentre organizada
y resumida de manera coment. En eldigrama de
Bera mestre toda Ia nformación eto ean
vo. Ostres ques variables de inter en else
de mate son mass canales mc y compas
e másicas fai sobr ls cines ar
cules vienen dads uizandovolmenos canta
es moles, nes de comenzar asoció deen cl
<ulas ls correspondientes caudales y composiciones
‘nies, par pores enel diam
Selecionar una serie de ana e indicara claro
ment. Los celos son más Fées cuando ads las
‘Candas se expresan utilizando unidades coin
te. Las unidades deben expresar para todas las va
‘bles mostradas en fos diagrams del proceso
Selecciona una base parao duos y esp icurla
‘laramenc En la resolución de los problemas de ba
lances de materias muy dl za como refri
vna determina caida de materia que car ole
del sistema. En process comimos en estado saco.
aio e toma como tae de celo generate la
caridad de mate que ents oatandon el stem en
un determinado período de tiempo, En procesos
Bien la masa total alımetad a sitema oa ana
recogida alfin La elección de una Base deceo
permi isla e problema de forma más snl
tal como se comprobará en los ejemplos eses del
Sigient parade
Especifica todas as suposiciones las en pro
blema. Para resolverlos problem de ésto y de ss
0)
etes capo s necesitar alar alguno juicios
de ingente. La sacos rss on complejas
Vars suposiciones hits antes de rear
eus. Pra ganar especia cn sto, os poems
propuestos en et ep pued que o de os la
Formación necesaria prt su rohen. La detalles
‘mids pueden suponene sempre que as is
plateadas sean azonabls Los ingeneros aan a
Posiciones a tadas horas: el conocimien de cuándo
na supsiión es acepte 0 cada conttye una
Sos alee on de dl ger.
ingot quese csperfigen erste toc
esque tite lo celos necesa conocer as
icons tajo ls uses son aplsble os resul
os; tambin necesitarán eit a soso: on
‘ceptable ol puede er mejoradas,
Test capo e muestran os ances de mai
incl ae process comics cont e que
mara se supndeá que los cuales máicos y co
mine o sn concliempo y que lirio de
Beumulcka de acuacón (4.1) es ce. Para esaver
dos problems de alice de motora ende no exe
Str informaci don sabe a vlad de aco
mai. Este so se dco possimene enel
Capt 6
tra soposicón que debe aces en Jos problemas
de tlaers. de materia es que el sistema vest,
no tenga fuss. Sumando todas ns masas que entran y
Sen del sistema deb asegurarse ques an combi
zado todas ls cren. Cuando s analizan items
Tdenicar qué components, sexs gun, Inter
viene en luna rai. Eto ncea para deter
mir qu cación balance de maten, la 42) 0
la (3) e la apropiada. La ecuación más simple la
(43), pedo aplicas à a espece moleculares que
sel rca produce de rección
Ejemplo 42 Realización de un diagrama de ajos
Se repara remedo eiquecido en oxigeno para la ferment del Sid loco, cn ua cámara de ami
«ión especial. Se inedoce LS Hr de agua ncaa l mismo tempo que ai sen 15 mol mide oigo a. Se
‘rors odo el agua de marea que el gas obtenido cone un 1% en poo de seu, Dibujar y ctrl dagrama de
Fos de ste proceso.
Ss elie as nas de y min ara este proceso, en eier ars eb near a nformación de ques
dispar cds mol en es und. La esd dl puc 10 EPS ema à
safe]
Comos peso molecular del Os 2
15 mo 324
Los canals desconocidos e represetan mediante tra sad, Como se muest en a Figura 4E2 ver pág.
sere el caudal de site seo es D mn y el caudal de ie húmedo enc en augen eg mil com
En aga de ir ime pren como | ma.
de ingente. La sacos rss on complejas
Vars suposiciones hits antes de rear
eus. Pra ganar especia cn sto, os poems
propuestos en et ep pued que o de os la
Formación necesaria prt su rohen. La detalles
‘mids pueden suponene sempre que as is
plateadas sean azonabls Los ingeneros aan a
Posiciones a tadas horas: el conocimien de cuándo
na supsiión es acepte 0 cada conttye una
Sos alee on de dl ger.
ingot quese csperfigen erste toc
esque tite lo celos necesa conocer as
icons tajo ls uses son aplsble os resul
os; tambin necesitarán eit a soso: on
‘ceptable ol puede er mejoradas,
Test capo e muestran os ances de mai
incl ae process comics cont e que
mara se supndeá que los cuales máicos y co
mine o sn concliempo y que lirio de
Beumulcka de acuacón (4.1) es ce. Para esaver
dos problems de alice de motora ende no exe
Str informaci don sabe a vlad de aco
mai. Este so se dco possimene enel
Capt 6
tra soposicón que debe aces en Jos problemas
de tlaers. de materia es que el sistema vest,
no tenga fuss. Sumando todas ns masas que entran y
Sen del sistema deb asegurarse ques an combi
zado todas ls cren. Cuando s analizan items
Tdenicar qué components, sexs gun, Inter
viene en luna rai. Eto ncea para deter
mir qu cación balance de maten, la 42) 0
la (3) e la apropiada. La ecuación más simple la
(43), pedo aplicas à a espece moleculares que
sel rca produce de rección
Ejemplo 42 Realización de un diagrama de ajos
Se repara remedo eiquecido en oxigeno para la ferment del Sid loco, cn ua cámara de ami
«ión especial. Se inedoce LS Hr de agua ncaa l mismo tempo que ai sen 15 mol mide oigo a. Se
‘rors odo el agua de marea que el gas obtenido cone un 1% en poo de seu, Dibujar y ctrl dagrama de
Fos de ste proceso.
Ss elie as nas de y min ara este proceso, en eier ars eb near a nformación de ques
dispar cds mol en es und. La esd dl puc 10 EPS ema à
safe]
Comos peso molecular del Os 2
15 mo 324
Los canals desconocidos e represetan mediante tra sad, Como se muest en a Figura 4E2 ver pág.
sere el caudal de site seo es D mn y el caudal de ie húmedo enc en augen eg mil com
En aga de ir ime pren como | ma.
| __"* fmm mia ai.
44 Ejemplos resueltos de balances ‘rao tayo estandarizar de alguna marea plata
de materia ‘eno matemático. Los eels de os ances de materia
se dividenen custo pasos: plowoniewo, anit, ello
En ste apartado se muesta ls procedimientos estao: fasion A contain so muesca alguns Pos
Sido par claros Balances de materi. Aunque poes . cs mai tno ference como Ip. ot dl
¿nica manera de resolver stos problemas, el eid mos". eal.
Ejemplo 43 Filtración en continuo
¡Una suspensión de fermentación que conne Surptompeskanamyeeticu s la en com en un fir stoi de
‘acl, Se alimentan 120 kr de suspensión d manera que ig e suspensión conic 80 e sólidos colla Pu
mejorar hs velolddes de fitación se alimenta como condyurane teas ome à us coca de 10 kg
Ka concentació de Kanani enla suspension e de 0.05% en peso. El Hsia rad se cog asco de
112g hr a concentración de kanamicin en el filtrado es de 0.019% en pes. La or dei flo ec comics lc
ye coadyuvanos eliminan continents dl i
(©) ¿Qué porcentaje de quid contiene aot del fito?
(©) Silaconcentación detanamicinaenel id e lato del floes a misma que ene cado conta Lanamicina
se absrte por kg de codyuvane?
Solción
(© Dibujar el diagrams de for mostrando tds os ets con sus unidades.
Esos muestren a Fgura dE
(i) Definir el nie dl sitema tél sobre el diagrama de fo.
Elimite dt sitema se muestren a Figura E31
44 Ejemplos resueltos de balances ‘rao tayo estandarizar de alguna marea plata
de materia ‘eno matemático. Los eels de os ances de materia
se dividenen custo pasos: plowoniewo, anit, ello
En ste apartado se muesta ls procedimientos estao: fasion A contain so muesca alguns Pos
Sido par claros Balances de materi. Aunque poes . cs mai tno ference como Ip. ot dl
¿nica manera de resolver stos problemas, el eid mos". eal.
Ejemplo 43 Filtración en continuo
¡Una suspensión de fermentación que conne Surptompeskanamyeeticu s la en com en un fir stoi de
‘acl, Se alimentan 120 kr de suspensión d manera que ig e suspensión conic 80 e sólidos colla Pu
mejorar hs velolddes de fitación se alimenta como condyurane teas ome à us coca de 10 kg
Ka concentació de Kanani enla suspension e de 0.05% en peso. El Hsia rad se cog asco de
112g hr a concentración de kanamicin en el filtrado es de 0.019% en pes. La or dei flo ec comics lc
ye coadyuvanos eliminan continents dl i
(©) ¿Qué porcentaje de quid contiene aot del fito?
(©) Silaconcentación detanamicinaenel id e lato del floes a misma que ene cado conta Lanamicina
se absrte por kg de codyuvane?
Solción
(© Dibujar el diagrams de for mostrando tds os ets con sus unidades.
Esos muestren a Fgura dE
(i) Definir el nie dl sitema tél sobre el diagrama de fo.
Elimite dt sitema se muestren a Figura E31
En or E
Loi Le
‘Andis
© Especcor cualquier suposición.
proces opera en estao estacionario
litera no ene fugas
{Xft no conte dos
Tas llas no abserbeno desprenden kanamicina dra la raid
coadyuvante est eco
fa fae liquid de la suspensión, excoyedo a kamen, puede considera agua.
(ip Recoger yerpejfear calque at adicional qe se neces
En ete cso nos necestan mis ts.
Seleccion y especificar una base de deu
Ta ban de lo so los 120 kg de suspensi que enana five, o hora
Gv) Escribir los compuestos exit algun, que són iolucrados enla acción
No exis componentes envuetos en A rai.
(9) Eier lo ecnactn general del balance de materia apropiada
(sca e encuen en estado estacionado y no exite rain, por que la cució löna es a (43).
(© Crear un abla de deal mostrando todos os components de odos ls corrientes que pasan avs del lite
cinema: Epacfcar a unidades nds en tbl.nroducir todas ls comidodes desconocidos
‘Como se muesr en a Figura 43 1, exten cuatro cones qe atravesan ls nts dl sistema: a suspension de
{eementacn e codyovane liado y lta dei ie. Los componente de ets cones: ea, anamicin
ne aa reprictanen a Tabl 43 La tai a dividen os sections mayoria Envaday Salida.
En rs masa que ee oabandaa el tem cada or; ls unidades liad so k. Puesto quel
‘ada y tonel falo salen dl sistema no exe eas ar ets comes en apart queda de taba Por
‘lami, no ense ends paa la suspen de fermentación o cosuvane en La pare Salida de a abla La
Loi Le
‘Andis
© Especcor cualquier suposición.
proces opera en estao estacionario
litera no ene fugas
{Xft no conte dos
Tas llas no abserbeno desprenden kanamicina dra la raid
coadyuvante est eco
fa fae liquid de la suspensión, excoyedo a kamen, puede considera agua.
(ip Recoger yerpejfear calque at adicional qe se neces
En ete cso nos necestan mis ts.
Seleccion y especificar una base de deu
Ta ban de lo so los 120 kg de suspensi que enana five, o hora
Gv) Escribir los compuestos exit algun, que són iolucrados enla acción
No exis componentes envuetos en A rai.
(9) Eier lo ecnactn general del balance de materia apropiada
(sca e encuen en estado estacionado y no exite rain, por que la cució löna es a (43).
(© Crear un abla de deal mostrando todos os components de odos ls corrientes que pasan avs del lite
cinema: Epacfcar a unidades nds en tbl.nroducir todas ls comidodes desconocidos
‘Como se muesr en a Figura 43 1, exten cuatro cones qe atravesan ls nts dl sistema: a suspension de
{eementacn e codyovane liado y lta dei ie. Los componente de ets cones: ea, anamicin
ne aa reprictanen a Tabl 43 La tai a dividen os sections mayoria Envaday Salida.
En rs masa que ee oabandaa el tem cada or; ls unidades liad so k. Puesto quel
‘ada y tonel falo salen dl sistema no exe eas ar ets comes en apart queda de taba Por
‘lami, no ense ends paa la suspen de fermentación o cosuvane en La pare Salida de a abla La
a Ppa de sn de ir
mas total decada comiene se muestra enn lima columns de cía pare de a ala. La canas total decada
ae cé hac Jene hc fcr esta en ima Inrducias na bats as cre
cdas xine varias ss que nos comen todavia las cules se han marcado con un nerogane.
a = os
i Callar las cantidades desconocidas apando la ecuación del blanc de materi
aceasta. coles cada fla y cou por separado, Ens fis que representa a suena
eel mas le a contente sde AD y e Conoce amas de ada component excepto a dela
ad agus ped elle como la irc cre 120k y a sum de los components conocidos: (120
105.0 = 11274 ky Ea mas eau aid inducida nl Tabla 432. La fa para el ondpuvante th
Capo o Tata ES ya que no een ea o Rasamiia en ls eras tones, qu se spone quese
a ar Podemos ar entonces la la nal de a pote Barada dela bla; os números de ex fl se
sudo ls valores de cada column vec La masa tal de células que entran al sema en todas las
cs 073072 la amical que en ex OOK te. La masa ol e odos los componentes alienta
‘Svat ttc el Sa de lima colma de spat ties: (12010) ky = 130k. En la are Salida puede
Straelen. Sha supuesto queno exten sos, como células o condyuvant, nel iad
mas de aguacnel vedo es (12.05) 11195 g. Poo todavia os cono la compesició completa
Si lamas de lato lito.
‘bie 4032 ‘ba compet el alae de mater A)
Supe defememcin 72 006 0 uam 0
Para completa la aba, debe considera I ccuacón del balance e materia propladapar es problems, ide
RD) En anc de ess sta cosción pued alce ala mas tota y a la mas de cada componente del
Balance de masa total
1501 de mas tl que entra mas tot que sale
‘Masa total que le 130,
mas total decada comiene se muestra enn lima columns de cía pare de a ala. La canas total decada
ae cé hac Jene hc fcr esta en ima Inrducias na bats as cre
cdas xine varias ss que nos comen todavia las cules se han marcado con un nerogane.
a = os
i Callar las cantidades desconocidas apando la ecuación del blanc de materi
aceasta. coles cada fla y cou por separado, Ens fis que representa a suena
eel mas le a contente sde AD y e Conoce amas de ada component excepto a dela
ad agus ped elle como la irc cre 120k y a sum de los components conocidos: (120
105.0 = 11274 ky Ea mas eau aid inducida nl Tabla 432. La fa para el ondpuvante th
Capo o Tata ES ya que no een ea o Rasamiia en ls eras tones, qu se spone quese
a ar Podemos ar entonces la la nal de a pote Barada dela bla; os números de ex fl se
sudo ls valores de cada column vec La masa tal de células que entran al sema en todas las
cs 073072 la amical que en ex OOK te. La masa ol e odos los componentes alienta
‘Svat ttc el Sa de lima colma de spat ties: (12010) ky = 130k. En la are Salida puede
Straelen. Sha supuesto queno exten sos, como células o condyuvant, nel iad
mas de aguacnel vedo es (12.05) 11195 g. Poo todavia os cono la compesició completa
Si lamas de lato lito.
‘bie 4032 ‘ba compet el alae de mater A)
Supe defememcin 72 006 0 uam 0
Para completa la aba, debe considera I ccuacón del balance e materia propladapar es problems, ide
RD) En anc de ess sta cosción pued alce ala mas tota y a la mas de cada componente del
Balance de masa total
1501 de mas tl que entra mas tot que sale
‘Masa total que le 130,
72 kg de células que entran = células que sa
‘Colas que sen = 7289
otencedehanamicina
‘Ds kg de Kanai que ctra = kana que ae
Kanamieia que ae = 000.
alone de codnante de ración
TO kg conan que en = condyovant qu sale
Cravate que ao = 101
Balance de agua
274g de agua que eran agua qe sae
Agua quelo 11274
Es resaltados inducen la li ade pate Salita de Tabla 4E3 2; en asencia de ración esta aes
Fee kenn an ml ea parte Estrada, Las masas dos componente para lata del ie pueden rellenar
Sere to licencia cre los meros ena ia final las de cada component enel Mado Témes iempo
Da in ba 32, debe coment como wefan do obteniendo cada un de ess nme.
{id Conprobar pe ls rar son ronabis y tienen sentido
Los ados balance de mate deben comprobarse. Coprs qu todas ls columnas y ss ea Tabla 432
suman ls ties mostrados
(O Conesa las cuenesespefcas preguntado eel problem.
El porcmajde guide en stra de io puede alu a and os resultados de Tabla 4832. El porcetje
Ge hose biene dividido la masa de agua en la toa del i ene la mas de esta orient
omis
«1002439
‘ita concerti de kanamicin en et quid sólo el 0048, masa dekanamcia e, proximadamente
SES 07985 36% 10"
100 dl
Sin bag se sab dela Tabla 43.2 qu ena to el lo exite 001 kg de kanamica; oro tato, (001-365:
1070 1a 0.096 hy de kanameina,Supoiend qu las tl o abocben Kanamicina, en el coxyuvane det
‘cael 00096 de Kanaicinn, Pest que ein 10 K coalyuvante, a aramicna bsrbda pr cada kg de
atunes
0.00965
=96x 10" tete
(Espec ls respuestas claramente y sn ambigiedade, comprobando ls cs significa
(6) El comenido gid e I tor de floes 148.
(0) La comida de kanamicina asctiapoe coadyuvante es 96% 107 RE KE
‘Colas que sen = 7289
otencedehanamicina
‘Ds kg de Kanai que ctra = kana que ae
Kanamieia que ae = 000.
alone de codnante de ración
TO kg conan que en = condyovant qu sale
Cravate que ao = 101
Balance de agua
274g de agua que eran agua qe sae
Agua quelo 11274
Es resaltados inducen la li ade pate Salita de Tabla 4E3 2; en asencia de ración esta aes
Fee kenn an ml ea parte Estrada, Las masas dos componente para lata del ie pueden rellenar
Sere to licencia cre los meros ena ia final las de cada component enel Mado Témes iempo
Da in ba 32, debe coment como wefan do obteniendo cada un de ess nme.
{id Conprobar pe ls rar son ronabis y tienen sentido
Los ados balance de mate deben comprobarse. Coprs qu todas ls columnas y ss ea Tabla 432
suman ls ties mostrados
(O Conesa las cuenesespefcas preguntado eel problem.
El porcmajde guide en stra de io puede alu a and os resultados de Tabla 4832. El porcetje
Ge hose biene dividido la masa de agua en la toa del i ene la mas de esta orient
omis
«1002439
‘ita concerti de kanamicin en et quid sólo el 0048, masa dekanamcia e, proximadamente
SES 07985 36% 10"
100 dl
Sin bag se sab dela Tabla 43.2 qu ena to el lo exite 001 kg de kanamica; oro tato, (001-365:
1070 1a 0.096 hy de kanameina,Supoiend qu las tl o abocben Kanamicina, en el coxyuvane det
‘cael 00096 de Kanaicinn, Pest que ein 10 K coalyuvante, a aramicna bsrbda pr cada kg de
atunes
0.00965
=96x 10" tete
(Espec ls respuestas claramente y sn ambigiedade, comprobando ls cs significa
(6) El comenido gid e I tor de floes 148.
(0) La comida de kanamicina asctiapoe coadyuvante es 96% 107 RE KE
Obsérvesequenel Ejemplo 43 ns proporcion co
posición completa de ln suspension de fermentación. Se dan
las concentraciones de célula y de Kanamiin; in mbar
o. probablemente la suspensión cone una gran aie
de tros componentes como cabines, mine
rales vitaminas, mino£cidos y ero products de ferme.
tacón. Estos componentes se han ignorado enel balance de
mater ya que s ha considerado que la fase lida de la
suspensión está compuesta únicamente por agua Esta sup
sición es razonable ya que laconcención de ssands
sluts nos caldos de fementcióne eneralmente muy
Pequeña; e agua e los alos agotados representa más del
0% de aa gi.
Obxénese también queen est problema as mass de a+
uno de os componentes can frets en vario des
de magaitad; po ejemplo, la mata de kanameia en ei
ado era del orden de 10 mientras que la masa total de sta
comient ea del orden de 1° La masa de agua calculada
por diferencia supone la resta de ua cani muy pequeña
¿cuna cantidad muy grade y acarrea més cir irc
vas de garam. Esta sición es carter de a mayor
ri de los balances de materia en process biológicos, fos
(les se caracterizan por liar soluciones diia, pe
ques concentraciones de producto y grandes comidas
de agua Sin embargo, aunque en el balance de materia se
trabaje con exceso de cifras sgiicativas, las repuestas
male deben expresas de cuerdo a exact de los ds
El ejemplo anterio muestra el procedimiento de ls ba
lances de materia para un proceso simple en estado estao
ui sin exccón. Enel ejemplo 4 se muestra un balance
“de mue integral paru sistema cscontinao sin eas,
Ejemplo 44 Mezclado discontinuo
Un cor de maz but contiene 2.5% de ander inveid y 50% de gu el esto puede considerarse sólido. Una melaza
de remolacha que conten 50% de scroa, 1% de aca iver, 18% de agua y el resi sis se mescla concl eee
de mui en un anque de mezcla. Se ade agua para ri un mezcla de ander dia que conc 2% en tse ds
azdcar invert, Se alimentan a anque 125 k de hee de mal y 3 gd Mas
(6) ¿Qué cantidad de agua e necesi?
(©) ¿Cuál esla concentración de sacarosa en a mezcla ina
Solución
1. Planicanieno
© Diagrama de jes.
El diagrama de jos d este proceso discoinuo se muestran la Figur 4,1. diferencia dela Figur 43.1 donde
las cien representan fos continus de eiada y salida ls contes de la Figur ACA] Econ an
Añadida o recogida al principio y al final el proceso de mel, especiamenta,
( Limite del sistemas
Elimite de sistema se indica a Figur 4841
Andie
© Siposicions
o existen fugas
=, Fo existe inversion de sacarosa para edu ls azúcares o cualquier ta eación
(i) Dato adicionales
[Nose necesitan más dts.
Gi) Base de leo,
125 kg decor de mafz bao
(i) Compuesto involucrados enla reacción
Noexisten components que scene.
(9) Ecuación del balance de nuera.
La ecuación apropiada de balance de mute e la runeidn (43)
mas que entr = misa que sae
posición completa de ln suspension de fermentación. Se dan
las concentraciones de célula y de Kanamiin; in mbar
o. probablemente la suspensión cone una gran aie
de tros componentes como cabines, mine
rales vitaminas, mino£cidos y ero products de ferme.
tacón. Estos componentes se han ignorado enel balance de
mater ya que s ha considerado que la fase lida de la
suspensión está compuesta únicamente por agua Esta sup
sición es razonable ya que laconcención de ssands
sluts nos caldos de fementcióne eneralmente muy
Pequeña; e agua e los alos agotados representa más del
0% de aa gi.
Obxénese también queen est problema as mass de a+
uno de os componentes can frets en vario des
de magaitad; po ejemplo, la mata de kanameia en ei
ado era del orden de 10 mientras que la masa total de sta
comient ea del orden de 1° La masa de agua calculada
por diferencia supone la resta de ua cani muy pequeña
¿cuna cantidad muy grade y acarrea més cir irc
vas de garam. Esta sición es carter de a mayor
ri de los balances de materia en process biológicos, fos
(les se caracterizan por liar soluciones diia, pe
ques concentraciones de producto y grandes comidas
de agua Sin embargo, aunque en el balance de materia se
trabaje con exceso de cifras sgiicativas, las repuestas
male deben expresas de cuerdo a exact de los ds
El ejemplo anterio muestra el procedimiento de ls ba
lances de materia para un proceso simple en estado estao
ui sin exccón. Enel ejemplo 4 se muestra un balance
“de mue integral paru sistema cscontinao sin eas,
Ejemplo 44 Mezclado discontinuo
Un cor de maz but contiene 2.5% de ander inveid y 50% de gu el esto puede considerarse sólido. Una melaza
de remolacha que conten 50% de scroa, 1% de aca iver, 18% de agua y el resi sis se mescla concl eee
de mui en un anque de mezcla. Se ade agua para ri un mezcla de ander dia que conc 2% en tse ds
azdcar invert, Se alimentan a anque 125 k de hee de mal y 3 gd Mas
(6) ¿Qué cantidad de agua e necesi?
(©) ¿Cuál esla concentración de sacarosa en a mezcla ina
Solución
1. Planicanieno
© Diagrama de jes.
El diagrama de jos d este proceso discoinuo se muestran la Figur 4,1. diferencia dela Figur 43.1 donde
las cien representan fos continus de eiada y salida ls contes de la Figur ACA] Econ an
Añadida o recogida al principio y al final el proceso de mel, especiamenta,
( Limite del sistemas
Elimite de sistema se indica a Figur 4841
Andie
© Siposicions
o existen fugas
=, Fo existe inversion de sacarosa para edu ls azúcares o cualquier ta eación
(i) Dato adicionales
[Nose necesitan más dts.
Gi) Base de leo,
125 kg decor de mafz bao
(i) Compuesto involucrados enla reacción
Noexisten components que scene.
(9) Ecuación del balance de nuera.
La ecuación apropiada de balance de mute e la runeidn (43)
mas que entr = misa que sae
o
Dés de merca
(© Taba decal,
La
I ABA. must tds as canidades expresadas eg Las fl y columns ea pare de abla han sido
complets tanto como hasido posible pant delormasiónpopororad Pin ds camidades desconoció
ue han expresado co Simbolos: a masa de spun ña Wy a mata el mel product.
(© Cto del balance de materia.
(470409 ig de masa ta que enr = Pg de masa toa que sl,
LE o
Dés de merca
(© Taba decal,
La
I ABA. must tds as canidades expresadas eg Las fl y columns ea pare de abla han sido
complets tanto como hasido posible pant delormasiónpopororad Pin ds camidades desconoció
ue han expresado co Simbolos: a masa de spun ña Wy a mata el mel product.
(© Cto del balance de materia.
(470409 ig de masa ta que enr = Pg de masa toa que sl,
LE o
75h de ars venidos que eta = (2027) k e anne venidos que sen.
35752002?
Er
Under en (hy
Was
Balance de socoora
225 kg de sacra qe entran sacas que sal
Sacra que sale = 225 Kg
alone de slds
TA k de idos qe eran slds que sae
Sos que len = 73.325 kg
Baloncede 0
(706+ Wy kg que sra = 1,0 que ae
land el salad de +
7935 kg de HO que entran FLO que sale
HO queso = 79.35 kp.
Fs restado permiten completaba del ane de me, a como e muestran Tabla 442
bis AA Ta comp de ae dem)
same = S as >
(9 Comproción de suas.
Todas iy columnas de Tabla 4542 conven content
4. Fiattación
© Cuesanes especias.
agua necesaria es 87 kg. La concentración de scaoa en a mezla product
35752002?
Er
Under en (hy
Was
Balance de socoora
225 kg de sacra qe entran sacas que sal
Sacra que sale = 225 Kg
alone de slds
TA k de idos qe eran slds que sae
Sos que len = 73.325 kg
Baloncede 0
(706+ Wy kg que sra = 1,0 que ae
land el salad de +
7935 kg de HO que entran FLO que sale
HO queso = 79.35 kp.
Fs restado permiten completaba del ane de me, a como e muestran Tabla 442
bis AA Ta comp de ae dem)
same = S as >
(9 Comproción de suas.
Todas iy columnas de Tabla 4542 conven content
4. Fiattación
© Cuesanes especias.
agua necesaria es 87 kg. La concentración de scaoa en a mezla product
ns
x100= 126%
1m
GD Respuesta.
(a) Senecestan 8.75 de agua
(®) La meri ect contene 13% de serosa
os aaces de mater n sistemas action ges utilizarse ls relaciones stequiométicas además de las
meme más complicados qe los modos enla Ejemplos. ecuaciones el balance de mates. En los Ejemplos 45 y
47. Para resolver o problemas con eco een 4.65 muestra como solves
Ejemplo 45 Fermentación del ácido acético en continuo
La boca Aetobactr ae conviene el tano en ácido acc en condicions soba. Se propone un proceso de
fermenaión en conn para produce de vinagre lizado células no vals de. ee! inmoniizadas sobr la
Apec de padres eli a producción e cdo acético sde 2 kr! anque la concentración máxima de
‘eld acc oleada por lacie e 12% Se bombe ai al ementador a una velocidad de 200 mo
(a) ¿Qué caida mínima de tanos necesa?
(0 ¿QUE mima cani de und liza par ii el co! cone fia de ea inhibin del ido?
(©) ¿Cuáles a composición del as de sald el fermentador?
1. Planeamiento
(O Diagroma de jos
Fl iagama d fj del proceso se muestren la Figura SL
= d =
x100= 126%
1m
GD Respuesta.
(a) Senecestan 8.75 de agua
(®) La meri ect contene 13% de serosa
os aaces de mater n sistemas action ges utilizarse ls relaciones stequiométicas además de las
meme más complicados qe los modos enla Ejemplos. ecuaciones el balance de mates. En los Ejemplos 45 y
47. Para resolver o problemas con eco een 4.65 muestra como solves
Ejemplo 45 Fermentación del ácido acético en continuo
La boca Aetobactr ae conviene el tano en ácido acc en condicions soba. Se propone un proceso de
fermenaión en conn para produce de vinagre lizado células no vals de. ee! inmoniizadas sobr la
Apec de padres eli a producción e cdo acético sde 2 kr! anque la concentración máxima de
‘eld acc oleada por lacie e 12% Se bombe ai al ementador a una velocidad de 200 mo
(a) ¿Qué caida mínima de tanos necesa?
(0 ¿QUE mima cani de und liza par ii el co! cone fia de ea inhibin del ido?
(©) ¿Cuáles a composición del as de sald el fermentador?
1. Planeamiento
(O Diagroma de jos
Fl iagama d fj del proceso se muestren la Figura SL
= d =
(i Lite de sistema
Elite dl soma s muestra ela Figura ES
Gi) Ecuación de la racine
En senc decrecimiento celulas mantenimiento cr metabolismo del susto, lactacin e laresciónes:
HOH +0, +CHCOOH +O.
(Gano) "Geld cio)
© Suposiiones.
do een fat
ad ne es eco
al volunen del gas moles
os produce evporción dl no, H,O 0 id éco
acer de enol es completa
canal la somente ara roch de Sido sco por part de ns células; o existen rai
pulls
= Tournee oxigen ex ofiintemento pia para spi demands de as colas
= ta concenración de cido acético ena cortente producto es el 12%
(6) Datos adicionales
Pass molles. col =46
is ct = 60
Nos
Composición de are: 21% 0, 79% N,
(i) Base de cdo
La ae de ul son os 2 de ácido ace que sudan estes, 6 1 hoa
(09) Compuetorivolucrados e la eae
Lan compos ivolscrados en a acc sn cal, id cin, O, HO. EIN, no intervienen a rención.
(0) Ecuaciones del blanc de materia.
a ecuación del balance de mater apropia para el tano, e Sid ec, O, y HO esla oración (42):
rasa que ra + masa generada = mus que alo + sa consumida
Fara masa tol y eN, I sein apropiada del balance de mate ea (43)
rasa que eta masa que ae
(Taba de cel.
Là ab del Balance d mae con o stos proporcionados se muestra nl Tabla AS ; las unidades son kg, OH
tie no HAses fido cin. Sg de Bid acético representan el 12% en masa de a conte producto, la
Inna told la coat producto debe se 20.12 = 1667 Kg, e span conversión completa de etal, os nos
‘Componentes de conte producto sn ido ack y ai; enc lago ete representar 68% en masa dela
amet proc 1467 ky, Prareprsetr qu conose sobr ese de entrada deben eliza algunos eels
pres
[er
Comenid en 0;=(021) (200 ma): [ma] 1344 1344 kg
Elite dl soma s muestra ela Figura ES
Gi) Ecuación de la racine
En senc decrecimiento celulas mantenimiento cr metabolismo del susto, lactacin e laresciónes:
HOH +0, +CHCOOH +O.
(Gano) "Geld cio)
© Suposiiones.
do een fat
ad ne es eco
al volunen del gas moles
os produce evporción dl no, H,O 0 id éco
acer de enol es completa
canal la somente ara roch de Sido sco por part de ns células; o existen rai
pulls
= Tournee oxigen ex ofiintemento pia para spi demands de as colas
= ta concenración de cido acético ena cortente producto es el 12%
(6) Datos adicionales
Pass molles. col =46
is ct = 60
Nos
Composición de are: 21% 0, 79% N,
(i) Base de cdo
La ae de ul son os 2 de ácido ace que sudan estes, 6 1 hoa
(09) Compuetorivolucrados e la eae
Lan compos ivolscrados en a acc sn cal, id cin, O, HO. EIN, no intervienen a rención.
(0) Ecuaciones del blanc de materia.
a ecuación del balance de mater apropia para el tano, e Sid ec, O, y HO esla oración (42):
rasa que ra + masa generada = mus que alo + sa consumida
Fara masa tol y eN, I sein apropiada del balance de mate ea (43)
rasa que eta masa que ae
(Taba de cel.
Là ab del Balance d mae con o stos proporcionados se muestra nl Tabla AS ; las unidades son kg, OH
tie no HAses fido cin. Sg de Bid acético representan el 12% en masa de a conte producto, la
Inna told la coat producto debe se 20.12 = 1667 Kg, e span conversión completa de etal, os nos
‘Componentes de conte producto sn ido ack y ai; enc lago ete representar 68% en masa dela
amet proc 1467 ky, Prareprsetr qu conose sobr ese de entrada deben eliza algunos eels
pres
[er
Comenid en 0;=(021) (200 ma): [ma] 1344 1344 kg
Contenido en N= (079) 200 mo)
orl tno, amas tol desir que eta = 5.768 kg, Lat mass de, y pueden traine ahora a taba como
‘la 4. Tale lined mar (4)
By W representa las comidos desconocidas de cano y aus cn la corte de alimentación, respectivamente; 6
open masa tl e pas de ala Los inroantes marcados en abla macs ass can cd
une.
Gi Gal de balance de materia y seguiomera
(Como les un componente referencia, tene de mater senil
Beten de,
4424 kg eN, queen N, que sl
que ae 20 hg
Par decias demás cme desconocidas via ands estquemético además delos balances de m
Balonce de He
kg de HAc entra generado» 2kg HAC sae + Ok MAS consi,
Ae gencado= 2
Zag] =3359x10%mat
2ig=2ig. |
‘A pair de la estegiomenda dela rección, esa quel generación de 3.33 x 10 molde HAS necesitars
339310 mo tm de IOH como de O, ye acompaña dela generación de 2339 10° Amel de LO.
1533 kg BOH es consumido
orl tno, amas tol desir que eta = 5.768 kg, Lat mass de, y pueden traine ahora a taba como
‘la 4. Tale lined mar (4)
By W representa las comidos desconocidas de cano y aus cn la corte de alimentación, respectivamente; 6
open masa tl e pas de ala Los inroantes marcados en abla macs ass can cd
une.
Gi Gal de balance de materia y seguiomera
(Como les un componente referencia, tene de mater senil
Beten de,
4424 kg eN, queen N, que sl
que ae 20 hg
Par decias demás cme desconocidas via ands estquemético además delos balances de m
Balonce de He
kg de HAc entra generado» 2kg HAC sae + Ok MAS consi,
Ae gencado= 2
Zag] =3359x10%mat
2ig=2ig. |
‘A pair de la estegiomenda dela rección, esa quel generación de 3.33 x 10 molde HAS necesitars
339310 mo tm de IOH como de O, ye acompaña dela generación de 2339 10° Amel de LO.
1533 kg BOH es consumido
Pi de genia de cr
[sas
3338 x 10"kmol- PÈRE] = 1.067 kg O, sconsumido
ish.
ene
3333 10%4mal ROLE HO es perd.
sta información puede ir pars complets balances de materia el HOH, O HO.
Balance de BOH
OH enr + OK BOUT generado = Og OH Sale + 1.533 k EL consumido
Bolten 1333 kg=E
Bone de 0,
1.344 kg 0, met Ok O, generado» O sl + 1.067 kg O, consumido.
‘Opsle «027718
Entoncs, sumando los componentes O y N, del as de sali:
= (0277 +420) Kg = 4.701 kp
Balance de HO
Wig HO entr + 0.60 gH generada» 1467 H,O sae +O HO consumida
Wo isons.
ado permite completa tba dl balance de materi como se muestren a Tabla ES 2.
ala 48.2 Ta comp dl ase de muta hs)
(iD Comprobocén de estados
Sots ls fs y columnas de Tila 4652 concvetancometamente
4. Finalización
(0 Cuestiones expects.
iene Sia kg. Elagu necesarias 14071. Es de salida contiene 0.277 kg de O,y 4426kE de
[sas
3338 x 10"kmol- PÈRE] = 1.067 kg O, sconsumido
ish.
ene
3333 10%4mal ROLE HO es perd.
sta información puede ir pars complets balances de materia el HOH, O HO.
Balance de BOH
OH enr + OK BOUT generado = Og OH Sale + 1.533 k EL consumido
Bolten 1333 kg=E
Bone de 0,
1.344 kg 0, met Ok O, generado» O sl + 1.067 kg O, consumido.
‘Opsle «027718
Entoncs, sumando los componentes O y N, del as de sali:
= (0277 +420) Kg = 4.701 kp
Balance de HO
Wig HO entr + 0.60 gH generada» 1467 H,O sae +O HO consumida
Wo isons.
ado permite completa tba dl balance de materi como se muestren a Tabla ES 2.
ala 48.2 Ta comp dl ase de muta hs)
(iD Comprobocén de estados
Sots ls fs y columnas de Tila 4652 concvetancometamente
4. Finalización
(0 Cuestiones expects.
iene Sia kg. Elagu necesarias 14071. Es de salida contiene 0.277 kg de O,y 4426kE de
Dado que a composiciones se expresan meme lud porcentajes en volumen © en moles, ets valores
eben convenio a moe
el
nl
À = 0.1580 knot
= 8656x 10° knot
orf tano a caridad molar al del gas de suda 0.1667 mol ys compasión:
656% 107 kmal
= x100=5.19%0,
x100=9488,
QD Ress
Las caidades se exresardn en kg mejor queen kg ar rar matualea contin del proces y la base
‘tilda pra seele
(a) Senecesan 15 kg de tna.
(9) Se deen ilar 1.1 Kg de gua pra dll to del conte de alimentación
(6) La composición del ga de sida del fer
re 828 0, 9485 Ny
Exiten vais aspectos que mersen destaca sobe e
gst ys cid Hee 45. er bs,
us necesidades de Susto ya que ls clas wiizadas en
se proces 0 eran vie
Tn fementcines que utilice tus vivas eben ons
deus crecimiento y otras actividades mec enel
Balance de materi Esto require el conocimien de la
esequiometa del ereeimiete. qe e considera en el
Ejemplo 46 y que se discus on más profundidad en el
Apartado 4 La viizacón de células movies que
Mo crecen el Ejemplo 4 sinfeaa que ls clas o
ran componentes deningona cet de endo de sal
da dl proceso, en generat en la ease, Polo on
do, no ea neces incor a mas de cua en os ls
EL Ejemplo 4: muestral importancia de ls arc
nes de ase. El geo el nitogeno se upon que aba
onan lista ene ga de salda y o formando par
de la coe gus de producto. Est aponicó es
Zorableya que el oxígeno y el gen san may poco.
Soluble en Iiuidos acuoso aunque cone podr
10 leva normalmente algo de gas ist ls camidades
son despreciables, Et suposición puede que no sn cota
Din as un de major ol, omo pr mp,
En el problema anterior, lniógeno no encina
exis mis eun comet de entrada de sia que com
tuviera ngeo, Un tea que pas dirctamente Jura
‘tient ras denomina componente referencia; el
lane de mae de un componer referencias rela
met sei. Los components rfesncason ales ya que
pueden proporciona ocn paris alos problems
de balances de materia ciendo más sencillas solución.
nun determinado proceso puede exist ás de un compo
rent referee.
‘Una de as oposiciones ulizda en el Ejemplo 45 es
que trasferencia de oxígeno se produce deforma pa
Ft oxigeno dete tantes la fe gua deste a ur
ua de gs suministrados al Trmentador aque ls cles
lan el oxigeno en forma isc La vec d este
proceso depedode as condiines dl ul y de ac
icons de operación del fomentado, a como se desc
rá con más delle en ei Capitulo 9. En os problemas Je
eben convenio a moe
el
nl
À = 0.1580 knot
= 8656x 10° knot
orf tano a caridad molar al del gas de suda 0.1667 mol ys compasión:
656% 107 kmal
= x100=5.19%0,
x100=9488,
QD Ress
Las caidades se exresardn en kg mejor queen kg ar rar matualea contin del proces y la base
‘tilda pra seele
(a) Senecesan 15 kg de tna.
(9) Se deen ilar 1.1 Kg de gua pra dll to del conte de alimentación
(6) La composición del ga de sida del fer
re 828 0, 9485 Ny
Exiten vais aspectos que mersen destaca sobe e
gst ys cid Hee 45. er bs,
us necesidades de Susto ya que ls clas wiizadas en
se proces 0 eran vie
Tn fementcines que utilice tus vivas eben ons
deus crecimiento y otras actividades mec enel
Balance de materi Esto require el conocimien de la
esequiometa del ereeimiete. qe e considera en el
Ejemplo 46 y que se discus on más profundidad en el
Apartado 4 La viizacón de células movies que
Mo crecen el Ejemplo 4 sinfeaa que ls clas o
ran componentes deningona cet de endo de sal
da dl proceso, en generat en la ease, Polo on
do, no ea neces incor a mas de cua en os ls
EL Ejemplo 4: muestral importancia de ls arc
nes de ase. El geo el nitogeno se upon que aba
onan lista ene ga de salda y o formando par
de la coe gus de producto. Est aponicó es
Zorableya que el oxígeno y el gen san may poco.
Soluble en Iiuidos acuoso aunque cone podr
10 leva normalmente algo de gas ist ls camidades
son despreciables, Et suposición puede que no sn cota
Din as un de major ol, omo pr mp,
En el problema anterior, lniógeno no encina
exis mis eun comet de entrada de sia que com
tuviera ngeo, Un tea que pas dirctamente Jura
‘tient ras denomina componente referencia; el
lane de mae de un componer referencias rela
met sei. Los components rfesncason ales ya que
pueden proporciona ocn paris alos problems
de balances de materia ciendo más sencillas solución.
nun determinado proceso puede exist ás de un compo
rent referee.
‘Una de as oposiciones ulizda en el Ejemplo 45 es
que trasferencia de oxígeno se produce deforma pa
Ft oxigeno dete tantes la fe gua deste a ur
ua de gs suministrados al Trmentador aque ls cles
lan el oxigeno en forma isc La vec d este
proceso depedode as condiines dl ul y de ac
icons de operación del fomentado, a como se desc
rá con más delle en ei Capitulo 9. En os problemas Je
‘lances de materia se sone ques ls disponen de los clus En aes ass, den lise solo e
Forma incita de odo e oxígeno requerido por acu. verde mers cn as ecuacioes del lane. Eos ie
ción estepioméien. tren lance de sea nepal dl Ejemplo 46] coal
‘Algona veces nes posible resolve Is cantidades des nai ll cn discontinuo de cs que creen para
comida en ls balances de materia fast ut lial de Ta produc de goma ran
Ejemplo 46 Producción de goma xantano
La goma xaiano se produce izado Xanthomonascompesriren un olivo en iscontimó, La experimentos de bo
ri han moscada que por ada gran de lucs liza por abriría se consumen 023 de oxígeno y 001 de
monaco mientas quese ferman 0.75 de goma, 0. gets, 0.27 gue CO, ps 0.13 e HO. Ouoscamponentes
sema como (os pueden despreciar. Un medio que contes glucosa y amoiac set e 2000 ios de
Ma bonis hci un mentor ado y e ica on X comes Se net area emetacr La caia
ita de garde sald eogio durane do proceso es de 1250. Teiedo en cuna llevada viscosidad y ica
Ur mango e ls dislucones de goma nana, a concentra al de goma 0 det ser superior al 3.5% en eso,
(6) ¿Cuánta glucosa y amas e necesa
(0) ¿Qué parents de le en excen es mins?
Solución
0) Diagrama de fo.
El grama de fijos de ce proceso so muestra e la Figura 456.
(i Lite de tem.
E ii dl ea se muestran a Figura 486.1
(Gl) Ecuación de la react
1 ghcos +023 £0, +001 EMI, +07 £ goma «0.9 és +027.C0, +013 g 3,0
© Suporicione
‘aie de eta ye gas eid esta secos
I conversión de cos y del NH ex completa 1 100%
= Aco sae ene gas dale 1
(i) Door aioe
Pesos moleculares: 0,
Gi) Base de otto
1250 kg de gas de sal.
(9) Compuestos involucrados ena roción.
Los compost involucrados lesión son a cos, ONU gms clas, CO, y 1,0, EIN, nO inten ena
rc
(© Ecuaciones de balance de materia.
‘rata locos, 0, NI, goma, él, CO, y HO, ecuaiéa spond esa (4.2)
mas que eta + masa generada = masa que sale + mata count
Para masa tol y eN, cul del ance de materiel (43):
Forma incita de odo e oxígeno requerido por acu. verde mers cn as ecuacioes del lane. Eos ie
ción estepioméien. tren lance de sea nepal dl Ejemplo 46] coal
‘Algona veces nes posible resolve Is cantidades des nai ll cn discontinuo de cs que creen para
comida en ls balances de materia fast ut lial de Ta produc de goma ran
Ejemplo 46 Producción de goma xantano
La goma xaiano se produce izado Xanthomonascompesriren un olivo en iscontimó, La experimentos de bo
ri han moscada que por ada gran de lucs liza por abriría se consumen 023 de oxígeno y 001 de
monaco mientas quese ferman 0.75 de goma, 0. gets, 0.27 gue CO, ps 0.13 e HO. Ouoscamponentes
sema como (os pueden despreciar. Un medio que contes glucosa y amoiac set e 2000 ios de
Ma bonis hci un mentor ado y e ica on X comes Se net area emetacr La caia
ita de garde sald eogio durane do proceso es de 1250. Teiedo en cuna llevada viscosidad y ica
Ur mango e ls dislucones de goma nana, a concentra al de goma 0 det ser superior al 3.5% en eso,
(6) ¿Cuánta glucosa y amas e necesa
(0) ¿Qué parents de le en excen es mins?
Solución
0) Diagrama de fo.
El grama de fijos de ce proceso so muestra e la Figura 456.
(i Lite de tem.
E ii dl ea se muestran a Figura 486.1
(Gl) Ecuación de la react
1 ghcos +023 £0, +001 EMI, +07 £ goma «0.9 és +027.C0, +013 g 3,0
© Suporicione
‘aie de eta ye gas eid esta secos
I conversión de cos y del NH ex completa 1 100%
= Aco sae ene gas dale 1
(i) Door aioe
Pesos moleculares: 0,
Gi) Base de otto
1250 kg de gas de sal.
(9) Compuestos involucrados ena roción.
Los compost involucrados lesión son a cos, ONU gms clas, CO, y 1,0, EIN, nO inten ena
rc
(© Ecuaciones de balance de materia.
‘rata locos, 0, NI, goma, él, CO, y HO, ecuaiéa spond esa (4.2)
mas que eta + masa generada = masa que sale + mata count
Para masa tol y eN, cul del ance de materiel (43):
ura 4261 Digra de aor paraa os ep nano
mein. ———— |
3. Cálculo
(Tabla de tuto
ade ita tabla del balace de moteras necesario realizar algunos lle previo. En prime gat
aaron ee ul ptade 14g, 2000 los de agun ogialn 20000 k, Se la masa desconocida de are
o A bj presión el ar se compo de 21 mol 0, y 79 MOI N; se necesiard determinar lacomposición del
Sie com fain en peso. En 100 molde ie
Gui mu [EE
Contenido de O2 mo mai
comio oe mt (28) 225
Sila masa tral de are en 100 moles (2212+ 672) = 2284 pa composé del aire
one ,
SE x 100 «233 mass 0,
mein. ———— |
3. Cálculo
(Tabla de tuto
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o A bj presión el ar se compo de 21 mol 0, y 79 MOI N; se necesiard determinar lacomposición del
Sie com fain en peso. En 100 molde ie
Gui mu [EE
Contenido de O2 mo mai
comio oe mt (28) 225
Sila masa tral de are en 100 moles (2212+ 672) = 2284 pa composé del aire
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SE x 100 «233 mass 0,
167 ma,
334; la masa de N,e 0,774. Fes la masa total de alimentación y
cil móximaconcetación de goma posible porlo
agua y el Ni del 100%, ichs.
candies conocidas al comienzo
tones, la masa de O enel ir de entrada D
Das lamas ota de rato Los clas se realizarán para
da gore el producto er 00367. Suponiendo un conversion de
een earn pente ee produc a la Tabla 426.1 se mues
problem.
(G9 Cea dé balance de maria y estqulomer
Balance global de materia
(+A) kg mas totlet = (1250+ Pkg masa total sale
FA A 125042
Balance degom
Kg gona era +goma generada» (0.0357) k soma ale + Op gomaconsumida
‘Gorn generada (00857) Kg
De a stquiomenía de a each, a sites d (0357) k de goma necesita
cose :
DIE (yg (001677) cos
SP 02345) =O0107P)KE 0,
0035,
BSP (001 kg) = (0.00870) ke NE
yproduce
nose,
DE 091) Pig colas
334; la masa de N,e 0,774. Fes la masa total de alimentación y
cil móximaconcetación de goma posible porlo
agua y el Ni del 100%, ichs.
candies conocidas al comienzo
tones, la masa de O enel ir de entrada D
Das lamas ota de rato Los clas se realizarán para
da gore el producto er 00367. Suponiendo un conversion de
een earn pente ee produc a la Tabla 426.1 se mues
problem.
(G9 Cea dé balance de maria y estqulomer
Balance global de materia
(+A) kg mas totlet = (1250+ Pkg masa total sale
FA A 125042
Balance degom
Kg gona era +goma generada» (0.0357) k soma ale + Op gomaconsumida
‘Gorn generada (00857) Kg
De a stquiomenía de a each, a sites d (0357) k de goma necesita
cose :
DIE (yg (001677) cos
SP 02345) =O0107P)KE 0,
0035,
BSP (001 kg) = (0.00870) ke NE
yproduce
nose,
DE 091) Pig colas
(0.27) = (001260) ke CO,
ER 01319) = (0.006070) ke LO
Balanced 0,
(02334) kg 0, entra 40K O, generado = 0, se + (201077) 0, consumido.
sale = 02334 001011) ke
EIN, sun componente referencia,
(07674) N ent =N, se
Na (07674) ks
Balance de CO,
Ok CO, entra + (001267) k CO, generado = CO, sale + Ok CO, consumido.
C0, sle= (00126?) kg o
La mas tota de as de sali es 125 kg. Entonces, sumando la caidas de ON, y CO, procedentes de (25)
1250 = (02994 - 00107) +(2767A) + (Q0126P)= + 000198
‘A= 1250-00019? o
Balance de glucosa
locos entra +0 K glucosa onerada = Ok gen sl + (0.0467) kg plus consumida,
Toro entra = (0.04679) Ks.
Balance de Nt,
NH entra + Ok NH, generado» 0 Kg NI, sale + (0.000477) k NH, consumido
Ni era (0.000477)
m ghcos entr + NH, entra + aguanta
De(@y Or
2.4670) kg + (0.00047 +2000 ke
= 0000+ 0.0717) kg,
Susitayendo 9 (en (1)
"00000 + 04710) + (1250 10019") = 1250 + P)
‘Goma sale = 73321.
Susiuyendo et resaltado en (5) (0:
F=20088.1 kg
ER 01319) = (0.006070) ke LO
Balanced 0,
(02334) kg 0, entra 40K O, generado = 0, se + (201077) 0, consumido.
sale = 02334 001011) ke
EIN, sun componente referencia,
(07674) N ent =N, se
Na (07674) ks
Balance de CO,
Ok CO, entra + (001267) k CO, generado = CO, sale + Ok CO, consumido.
C0, sle= (00126?) kg o
La mas tota de as de sali es 125 kg. Entonces, sumando la caidas de ON, y CO, procedentes de (25)
1250 = (02994 - 00107) +(2767A) + (Q0126P)= + 000198
‘A= 1250-00019? o
Balance de glucosa
locos entra +0 K glucosa onerada = Ok gen sl + (0.0467) kg plus consumida,
Toro entra = (0.04679) Ks.
Balance de Nt,
NH entra + Ok NH, generado» 0 Kg NI, sale + (0.000477) k NH, consumido
Ni era (0.000477)
m ghcos entr + NH, entra + aguanta
De(@y Or
2.4670) kg + (0.00047 +2000 ke
= 0000+ 0.0717) kg,
Susitayendo 9 (en (1)
"00000 + 04710) + (1250 10019") = 1250 + P)
‘Goma sale = 73321.
Susiuyendo et resaltado en (5) (0:
F=20088.1 kg
O, ctra» 282.048
Net =9282
resultados par calcula, Ay en 2), (3.0 (6)y 0%
578Ks
Nil 29282 ke
Cb, sle= 2639 kg
Guns coma = 978.3 kg
N ea m9 kg
Oi céuls entran (209427) Kg clas goneadas = cls salen +0 Kg células consomidas
Colas sen = (0.00027) kg
États sen = 80
20000 kg O entra +(0.00607F H,O gerad = H,O sale + OK LO consumida.
1, sale > 20000 + (2006070) ks,
HO sale = 2012725
Estos dos han incluido en a Tabla 62
¿Gi Comprobación de resaltado.
Todas a fas y columnas de la Tabla 462 concuerdan cometamente enr del erde redondeo permis.
(0) Cuestiones especificas
Com pucdeobservars en la tbla completa del balance de materia se coesitn 978.3 k de glucosa y 9 de NI,
potent de excesos calla mediante I ecuación (235) en unidades de kg:
(A 0, present k O, neesropararescionar
es mpiamene col susto it) gp
(iO, ces para eacioar completamente
on el soto iia)
Fa espa, rt I loca cou el mic sas sustos ins. A partir la etquiome y el
tabla del balance de maten e ocn que la masa de oxígeno ceo para rxecioar completamente con 978.3 kg
de geo y 9.8 kg de NH,
Net =9282
resultados par calcula, Ay en 2), (3.0 (6)y 0%
578Ks
Nil 29282 ke
Cb, sle= 2639 kg
Guns coma = 978.3 kg
N ea m9 kg
Oi céuls entran (209427) Kg clas goneadas = cls salen +0 Kg células consomidas
Colas sen = (0.00027) kg
États sen = 80
20000 kg O entra +(0.00607F H,O gerad = H,O sale + OK LO consumida.
1, sale > 20000 + (2006070) ks,
HO sale = 2012725
Estos dos han incluido en a Tabla 62
¿Gi Comprobación de resaltado.
Todas a fas y columnas de la Tabla 462 concuerdan cometamente enr del erde redondeo permis.
(0) Cuestiones especificas
Com pucdeobservars en la tbla completa del balance de materia se coesitn 978.3 k de glucosa y 9 de NI,
potent de excesos calla mediante I ecuación (235) en unidades de kg:
(A 0, present k O, neesropararescionar
es mpiamene col susto it) gp
(iO, ces para eacioar completamente
on el soto iia)
Fa espa, rt I loca cou el mic sas sustos ins. A partir la etquiome y el
tabla del balance de maten e ocn que la masa de oxígeno ceo para rxecioar completamente con 978.3 kg
de geo y 9.8 kg de NH,
SE 0231) = 230150,
La masa sumida es 2820 kg entonces
220-250 ge
250
(i Respuesta.
(a Se cesan 980g deacon y 98g
(9) e soins con un exces de 25%
4.5 Balances de materia con corrientes or hemp consis lt eign 44 À
Me restes desrler varaen fermentación gastados a que as ólla sn losctaizadores
sn los pocas de fermentación, Las cll necesitan un
‘postive separación, como puede ser un culazo
unr einen por Enea us pop
is pala rei
‘do, ponen ise
Sistema. EI sistema I representa el proceso global de
Aubin solamente acorn de aliment fs
y la dt pasat final avisan lite el izena.
process sencillo de una unidad. Sin embargo, en las in
Sosa de Biopoceos es normal encontrar sistemas ens
purgas En la Figur 43 se muestran os diagramas de jo
inte pa der tdo ls calls más
-
@
La masa sumida es 2820 kg entonces
220-250 ge
250
(i Respuesta.
(a Se cesan 980g deacon y 98g
(9) e soins con un exces de 25%
4.5 Balances de materia con corrientes or hemp consis lt eign 44 À
Me restes desrler varaen fermentación gastados a que as ólla sn losctaizadores
sn los pocas de fermentación, Las cll necesitan un
‘postive separación, como puede ser un culazo
unr einen por Enea us pop
is pala rei
‘do, ponen ise
Sistema. EI sistema I representa el proceso global de
Aubin solamente acorn de aliment fs
y la dt pasat final avisan lite el izena.
process sencillo de una unidad. Sin embargo, en las in
Sosa de Biopoceos es normal encontrar sistemas ens
purgas En la Figur 43 se muestran os diagramas de jo
inte pa der tdo ls calls más
-
@
sant a
Ades pun alias tance de ata sepnados para
a unid del process: el mercados el fermen y el
Ejemplo poda propane el mezclador e fermentador, 0
on reciclció hacen necesario telar un bal
rates indios! para cda sistema dico. Depen
‘dod ander conocidas yd a infomación dopo
ble pude sr necesario reali el als de más de un
sistema anes de conoce los caudales mics y compol
fo implica que su eso desde cl puto de ist con
{cept sa más di. Ent iron strate ste io
e sistemas Ejemplos de cómo resolver os b
erie proceso con varias unidades pueden
Se loss de texto conven
46 Estequiometría del crecimiento
y formación de producto
servación dela matena para determinar las cantidades des
Ades pun alias tance de ata sepnados para
a unid del process: el mercados el fermen y el
Ejemplo poda propane el mezclador e fermentador, 0
on reciclció hacen necesario telar un bal
rates indios! para cda sistema dico. Depen
‘dod ander conocidas yd a infomación dopo
ble pude sr necesario reali el als de más de un
sistema anes de conoce los caudales mics y compol
fo implica que su eso desde cl puto de ist con
{cept sa más di. Ent iron strate ste io
e sistemas Ejemplos de cómo resolver os b
erie proceso con varias unidades pueden
Se loss de texto conven
46 Estequiometría del crecimiento
y formación de producto
servación dela matena para determinar las cantidades des
era Cones dl oo, ua
à)
LY
e209,
e
conocidas que entran o salen de ls blprocess, Para ls
ies de materia con tión, como ls els Ejempls
Sy si, debe concer además la estequiomenía dela
‘alia Chand exist crecimiento cell, as célula son
product de rió y ben, po tanto star presents
Guten cunt de a rección En este apart se mos
{ar moe omaan ls ecunciones de a real dere
mien y de seis del producto. Laesteuiomeirta
Abd poses muchas aplicaciones en bloproesao: al
ren gus en los balances de mates y energía, puedo ui
‘Bie fre comparar rendimientos de produc eco y
pienses, comprobar la consistencia elo dts de
ción experimentales ormular medios de mación.
46:1 Estequiometría del crecimiento
y balances elementales
pesar desu compil yde qu exe miles de each
son inracltrs, el crecimiento de as células bedece à
fairy de conservacion de a mute. Todos ls átomos de
on, heen, oxígeno, nico y tos elementos
sumidos durante el ereimieno se incorporan a as oe
Seti o eexplsan como products Centrado mes
{ea nié en als compactos consumidos o produc
tos en eamidades significativas, fos Únicos producto
users formados ton CO, y HO, el crecimiento
‘Seto alla puede escri mediante asian
HON, +40,+bHON,— HON, + ACO, +eMO
as
Enta euch 4.0, CON, sta emul química que
representa el sua or eo par I ios, w = 6
iy y ¢= D HON, esla fómala química del
Teenie nitrogen yCHLO)N, esla erat química de
omas scot ob ed son os eines stqio-
éticos La ecuación 4.4) se serie tomando como refe-
‘Boles de O, se forman d moles de CO, pr cada mol de
Tout nt jonao ec. Como se moet ena Fur 4,
Ecuación representa un punto de vista macroscópica del
mean a que ignora sur della del ise
‘May enlaza únicamente aqueos componentes que pr
Fun cabinet co cl ambient que erden. A
Ba de a Simplcaad a sprximación macroscópica
Pia na heruminta muy Gl e el andi emmodinó-
nico. La ecacn (8) no nly gran Cantidad de com.
Gais como el ATP y el ADNH ue iteganel meto
Troy qusften cambios cios nas llas pero que po
Puf cambios ets con el ambiente Podrían también in
ee compuestos tales como ls vtinas y minrleso-
à)
LY
e209,
e
conocidas que entran o salen de ls blprocess, Para ls
ies de materia con tión, como ls els Ejempls
Sy si, debe concer además la estequiomenía dela
‘alia Chand exist crecimiento cell, as célula son
product de rió y ben, po tanto star presents
Guten cunt de a rección En este apart se mos
{ar moe omaan ls ecunciones de a real dere
mien y de seis del producto. Laesteuiomeirta
Abd poses muchas aplicaciones en bloproesao: al
ren gus en los balances de mates y energía, puedo ui
‘Bie fre comparar rendimientos de produc eco y
pienses, comprobar la consistencia elo dts de
ción experimentales ormular medios de mación.
46:1 Estequiometría del crecimiento
y balances elementales
pesar desu compil yde qu exe miles de each
son inracltrs, el crecimiento de as células bedece à
fairy de conservacion de a mute. Todos ls átomos de
on, heen, oxígeno, nico y tos elementos
sumidos durante el ereimieno se incorporan a as oe
Seti o eexplsan como products Centrado mes
{ea nié en als compactos consumidos o produc
tos en eamidades significativas, fos Únicos producto
users formados ton CO, y HO, el crecimiento
‘Seto alla puede escri mediante asian
HON, +40,+bHON,— HON, + ACO, +eMO
as
Enta euch 4.0, CON, sta emul química que
representa el sua or eo par I ios, w = 6
iy y ¢= D HON, esla fómala química del
Teenie nitrogen yCHLO)N, esla erat química de
omas scot ob ed son os eines stqio-
éticos La ecuación 4.4) se serie tomando como refe-
‘Boles de O, se forman d moles de CO, pr cada mol de
Tout nt jonao ec. Como se moet ena Fur 4,
Ecuación representa un punto de vista macroscópica del
mean a que ignora sur della del ise
‘May enlaza únicamente aqueos componentes que pr
Fun cabinet co cl ambient que erden. A
Ba de a Simplcaad a sprximación macroscópica
Pia na heruminta muy Gl e el andi emmodinó-
nico. La ecacn (8) no nly gran Cantidad de com.
Gais como el ATP y el ADNH ue iteganel meto
Troy qusften cambios cios nas llas pero que po
Puf cambios ets con el ambiente Podrían también in
ee compuestos tales como ls vtinas y minrleso-
maton drat metabolism, anque estos actores dec
mino se consumengenealmene cn an pequeñas can
eso cotbción a a etqulomatr y enr
En clé (8), a Domasss representa po a fr
Ma CHOWN, No exis objeción agur. aque exit una
Formula moler par desee cells, aque ésta 00
Le algue omalnenée en blot La féul muss sim
ee la composición dela biomasa. Com se must
la Tabla A, los mirorgnismos como I Escherichia
ai comiene una ran vanedad de elementos auque el
59983 In biomas sá consid por cut elementos
Mayor C,H, Oy N En a Taba 43 se most as
“opi de varas spcis en términos de eos cuatro
Smet. Las felis moses en a Tabla 43, como
Sloman seca, enn como aso de referenc un tomo de
(Cin en total de Boa formada durante el rc
Fono puede clar mediante el coefcent esto
bio dea cussion (44). Las aces eden eer
‘onenos de agen gerimente mayores (1-14) que
fos hongos (639.0) (4) Para determinadas especie, la
Composición cllar depende también de ls condiciones de
‘oy el astro wird; deals diferentes Gr
fasde Tabl 23 par un mismo anise, Sin eng,
e dear qe os resaltados son muysimiares pack
Haas y condicions iny ifernes. Por ll, cuando nose
one de la composición puedo uilizaci como ¡mula
general CH, Ms El speso molecular modi dela
Soma basi en x contenidos de C,H, Oy Nes poro
tano 246, aungoe existe normalmente un 510% de ceniza
Fosa que no se incluye ena femal.
cas coeficientes esteqiométicos hc dy e. Una vez
Sens fórmula de atoms, estr Coeficiente pue
clear median ls procedienos normales dels
cine de blanc det, mediante balances le
{des y soli sitnea de ecuaciones
cede: waetd
Balance de He x + bp care
th= cf 2d v6
Balance de Ne + dime es
Obsérvese que eisen eine ects desconocidos a
1.0.43) foro sólo ua canciones de balances, Esto
Sigla que e necesa lgun informació adicional para
mino se consumengenealmene cn an pequeñas can
eso cotbción a a etqulomatr y enr
En clé (8), a Domasss representa po a fr
Ma CHOWN, No exis objeción agur. aque exit una
Formula moler par desee cells, aque ésta 00
Le algue omalnenée en blot La féul muss sim
ee la composición dela biomasa. Com se must
la Tabla A, los mirorgnismos como I Escherichia
ai comiene una ran vanedad de elementos auque el
59983 In biomas sá consid por cut elementos
Mayor C,H, Oy N En a Taba 43 se most as
“opi de varas spcis en términos de eos cuatro
Smet. Las felis moses en a Tabla 43, como
Sloman seca, enn como aso de referenc un tomo de
(Cin en total de Boa formada durante el rc
Fono puede clar mediante el coefcent esto
bio dea cussion (44). Las aces eden eer
‘onenos de agen gerimente mayores (1-14) que
fos hongos (639.0) (4) Para determinadas especie, la
Composición cllar depende también de ls condiciones de
‘oy el astro wird; deals diferentes Gr
fasde Tabl 23 par un mismo anise, Sin eng,
e dear qe os resaltados son muysimiares pack
Haas y condicions iny ifernes. Por ll, cuando nose
one de la composición puedo uilizaci como ¡mula
general CH, Ms El speso molecular modi dela
Soma basi en x contenidos de C,H, Oy Nes poro
tano 246, aungoe existe normalmente un 510% de ceniza
Fosa que no se incluye ena femal.
cas coeficientes esteqiométicos hc dy e. Una vez
Sens fórmula de atoms, estr Coeficiente pue
clear median ls procedienos normales dels
cine de blanc det, mediante balances le
{des y soli sitnea de ecuaciones
cede: waetd
Balance de He x + bp care
th= cf 2d v6
Balance de Ne + dime es
Obsérvese que eisen eine ects desconocidos a
1.0.43) foro sólo ua canciones de balances, Esto
Sigla que e necesa lgun informació adicional para
resolve el sistema. Generalmente esta información se Cuando se dispone de un alor experimental de RO, ls
‘See capetimemalente: Un arme muy dl, med. ecuacion (4) (4.9) pueden ya resolve y así deter
(RO: in embargo, muy sensibles a pequeños erores en el valor
RD take meine cn m a, Cu à
= Innen yonfgeno necessas pra producción de biomasa
(do) posten deerme dictamen
cove dept, O
Ejemplo 47 Cosfiientes estequioméricos para el ecimiento celular
La produce rte de srs unseres pat de hxadecno se describe mediante a sient cación
Ca E, +00, + NI, CH, Our No + C0, Fe
de CH, Oy Na present biomasa. Si RQ-043,deteminnse los cofcetsetquioméicos
Balneedec: 16=e+d o
Balance dell: 349301660420 o
re oss 0
sta sei eecucones de resolve simultncamente La olin puede scans de iferentes maneras. Gene
Falmone cs convenient exper cada aie en funció e solamente ua are depende solamente de en (1)
url ques puden expe td ls varblesen uncid dee De (1
o
De
Lama o
Combinado (6) y) scene una expesió por en unción lo de
2206(16-0
HR 2% o
Stnyend (4) en (2) se bic
314300200) = Le + 2
342 Mes 2e
Suspend (8), (6)y @)en (se bis
20722-23246) = 27e + 2116-9) # (17
‘See capetimemalente: Un arme muy dl, med. ecuacion (4) (4.9) pueden ya resolve y así deter
(RO: in embargo, muy sensibles a pequeños erores en el valor
RD take meine cn m a, Cu à
= Innen yonfgeno necessas pra producción de biomasa
(do) posten deerme dictamen
cove dept, O
Ejemplo 47 Cosfiientes estequioméricos para el ecimiento celular
La produce rte de srs unseres pat de hxadecno se describe mediante a sient cación
Ca E, +00, + NI, CH, Our No + C0, Fe
de CH, Oy Na present biomasa. Si RQ-043,deteminnse los cofcetsetquioméicos
Balneedec: 16=e+d o
Balance dell: 349301660420 o
re oss 0
sta sei eecucones de resolve simultncamente La olin puede scans de iferentes maneras. Gene
Falmone cs convenient exper cada aie en funció e solamente ua are depende solamente de en (1)
url ques puden expe td ls varblesen uncid dee De (1
o
De
Lama o
Combinado (6) y) scene una expesió por en unción lo de
2206(16-0
HR 2% o
Stnyend (4) en (2) se bic
314300200) = Le + 2
342 Mes 2e
Suspend (8), (6)y @)en (se bis
20722-23246) = 27e + 2116-9) # (17
Susiuyendo ee valor de en (8, (OY 0)
a= 1068
red
Compris qe stos valores de os coicietssifacen as coacones (1-6)
Hay 1250, 42.130
de agua en a ecuación (4) causa algunos problemas en la
soci rächen. Teide cocine ponte!
sa e encuentra en fran exceso y que cambios en
mentalmente, o balances de H y O pueden presentar i
ade. Ens agar un rep may dll sl coses
ión de poeaciaredctoca o leones disponibles la cual
sustains productos, Un balance de electrones muestra cómo
se dienen I reed clones dponbles del
462 Balances de electrones
Los leon diponbe e een a número de lc
an nróono. E me de eectone apo encom
Trades en los marie orgánicos se calla pati de la
lei eau coment: para, ar par 0.5
pur Py 6 para Sl ndmer de sectores jones pr
maniaco par itrgeao moule N, y $ para nis
FE estado de referench para el reeimiet collar e ie
revelen qu ea el miso que a ue de item
encia que se tli amonac como fre de CEST
aurque el cambio es muy senil se emplean cas ve,
ter de inge (3).
Ti grado de rducióny se define como el número de
gilets de electrones disponibles en sella canti
rates que caen átomo carbon Por loto
pura l susto CIEN, cl nómero ects dont
> 1OSCH, Naa 537CO, 114
IN, para ars completos bil
Losetconesdipo
omibles se conservan vitud del hecho de que as cant
des de cad elemento quico también s conse. pl
ando se pncipio a hccuación(4.4)y lizado mon
cam fee de niróono. el alace de cetones disp
7 eo)
donde y, 7 on los ras de rodució del sustrato y de
electrones disponible oe independiente de la ei com
pit de ans lement, al ccuaciónetquimécic
Le ajusta nfución de cda eme qu contenga YO!
463 Rendimiento de biomasa
Generalmente, poa calor os coeficientes steqio
de catond y reno, ccuaciones (45) y (1) y el valor
medido de RO, Sin embargo, un balance de lerne. ds
dora adecua para resolver cinco coef der
onsets, es todavía oa canidad experimen
ral, una reacia la ande biomasa pro
ación la cami de susto consumido, Eta lc so
a= 1068
red
Compris qe stos valores de os coicietssifacen as coacones (1-6)
Hay 1250, 42.130
de agua en a ecuación (4) causa algunos problemas en la
soci rächen. Teide cocine ponte!
sa e encuentra en fran exceso y que cambios en
mentalmente, o balances de H y O pueden presentar i
ade. Ens agar un rep may dll sl coses
ión de poeaciaredctoca o leones disponibles la cual
sustains productos, Un balance de electrones muestra cómo
se dienen I reed clones dponbles del
462 Balances de electrones
Los leon diponbe e een a número de lc
an nróono. E me de eectone apo encom
Trades en los marie orgánicos se calla pati de la
lei eau coment: para, ar par 0.5
pur Py 6 para Sl ndmer de sectores jones pr
maniaco par itrgeao moule N, y $ para nis
FE estado de referench para el reeimiet collar e ie
revelen qu ea el miso que a ue de item
encia que se tli amonac como fre de CEST
aurque el cambio es muy senil se emplean cas ve,
ter de inge (3).
Ti grado de rducióny se define como el número de
gilets de electrones disponibles en sella canti
rates que caen átomo carbon Por loto
pura l susto CIEN, cl nómero ects dont
> 1OSCH, Naa 537CO, 114
IN, para ars completos bil
Losetconesdipo
omibles se conservan vitud del hecho de que as cant
des de cad elemento quico también s conse. pl
ando se pncipio a hccuación(4.4)y lizado mon
cam fee de niróono. el alace de cetones disp
7 eo)
donde y, 7 on los ras de rodució del sustrato y de
electrones disponible oe independiente de la ei com
pit de ans lement, al ccuaciónetquimécic
Le ajusta nfución de cda eme qu contenga YO!
463 Rendimiento de biomasa
Generalmente, poa calor os coeficientes steqio
de catond y reno, ccuaciones (45) y (1) y el valor
medido de RO, Sin embargo, un balance de lerne. ds
dora adecua para resolver cinco coef der
onsets, es todavía oa canidad experimen
ral, una reacia la ande biomasa pro
ación la cami de susto consumido, Eta lc so
FE rendimiento de biomas eve afectado po gran an
dade factores como la composición del medi late
Za des fete derbe y ntóeno, el py la emper
Fira Bienen de bomataesmayoren vos srs
uz lor anerbis lección del aan de lcroes,
dei 0, nato. sult, puede tener también un efecto
Siga SAT.
and Y, constante durante el recinto, valor
detenido Experimentalmet puede irre para ca
cular el cote estequomático ce lación (44),
La rule (4.1) expesala en émis de a estquo
mei de neni (te:
QW ots)
(OW sr) em
onde MW esl peso molecular y aMW cola» signifi
«peso fómla dela Biomasa más coll coin es
ui Sin embargo, ames de pica los valores medidos &
Yay canción (4.12) pars aa bo estar seguro
qu siena de ul experimental ed come
te spesatado pora cució etequemática, Po ejem
pio detemos exar seguros e que el to no se liza
Fara similar os predios cures que no sean
0, H,O. Una complicación delos als maes es que
gia cin de otto secoue pars actiridader de
mantenimiento les como el manerimient del potencial
de lamembrana y dpto, arcoreació de compo
entes clare yla movilidad cea, Estas fonciones
mice queen sao pero o produce cesar.
ete biomass clan CO, y JO, al como se desert en
nec (1) Es import seen cena este ante
meno, ando s uz nformación experiment paa
Completa ls ecuaciones esequlométics. En e Colo
F1 sr dite con más deal as necsdndr de ante
miento y a diferencia entre rendimientos bandes yes
le. Por el momentos considera qe ls valore poi
Bis de rendimiento de biomas rijan slo el consomo e
464 Este
uiometri del producto
Considress I formación de un producto extra
CON, dora el reiniento. La can (44) pue
sde q nal pro in
CHON 4:40, $4.0,
SOC, Feos ICHON, 41)
onde feselcceiciene sqioménicoparel product. La
Sitesi del produce itrodce ot coeiceme etui.
mio desconocido aa cui, poe oque se necesitará
conocer sra relación más eto cocficets. Para elo se
Sila genrlmente to coetciene de rendimiento deter
"minado experiment, el rendimiento de producto à
parir del to Yq
de produto formado
eso consumido
HOW produc)
Os)
«in
Coma sea mencionado anteriormente en relación en
inno de biomasa, dee segur de que el sistema cx
patineta ud paa medir Y comsponde al ecu
in (4:13) La ecuación (413) no És válidas a forma,
de produce oo es diectameno relacionada con lee
miento; ssimiemo no pued aplica ala producción
Imre scundara como a ermentsi el pei
120 en blotramíormaciones como a hidroxiación de
seis que involucran 610 un pequeño nimero de
Enzimas En ts caso, para dec el crecimiento y so
tes de prat deben wlan ecuaciones de raclée
Independiente
4.65 Demanda teórica de oxígeno
La demanda de oxigeno sun arme impone enel
ioprcesado ya que el oxígeno es a menudo e susto
lima en as fermentacones serbia, La demands de
gen sá representada por elcosfieneeseqlomético
‘ten lseruncnes (4) y (4.15) Las neces de ox
o están dictamen relacionadas con los elcrones de
Fontes para a tnsferenca de oxígeno por oque ade
rand de oigo puede derivar a parir de un ance de
lues aprpind, Condo existe seis de produc,
Sum el representado por a cación (41).
‘ketone
ten at,
untere reducción del prodactoReorerando
nm 010,
euch muy Gal Signin
quel conocen os organisms (el stato (y 1) y
El prodcto Gy 1) nolucrados en el ul cui, y el
rendimiento de nasa () y de producto), adem de
nee puedo calls pidament. Por pue ap.
dade factores como la composición del medi late
Za des fete derbe y ntóeno, el py la emper
Fira Bienen de bomataesmayoren vos srs
uz lor anerbis lección del aan de lcroes,
dei 0, nato. sult, puede tener también un efecto
Siga SAT.
and Y, constante durante el recinto, valor
detenido Experimentalmet puede irre para ca
cular el cote estequomático ce lación (44),
La rule (4.1) expesala en émis de a estquo
mei de neni (te:
QW ots)
(OW sr) em
onde MW esl peso molecular y aMW cola» signifi
«peso fómla dela Biomasa más coll coin es
ui Sin embargo, ames de pica los valores medidos &
Yay canción (4.12) pars aa bo estar seguro
qu siena de ul experimental ed come
te spesatado pora cució etequemática, Po ejem
pio detemos exar seguros e que el to no se liza
Fara similar os predios cures que no sean
0, H,O. Una complicación delos als maes es que
gia cin de otto secoue pars actiridader de
mantenimiento les como el manerimient del potencial
de lamembrana y dpto, arcoreació de compo
entes clare yla movilidad cea, Estas fonciones
mice queen sao pero o produce cesar.
ete biomass clan CO, y JO, al como se desert en
nec (1) Es import seen cena este ante
meno, ando s uz nformación experiment paa
Completa ls ecuaciones esequlométics. En e Colo
F1 sr dite con más deal as necsdndr de ante
miento y a diferencia entre rendimientos bandes yes
le. Por el momentos considera qe ls valore poi
Bis de rendimiento de biomas rijan slo el consomo e
464 Este
uiometri del producto
Considress I formación de un producto extra
CON, dora el reiniento. La can (44) pue
sde q nal pro in
CHON 4:40, $4.0,
SOC, Feos ICHON, 41)
onde feselcceiciene sqioménicoparel product. La
Sitesi del produce itrodce ot coeiceme etui.
mio desconocido aa cui, poe oque se necesitará
conocer sra relación más eto cocficets. Para elo se
Sila genrlmente to coetciene de rendimiento deter
"minado experiment, el rendimiento de producto à
parir del to Yq
de produto formado
eso consumido
HOW produc)
Os)
«in
Coma sea mencionado anteriormente en relación en
inno de biomasa, dee segur de que el sistema cx
patineta ud paa medir Y comsponde al ecu
in (4:13) La ecuación (413) no És válidas a forma,
de produce oo es diectameno relacionada con lee
miento; ssimiemo no pued aplica ala producción
Imre scundara como a ermentsi el pei
120 en blotramíormaciones como a hidroxiación de
seis que involucran 610 un pequeño nimero de
Enzimas En ts caso, para dec el crecimiento y so
tes de prat deben wlan ecuaciones de raclée
Independiente
4.65 Demanda teórica de oxígeno
La demanda de oxigeno sun arme impone enel
ioprcesado ya que el oxígeno es a menudo e susto
lima en as fermentacones serbia, La demands de
gen sá representada por elcosfieneeseqlomético
‘ten lseruncnes (4) y (4.15) Las neces de ox
o están dictamen relacionadas con los elcrones de
Fontes para a tnsferenca de oxígeno por oque ade
rand de oigo puede derivar a parir de un ance de
lues aprpind, Condo existe seis de produc,
Sum el representado por a cación (41).
‘ketone
ten at,
untere reducción del prodactoReorerando
nm 010,
euch muy Gal Signin
quel conocen os organisms (el stato (y 1) y
El prodcto Gy 1) nolucrados en el ul cui, y el
rendimiento de nasa () y de producto), adem de
nee puedo calls pidament. Por pue ap.
eltquioméucos del ecuación (4.13) como s ha desert
Shel Aparado 46.1, La couación (4.16) permite una va
Función más rápida y no es necesario conoce as camidades
de NH, CO, y HO molar
466 Rendi
De cusción 4.155 dede que el repart lc
nes disponible en stato puede escribis como:
or, Mm
en
wh
Fa primestérnino del pst desecha ecuación (4.17)
esla lación de clectroes disponibles tansteridos desde 1
stat a oxigen, elseqund términos la ación dele
dones disponibles transfers ala biomasa eee la
frceion de electos disponibles tansferdes al producto.
Esteli pedo ulizar para obtener ls rendimientos
Ge biomasa y product parti el astro
ba 44 Rodin todos máximos d omas
Sise defines, como a facia de icons disponibles
nel sustrato trends la biomasa:
ge 418)
En ausenia de formación de poduco, todos os ec
trons disponibles se warn pra la síntesis de biomasa
E seta igual al unidad. Bajo ets condiciones, l valor
smo del coeficiente stequloméic cs
«quede converse a endimient de biomasa con unida
3 masa mediante la cvació (4.12) Entonces, incluso
Sino ar come la estequiometría de crecimiento, el mie
pero de rendimiento de tomasa puede kurse ini
memes par del mula moleculas del sustrato y del
producto. S mo se conoce la composición de Las células, Te
Shel Aparado 46.1, La couación (4.16) permite una va
Función más rápida y no es necesario conoce as camidades
de NH, CO, y HO molar
466 Rendi
De cusción 4.155 dede que el repart lc
nes disponible en stato puede escribis como:
or, Mm
en
wh
Fa primestérnino del pst desecha ecuación (4.17)
esla lación de clectroes disponibles tansteridos desde 1
stat a oxigen, elseqund términos la ación dele
dones disponibles transfers ala biomasa eee la
frceion de electos disponibles tansferdes al producto.
Esteli pedo ulizar para obtener ls rendimientos
Ge biomasa y product parti el astro
ba 44 Rodin todos máximos d omas
Sise defines, como a facia de icons disponibles
nel sustrato trends la biomasa:
ge 418)
En ausenia de formación de poduco, todos os ec
trons disponibles se warn pra la síntesis de biomasa
E seta igual al unidad. Bajo ets condiciones, l valor
smo del coeficiente stequloméic cs
«quede converse a endimient de biomasa con unida
3 masa mediante la cvació (4.12) Entonces, incluso
Sino ar come la estequiometría de crecimiento, el mie
pero de rendimiento de tomasa puede kurse ini
memes par del mula moleculas del sustrato y del
producto. S mo se conoce la composición de Las células, Te
puede amare como 42 que esl valor medio de fm
ea iomsa CH, 0, Ny En la Tabla se muestran os
rendimientos máis doma para varios sustos Los
Fendimientos máximos de biomasa pooden expesase ent.
Finos de mas (como número de átomos de Cenla
Biomast por don de C e sustrato consumido (ra).
sas cantidades se denomina algunas voces como ren
inienosermodinámicos máximos de biomasa. La Tabla 44
‘ota que os usos con lo contenido energético in
‘ado por elevados valore de Y , produce Is mayors
"máximos de rendimientos de bona.
De sta manera puede determinee eimiento má
mode producto en ausencia de stes de biomass part
dela cación (417
ve
420)
i
La ecuación (420 permit calcula rpidamente el mite
pero del rendimiento de product a pari ela fórmula
role del sustrato y el product,
Ejemplo 48 Rendimiento de producto y demanda de oxígeno.
La ccució d a rsccón química pra a espiació de glucs es
(41150 etanol
CH,0,+ 60,600, +680
Las célls de Candida ils convienen a lasse CO, y HO durante el recimiet. La composición de lace es
Dan con un 5% en mass de cenizas. Elrndimiento de biomass a art de susto es 03 gg Como fuente de
ion uli amoniaco
(6) ¿Cuáles a demanda de oxígeno con sn erecimieto cella?
(ÉS u puede también cer an canal como susto prodaciendo calas del misma composición ante-
or En base másica ¿cuál sl rendimiento máximo posible de biomasa apar de no! comparado con el máximo
posible parir de placas?
Pesos molecules: glucosa = 180
anal 46
TL MW de a biomass es (2544+ onzas) como las ceniza sono 5% del peso tl, 195% del tt
0, el MW dela biomasa es 2479.95 = 26.78 De In Tala 1.2, y, pra la glucosa es 400 y paa el etal 600.
ioe 1186-2055 302) = 614, Para a glucosa = 6 para etapa = 2
(05 E: Conviniendo eto rendimiento en masa rendimiento molar
„0 gbiomsa pure
mol beri
4 2678 gbiomas|
slo [mo glass
gest mas
Smet glean
demanda de oxigen viene daa por a ceca (416. En senc de ormacn de productos
= M4 1664.00) 3366.15) =252
tones la demanda de oxígeno par respiración de glcos con crecimiento es 2. moles de O, por mol de glucosa
| consumide Comparndo este resultado con la runcin del raid química par la picó, es slo representa
| So di 42% de oxigen messe e ausencia de ciento,
ea iomsa CH, 0, Ny En la Tabla se muestran os
rendimientos máis doma para varios sustos Los
Fendimientos máximos de biomasa pooden expesase ent.
Finos de mas (como número de átomos de Cenla
Biomast por don de C e sustrato consumido (ra).
sas cantidades se denomina algunas voces como ren
inienosermodinámicos máximos de biomasa. La Tabla 44
‘ota que os usos con lo contenido energético in
‘ado por elevados valore de Y , produce Is mayors
"máximos de rendimientos de bona.
De sta manera puede determinee eimiento má
mode producto en ausencia de stes de biomass part
dela cación (417
ve
420)
i
La ecuación (420 permit calcula rpidamente el mite
pero del rendimiento de product a pari ela fórmula
role del sustrato y el product,
Ejemplo 48 Rendimiento de producto y demanda de oxígeno.
La ccució d a rsccón química pra a espiació de glucs es
(41150 etanol
CH,0,+ 60,600, +680
Las célls de Candida ils convienen a lasse CO, y HO durante el recimiet. La composición de lace es
Dan con un 5% en mass de cenizas. Elrndimiento de biomass a art de susto es 03 gg Como fuente de
ion uli amoniaco
(6) ¿Cuáles a demanda de oxígeno con sn erecimieto cella?
(ÉS u puede también cer an canal como susto prodaciendo calas del misma composición ante-
or En base másica ¿cuál sl rendimiento máximo posible de biomasa apar de no! comparado con el máximo
posible parir de placas?
Pesos molecules: glucosa = 180
anal 46
TL MW de a biomass es (2544+ onzas) como las ceniza sono 5% del peso tl, 195% del tt
0, el MW dela biomasa es 2479.95 = 26.78 De In Tala 1.2, y, pra la glucosa es 400 y paa el etal 600.
ioe 1186-2055 302) = 614, Para a glucosa = 6 para etapa = 2
(05 E: Conviniendo eto rendimiento en masa rendimiento molar
„0 gbiomsa pure
mol beri
4 2678 gbiomas|
slo [mo glass
gest mas
Smet glean
demanda de oxigen viene daa por a ceca (416. En senc de ormacn de productos
= M4 1664.00) 3366.15) =252
tones la demanda de oxígeno par respiración de glcos con crecimiento es 2. moles de O, por mol de glucosa
| consumide Comparndo este resultado con la runcin del raid química par la picó, es slo representa
| So di 42% de oxigen messe e ausencia de ciento,
A
(0) El rendimiento máximo posible de biomasse clela con
61400)
Conviniendo sto base misc:
ecuación (19). Utilizado los dts anteriores, para la
580g biomasa me glucosa] [268 biomasa]
mo glucosa [180g alos
096 Eon
Par el eno:
2600)
20
am
2905 biomsa | mel
‘mol cual 46 enol
wo ties
Por ato en base mis
dos veces el constmid por gramo de glo
[i mo tan [2675 g biomass
Tol biomass |
0, cantidad máxima posible de biomasa raid por gramo de tol consumido es apenas
rs E edo eonzern con Jos dls presentados nl Tabla 44
1 Fjemplo 48 muestra dos patos importantes. En pr
mer opa clé de la rexccón química par aco
“erg el suso sin crecimiento e ua pobre proxima:
ión de la euer goal cuado exist crecimiento
ar Cuando se calcula ls rendimientos y as demandas
Ge augen par cualquier proceso que cuyo crecimiento
lala debo lie a unión stequoméci global
‘cloyendo la biomasa Porto ado, la ntrleza química
0 sudo de oxidación de sut presenta sa mayor in
uen sobre rendit de producioo biomasa at
Nes del número de electrones disponible,
4.7 Resumen del Capítulo 4
Al nal del Capío 4 se deter
(© comprenderelsignicado de ls términos: sistema, a
Sededors mie y proceso en termodinimica
seras de iden Js temas abiertos y cerrados
St como los procesos diconinuas,seiconinct, de
¿comprenderla frech entre estado estacionario y
(i) ser capaz de escribir conectamente la ecuaciones de
Conservación de la materi para process con o sin
(9) Ser capaz de resolver problemas sencillos de balances
(Se apar apr puinciiosetequiométcos para
sis macrosepco decrecimiento celular forma
ión de product.
Problemas.
41
Concentraci
‘membran:
Se ira una tte de membranas de ir hueca ii
as que opera en estado estacionario, para concentrar
vas saponin bcteriana de un fermentador. Se bombean
(0) El rendimiento máximo posible de biomasse clela con
61400)
Conviniendo sto base misc:
ecuación (19). Utilizado los dts anteriores, para la
580g biomasa me glucosa] [268 biomasa]
mo glucosa [180g alos
096 Eon
Par el eno:
2600)
20
am
2905 biomsa | mel
‘mol cual 46 enol
wo ties
Por ato en base mis
dos veces el constmid por gramo de glo
[i mo tan [2675 g biomass
Tol biomass |
0, cantidad máxima posible de biomasa raid por gramo de tol consumido es apenas
rs E edo eonzern con Jos dls presentados nl Tabla 44
1 Fjemplo 48 muestra dos patos importantes. En pr
mer opa clé de la rexccón química par aco
“erg el suso sin crecimiento e ua pobre proxima:
ión de la euer goal cuado exist crecimiento
ar Cuando se calcula ls rendimientos y as demandas
Ge augen par cualquier proceso que cuyo crecimiento
lala debo lie a unión stequoméci global
‘cloyendo la biomasa Porto ado, la ntrleza química
0 sudo de oxidación de sut presenta sa mayor in
uen sobre rendit de producioo biomasa at
Nes del número de electrones disponible,
4.7 Resumen del Capítulo 4
Al nal del Capío 4 se deter
(© comprenderelsignicado de ls términos: sistema, a
Sededors mie y proceso en termodinimica
seras de iden Js temas abiertos y cerrados
St como los procesos diconinuas,seiconinct, de
¿comprenderla frech entre estado estacionario y
(i) ser capaz de escribir conectamente la ecuaciones de
Conservación de la materi para process con o sin
(9) Ser capaz de resolver problemas sencillos de balances
(Se apar apr puinciiosetequiométcos para
sis macrosepco decrecimiento celular forma
ión de product.
Problemas.
41
Concentraci
‘membran:
Se ira una tte de membranas de ir hueca ii
as que opera en estado estacionario, para concentrar
vas saponin bcteriana de un fermentador. Se bombean
ZN
ae
pla de membrana de fr ace como el montado en la
pardo consideres aga. E ud de I solución tmp
ue ental espacio al tado alrededor de leur de
Fa membrana esd 80 Kg min, de manera que el agua es
Ford a saves la membrana hacia ela dido pr
ls enel alo son demasiado grandes paa avs la
menbra y sale de lo bos como un concentrado,
1 objeto de sistema de membranas produce una ue
esi de células que Coen 81 6% de biomas.
(6) ¿Cuáles el cal através de espacio alar?
(0) {Cust es elude de suspensión de células que ae de
fosas dea membrana?
Suponer ue la és no son stars dei no xi
42 Reactor de membrana
Se lia a bar de membranas codes sini at
mostrado en la Figura 4P1.1 para una bioconversion
xt, La bioconversion extagen ql fr
Tas sas evade ecocntraninmoviizads de
fo el 2 el 1-bexanoiol entra al tuto interior à ura
Did Ok. heanodiol o pued entrar sla
See los disolventes orgánicos ye
Boss apio nal ai ramal
fee compuestos o percal neo del tbo de manera
are. Una vez mois enla membrana, eva
drs o puede rprodocine pero conviene a laos en
41,0, >2CH9 +2C0,
Fletnoles soluble en ei 2 esanaic que inde
al interior dl boy es astra (orde stoma ICO,
norma paseos sale dea membrana através dela val
cape En la coment acc que bndon el espacio
Sula la concentrción de glucosa sin conser es 025 y
Inconcentaci de eo! 0%, Sistema opera en et
do nach
(8 ¿Calles la concentci de etal en I eine de
hexano! qe abandon ol ete
43 Destilación de etanol
Un ido de un fomenta let comien 10%
des 9 ea e tons 0 ds
do con un 45% de etanol y 35% de agua enla parte superior
dla columna un vlad diz ves nein a adela
4.4 Separación de glucosa
de huevos deshidratados
a partir
separa a locos dels huevos deshidratados para mejorar
CHLO,+ 0,410 C0, +1,
Para el eta un eco de fj contin wiizando
ente. La suspensión de huevo dshidestado, que Hoye à
fia void de 3000 kr contiene 2% de Bora 20%
de agua el re idos de uo incivos Elie e tom
be arnés del acto suministrado 181g e oxigen por
huevo deshidratado que abandona el recor es 02%
ae
pla de membrana de fr ace como el montado en la
pardo consideres aga. E ud de I solución tmp
ue ental espacio al tado alrededor de leur de
Fa membrana esd 80 Kg min, de manera que el agua es
Ford a saves la membrana hacia ela dido pr
ls enel alo son demasiado grandes paa avs la
menbra y sale de lo bos como un concentrado,
1 objeto de sistema de membranas produce una ue
esi de células que Coen 81 6% de biomas.
(6) ¿Cuáles el cal através de espacio alar?
(0) {Cust es elude de suspensión de células que ae de
fosas dea membrana?
Suponer ue la és no son stars dei no xi
42 Reactor de membrana
Se lia a bar de membranas codes sini at
mostrado en la Figura 4P1.1 para una bioconversion
xt, La bioconversion extagen ql fr
Tas sas evade ecocntraninmoviizads de
fo el 2 el 1-bexanoiol entra al tuto interior à ura
Did Ok. heanodiol o pued entrar sla
See los disolventes orgánicos ye
Boss apio nal ai ramal
fee compuestos o percal neo del tbo de manera
are. Una vez mois enla membrana, eva
drs o puede rprodocine pero conviene a laos en
41,0, >2CH9 +2C0,
Fletnoles soluble en ei 2 esanaic que inde
al interior dl boy es astra (orde stoma ICO,
norma paseos sale dea membrana através dela val
cape En la coment acc que bndon el espacio
Sula la concentrción de glucosa sin conser es 025 y
Inconcentaci de eo! 0%, Sistema opera en et
do nach
(8 ¿Calles la concentci de etal en I eine de
hexano! qe abandon ol ete
43 Destilación de etanol
Un ido de un fomenta let comien 10%
des 9 ea e tons 0 ds
do con un 45% de etanol y 35% de agua enla parte superior
dla columna un vlad diz ves nein a adela
4.4 Separación de glucosa
de huevos deshidratados
a partir
separa a locos dels huevos deshidratados para mejorar
CHLO,+ 0,410 C0, +1,
Para el eta un eco de fj contin wiizando
ente. La suspensión de huevo dshidestado, que Hoye à
fia void de 3000 kr contiene 2% de Bora 20%
de agua el re idos de uo incivos Elie e tom
be arnés del acto suministrado 181g e oxigen por
huevo deshidratado que abandona el recor es 02%
|.
(a) el sso limita
(0) e rente d exces desuso
(e a Gompostin del qa ue sal de reactor, y
(6) la compesiin fal dl proto de evo
in azcotrópica
Se produce tano! 100% tol pair de una merca
de 9 de ina 5% de ap and el proceso de
¡estación Reyes, Se añade unerereomponene,bencm,
para recia volatilidad del lee, E stas condiciones,
fred sobrante ex una merci de puto de bici
Constante con un 18.5% de etaol, 74% H,O y 74.15
Benno Ei procesos muesca Fgura AS
lies ls tete dts par alcala el volumen à
eno qu der lientare als toe de desición ar
producir 350 ios de cmo! absoluto: (10% lobo) =
‘8s eno. peace) = 872 gem"
4.6 Cultivo de raíces de plan
Las aces d plants pren productos químicos valo
As pre como el mosrado nl Pagar P61 Debido
ue ls aces no pueden extras dana opción e
‘actos propone sega l resent de ls ells ili
4
cm
Acts alimentan 1425 de un medio maine que
comen 3% de geo, 75% de NI ye resto puede con
Sera agua. Se inyecta ite a 25°C y | std psi al
Fermentor a una void de 2 cm? mi, Durane un
puso de liv e 0 das se ecopen 47 os de O, y 15
Firs de CO; el as de sda, Después de 104
"cosa y 17% de NI, disco. La relación de
peso rece a oso meso paras cese e 41
(© ¿Qué carla de mas seca
(0) Escrita cación den reacei ar el crcimiento
tc à emul química aproximado par as
cs, HON,
{Costes ef tt imitan?
(0 Loue erendimiente
47 Demanda de oxi
a partir de glicerol
o para el crecimiento
Se produc Kei erogene a part e glceroen un
cano serbio lizado amonico camo font e ió
eno, La biomass conne B de cenizas ys rede 040
Ed ioması por cda yde gr consi, fo
ne ning oto producto metabólico. ¿Cuáles son as
(a) el sso limita
(0) e rente d exces desuso
(e a Gompostin del qa ue sal de reactor, y
(6) la compesiin fal dl proto de evo
in azcotrópica
Se produce tano! 100% tol pair de una merca
de 9 de ina 5% de ap and el proceso de
¡estación Reyes, Se añade unerereomponene,bencm,
para recia volatilidad del lee, E stas condiciones,
fred sobrante ex una merci de puto de bici
Constante con un 18.5% de etaol, 74% H,O y 74.15
Benno Ei procesos muesca Fgura AS
lies ls tete dts par alcala el volumen à
eno qu der lientare als toe de desición ar
producir 350 ios de cmo! absoluto: (10% lobo) =
‘8s eno. peace) = 872 gem"
4.6 Cultivo de raíces de plan
Las aces d plants pren productos químicos valo
As pre como el mosrado nl Pagar P61 Debido
ue ls aces no pueden extras dana opción e
‘actos propone sega l resent de ls ells ili
4
cm
Acts alimentan 1425 de un medio maine que
comen 3% de geo, 75% de NI ye resto puede con
Sera agua. Se inyecta ite a 25°C y | std psi al
Fermentor a una void de 2 cm? mi, Durane un
puso de liv e 0 das se ecopen 47 os de O, y 15
Firs de CO; el as de sda, Después de 104
"cosa y 17% de NI, disco. La relación de
peso rece a oso meso paras cese e 41
(© ¿Qué carla de mas seca
(0) Escrita cación den reacei ar el crcimiento
tc à emul química aproximado par as
cs, HON,
{Costes ef tt imitan?
(0 Loue erendimiente
47 Demanda de oxi
a partir de glicerol
o para el crecimiento
Se produc Kei erogene a part e glceroen un
cano serbio lizado amonico camo font e ió
eno, La biomass conne B de cenizas ys rede 040
Ed ioması por cda yde gr consi, fo
ne ning oto producto metabólico. ¿Cuáles son as
48 Rendimiento del producto en a digestién
Ladigesinanseobia de ids voles por art de
(CH,COOH + NH, »bioması + CO, + HO + CH,
Lacopose de abc de metano ven dats prox
‘rend 067k de CO, po cada kg de &
ido. ¿Cl sel rendimiento de metano bso ets cond.
Soren comparación con el rendimiento máximo pos?
49 Estequiometria dela síntesis de proteínas.
de seres unicelulares
(a) La bacteria Cellomanas que e via como poten.
sr eu para alimentación hama o al e
produce paride plo: bo condones serbia,
‘Too ol none de surat se conviene en toma y
came fune e nürdgen seul amoniaco. La fc
contenido encenizs del i. ¿Cute ei een de
Biomas à parir del surat en émis mises
moles en ompaacón con el rendimiento máximo
posible?
(9) Baro sistema gra I producción de proteína de ser
‘nicer es ula Malo e plop, at
ganso se produce en modos serios à pair de
‘meal can amoniaco como fuente de gens. La
fórmula molecular el bom es CH OL Ne con
(¿Cómo esl endimien de biomas mismo po
bie comparado cone obtcidoencl pudo (an
terior cl esla principal nin dee ieee?
Slim máximoteradinámco de basa
à partir de metaol es del 42% on sl demanda
doter
4.10 Producción de etanol a partir
de levadura y bacterias
Tao levadura Saccharomyces crei como abc
rei Zymomonar mobil produ enol pari de geo
ae condcones anerbi sin septoresexteros dele
‘ones El rendimiento de Bosa apar de a puc es
‘6% ar la led y 005 $ 5" pra 2 mob
mo. Ambas células vienen replesetadas por l fórmula
(6) iCasles eh rendimiento de eno parte de ces en
(0) ¿Cómo ese rendimiento callado en (a) comparado
one máximo termodinámico?
4.11 Detección de productos desconocidos
A recinto en un culivo con produce 037 de
‘oma pode pocos consumido y > censumen 038 €
y por y de daa formada La Went de peo cs
Amonio acomposicin de labiomasa es CH, Our
{Se sittin lp o pod?
412 Formulación del mer
Seuls Pseudomonas 540 par rosin depo
teo de sr nicol pr alimentación animal El uso
es psico, La composición de la Pcudommnas DL cs
CH Osa Ma Si la concentración final de céalas es
25 7% ie ¿onentracón mínima de (NI, SO, debo su
minis a medio sl (NI), SO, 6 la ica ene de
gene?
4.13. Demanda de oxígeno para la producción
de proteína recombinante
La producció de pco recombinante de na cepa po
dere dela manpuacsn mediante input gen e
la Escherichia col es proporcional a erecimiento cll
Como fe de tigen paraa rsiraión ar dela
locos se utiliza amanico La pots recombinante
Sn era global CM 0, Ny Se a melde el nd
ie de Moması à pur de pico y tene un valor de
048 $ 5: el rendimiento de la protein recombinante
puede glucosa es aproximadamente el 20% Bl elas
(6) ¿Qué caida e amoníaco se eses?
A) dcs demand de oxigeno?
(© Sel rendimiento diosa ige send 048 9
90 rec eisen ete Is demandas de am
by deontpen panel iposalsede E col inca e
Ladigesinanseobia de ids voles por art de
(CH,COOH + NH, »bioması + CO, + HO + CH,
Lacopose de abc de metano ven dats prox
‘rend 067k de CO, po cada kg de &
ido. ¿Cl sel rendimiento de metano bso ets cond.
Soren comparación con el rendimiento máximo pos?
49 Estequiometria dela síntesis de proteínas.
de seres unicelulares
(a) La bacteria Cellomanas que e via como poten.
sr eu para alimentación hama o al e
produce paride plo: bo condones serbia,
‘Too ol none de surat se conviene en toma y
came fune e nürdgen seul amoniaco. La fc
contenido encenizs del i. ¿Cute ei een de
Biomas à parir del surat en émis mises
moles en ompaacón con el rendimiento máximo
posible?
(9) Baro sistema gra I producción de proteína de ser
‘nicer es ula Malo e plop, at
ganso se produce en modos serios à pair de
‘meal can amoniaco como fuente de gens. La
fórmula molecular el bom es CH OL Ne con
(¿Cómo esl endimien de biomas mismo po
bie comparado cone obtcidoencl pudo (an
terior cl esla principal nin dee ieee?
Slim máximoteradinámco de basa
à partir de metaol es del 42% on sl demanda
doter
4.10 Producción de etanol a partir
de levadura y bacterias
Tao levadura Saccharomyces crei como abc
rei Zymomonar mobil produ enol pari de geo
ae condcones anerbi sin septoresexteros dele
‘ones El rendimiento de Bosa apar de a puc es
‘6% ar la led y 005 $ 5" pra 2 mob
mo. Ambas células vienen replesetadas por l fórmula
(6) iCasles eh rendimiento de eno parte de ces en
(0) ¿Cómo ese rendimiento callado en (a) comparado
one máximo termodinámico?
4.11 Detección de productos desconocidos
A recinto en un culivo con produce 037 de
‘oma pode pocos consumido y > censumen 038 €
y por y de daa formada La Went de peo cs
Amonio acomposicin de labiomasa es CH, Our
{Se sittin lp o pod?
412 Formulación del mer
Seuls Pseudomonas 540 par rosin depo
teo de sr nicol pr alimentación animal El uso
es psico, La composición de la Pcudommnas DL cs
CH Osa Ma Si la concentración final de céalas es
25 7% ie ¿onentracón mínima de (NI, SO, debo su
minis a medio sl (NI), SO, 6 la ica ene de
gene?
4.13. Demanda de oxígeno para la producción
de proteína recombinante
La producció de pco recombinante de na cepa po
dere dela manpuacsn mediante input gen e
la Escherichia col es proporcional a erecimiento cll
Como fe de tigen paraa rsiraión ar dela
locos se utiliza amanico La pots recombinante
Sn era global CM 0, Ny Se a melde el nd
ie de Moması à pur de pico y tene un valor de
048 $ 5: el rendimiento de la protein recombinante
puede glucosa es aproximadamente el 20% Bl elas
(6) ¿Qué caida e amoníaco se eses?
A) dcs demand de oxigeno?
(© Sel rendimiento diosa ige send 048 9
90 rec eisen ete Is demandas de am
by deontpen panel iposalsede E col inca e
4.14 Efecto del crecimiento
sobre la demanda de oxígeno
CALO+0,+CH0,+10
Bibliografía
Liber RM. an
2 Himmel, DM. (197 Base Prices and Cael
Pa Hl New Jr St Chapter
3. Wie JC and KK, Tose (1969) Coneration of
4 Conti J BM. Bah, isos and von Scar
(0987) The ions been element con
S.Roel LA. (193) Enr
¡Sugerencias para posteriores lecturas
Talances de materia de procesos (séance también Is
reference 13)
Hagen, O.A. KM. WatsonandR.A. Ragaz (151) Chi
Staten, EL. (1975 Base Practice of Chemie
eig, Chapter, Houghton Mii, Boson
stequiometria metabólica
(seas ambi larfeenea 5)
einen, 1. and JA, Rois (1981) A macroscopic mode
(esnbing el and macaco restan
fermentation process, Dstecio! Beng. 24739963
Nogal. (1979) Mas and every balances for microbial
roth Knee. Ads Bloch Eng 19.83
sobre la demanda de oxígeno
CALO+0,+CH0,+10
Bibliografía
Liber RM. an
2 Himmel, DM. (197 Base Prices and Cael
Pa Hl New Jr St Chapter
3. Wie JC and KK, Tose (1969) Coneration of
4 Conti J BM. Bah, isos and von Scar
(0987) The ions been element con
S.Roel LA. (193) Enr
¡Sugerencias para posteriores lecturas
Talances de materia de procesos (séance también Is
reference 13)
Hagen, O.A. KM. WatsonandR.A. Ragaz (151) Chi
Staten, EL. (1975 Base Practice of Chemie
eig, Chapter, Houghton Mii, Boson
stequiometria metabólica
(seas ambi larfeenea 5)
einen, 1. and JA, Rois (1981) A macroscopic mode
(esnbing el and macaco restan
fermentation process, Dstecio! Beng. 24739963
Nogal. (1979) Mas and every balances for microbial
roth Knee. Ads Bloch Eng 19.83
5
Balances de energía
ner Apr eo con de nr sn igor
ano de tn: Ls fr dele nc um 1
ia e era en en med
La le de conservación de seer ea base que pop
aque peda establecer a ened un deerminade is
{emt y st determinar lacada de vapor agu derefige
Tacón necesa pra mantener steers dé en
{i poceso, En este cal, después de explicar sconce
{or termodininicos ess se desl a ecuación
{i concreción de cría phil a proces ió
‘os Postronmete o visé o técnicas de club ex
Pads en el Capito 4 paa la resolución de problemas
Fons de balances e espa
5.1 Conceptos básicos de encrgí
Fins formas de regía
(ener cides E
(i Rene peel By
(Gi Irene em, D.
La errga inc es la cría que pose un sistema en
movin debidos velocidad. La energía potencial e
debida alpin delsinemaen uncampo gaviaceal
B ieewomagnin,o db a aconfomació el sistema
relación on a posición de qui (or ejemplo a
prié de un mos), La energía tera es asuma de
tos as ceras molecular, atómica y subarómica de la
noces en términos bros, Siendo únicamente pos
bi cuac cambios de ene ter.
La enr ernie en foma de coco abajo Calor
cs energía que fae staves los tes del sistema
‘oss diferencia de temperate nr el sema y ss
Slot Trabajo es energía senda como res
Le
eco nee so impor
oe calle fera impair qe no sea ini de
temperate Existen dos po de tato: rabejo mecánico
Wg eel abajo realizado osuna pre móvil dentro de
ulm (or ejemplo, un dst de merca enunaldo de
Fermentación y trabajo de jo W, Tajo de fj esla
‘era neces para pola maeri dentro e siste.
Een proce en que exit un Majo. el Mido nents
ba ed un bajo para fi desde fur al intro el
Sistema, mienta que el id a a said eliza un trabajo
plano quo e (ura paa que contin ej. El
E de Majo viene dado por la init expresión
Wav en
done pes apres y Vel volumen. (Comprotes que pV
tine mins mensions que labs aerea)
511 Unidades
La unión St de enr es luli (De 1 = nato
nr Nm) Otra unidades car (ca) que se eine
ame e elo necesao para aumentar 1 °C temperatur
(Ted agua pura I stn de pra. De acuerdo consta
‘iio, a ami de elo depende de alguna manera
‘SE atempertra del agus talent exis varas un
es ea iran diferentes edo aque nit
tn scudo universal sobre I temperatur de referencia a
ie La cara dela tela ternational (a) al exc
mente 4186 En unidades imperio, e ula La ui
(min bia (ming, Deich hema un, Bu),
ue se deine como la caida de era necesa para
Almen 1 Ela temper de 1 I de agua a1 atm de
Balances de energía
ner Apr eo con de nr sn igor
ano de tn: Ls fr dele nc um 1
ia e era en en med
La le de conservación de seer ea base que pop
aque peda establecer a ened un deerminade is
{emt y st determinar lacada de vapor agu derefige
Tacón necesa pra mantener steers dé en
{i poceso, En este cal, después de explicar sconce
{or termodininicos ess se desl a ecuación
{i concreción de cría phil a proces ió
‘os Postronmete o visé o técnicas de club ex
Pads en el Capito 4 paa la resolución de problemas
Fons de balances e espa
5.1 Conceptos básicos de encrgí
Fins formas de regía
(ener cides E
(i Rene peel By
(Gi Irene em, D.
La errga inc es la cría que pose un sistema en
movin debidos velocidad. La energía potencial e
debida alpin delsinemaen uncampo gaviaceal
B ieewomagnin,o db a aconfomació el sistema
relación on a posición de qui (or ejemplo a
prié de un mos), La energía tera es asuma de
tos as ceras molecular, atómica y subarómica de la
noces en términos bros, Siendo únicamente pos
bi cuac cambios de ene ter.
La enr ernie en foma de coco abajo Calor
cs energía que fae staves los tes del sistema
‘oss diferencia de temperate nr el sema y ss
Slot Trabajo es energía senda como res
Le
eco nee so impor
oe calle fera impair qe no sea ini de
temperate Existen dos po de tato: rabejo mecánico
Wg eel abajo realizado osuna pre móvil dentro de
ulm (or ejemplo, un dst de merca enunaldo de
Fermentación y trabajo de jo W, Tajo de fj esla
‘era neces para pola maeri dentro e siste.
Een proce en que exit un Majo. el Mido nents
ba ed un bajo para fi desde fur al intro el
Sistema, mienta que el id a a said eliza un trabajo
plano quo e (ura paa que contin ej. El
E de Majo viene dado por la init expresión
Wav en
done pes apres y Vel volumen. (Comprotes que pV
tine mins mensions que labs aerea)
511 Unidades
La unión St de enr es luli (De 1 = nato
nr Nm) Otra unidades car (ca) que se eine
ame e elo necesao para aumentar 1 °C temperatur
(Ted agua pura I stn de pra. De acuerdo consta
‘iio, a ami de elo depende de alguna manera
‘SE atempertra del agus talent exis varas un
es ea iran diferentes edo aque nit
tn scudo universal sobre I temperatur de referencia a
ie La cara dela tela ternational (a) al exc
mente 4186 En unidades imperio, e ula La ui
(min bia (ming, Deich hema un, Bu),
ue se deine como la caida de era necesa para
Almen 1 Ela temper de 1 I de agua a1 atm de
esi, Aig que a alot, se ecst un temperatura
Serena pr a dein nommen ut come
referencia a ompertur de 60 aunque a veces amb
Lun tras tempor,
5.12 Propiedades intensivas y extensivas
Las propiedades del materase isiicann dos tego
ts: aquél cya mitad depended a add e ma
tel presente ads cya magnitud es ndepenbiente de
‘ll Latempestu, la deidad acción molar son em
plo de rpiedade que no depende el tama del site
bs ein riesen. Porat Jo, mat,
Volumen y energía son vader evenings q camblan
se añade clima trs del sistema, as variables exe
iva puedncomenis ncntiddes opacas iden
do por Ia mas del sistema como, pr ejemplo, el volumen
espec que es el volumen dvi por la mas, Estas
‘arable especificas son variables nenas ya que son
Sependienes de la mus del item. En ete capt, las
[ropiedadesextenivas se denon con maya as
Fropiedaesespetficaconminicalae Entonces Ue a
energía tea, wes area nea epee con unid
des or ejemplo, deg Aunque srciament aan
mine «espacio s reee al Cana por unida
de musa, ambien sean insula para Catas
‘mores, pr ejemplo, co unidades ml.
513 Entalpfa
La etapiacsuna propiedad que se iz evenemen
te cn ls tances de energía S define como la combina
de os términos de ener
neu 62
onde es cea, Ua energie, la pein y Y
‘lumen. Lanta espciie hes por conte
» 6)
done weslaenerf ima específica y el volumen espe
‘feo. La ental pul que a errg tema, o pt
52 Ecuaciones generales de los balances
deenergi
principio que se cumple en todos ls balances de ee
af ef de conservación de enr egin Gala
“Aungu estay nos pl as cine meters la
nseracin de I energía es un principio válido par el
Bloprcesado ya que en éste os utilizan msn ne
rs. En os siguentes apartados se desarolada ls
fcoscones adapta lavsoluió elos problemas de
oc de ene
Lale decomemalén de acera puede esc como:
69
Para I aplicación desde el punto de vis pic, de
st ecucin conside el siena most e la igs
La masa et l sistema mins que la masa Mo
abandons. Ambas as een unn nora acido as
tn forma de enga ie, cinta y potencia, de manera
ue también eliza bajo de ao, aerea bando
«lisa como calor Q el tao mecánico W, se reza
en el sitema desde ls akeddores, Además 8 sponded
que el items homogéneo, caga y no exis eee
dos supericles de cer
Para alcala ecuación (54) deben emir las fc
ias de energía existent en cad émino del caen.
Si se agrupan por un lado ls propiedades extensivas y se
egresan como variables esperas mallas pot la
rasa, ecuación (54) aston en:
Muro +0 tm Mute, 00, er, 04 M2 AE
ss
tenon de ern de m DV ann
Serena pr a dein nommen ut come
referencia a ompertur de 60 aunque a veces amb
Lun tras tempor,
5.12 Propiedades intensivas y extensivas
Las propiedades del materase isiicann dos tego
ts: aquél cya mitad depended a add e ma
tel presente ads cya magnitud es ndepenbiente de
‘ll Latempestu, la deidad acción molar son em
plo de rpiedade que no depende el tama del site
bs ein riesen. Porat Jo, mat,
Volumen y energía son vader evenings q camblan
se añade clima trs del sistema, as variables exe
iva puedncomenis ncntiddes opacas iden
do por Ia mas del sistema como, pr ejemplo, el volumen
espec que es el volumen dvi por la mas, Estas
‘arable especificas son variables nenas ya que son
Sependienes de la mus del item. En ete capt, las
[ropiedadesextenivas se denon con maya as
Fropiedaesespetficaconminicalae Entonces Ue a
energía tea, wes area nea epee con unid
des or ejemplo, deg Aunque srciament aan
mine «espacio s reee al Cana por unida
de musa, ambien sean insula para Catas
‘mores, pr ejemplo, co unidades ml.
513 Entalpfa
La etapiacsuna propiedad que se iz evenemen
te cn ls tances de energía S define como la combina
de os términos de ener
neu 62
onde es cea, Ua energie, la pein y Y
‘lumen. Lanta espciie hes por conte
» 6)
done weslaenerf ima específica y el volumen espe
‘feo. La ental pul que a errg tema, o pt
52 Ecuaciones generales de los balances
deenergi
principio que se cumple en todos ls balances de ee
af ef de conservación de enr egin Gala
“Aungu estay nos pl as cine meters la
nseracin de I energía es un principio válido par el
Bloprcesado ya que en éste os utilizan msn ne
rs. En os siguentes apartados se desarolada ls
fcoscones adapta lavsoluió elos problemas de
oc de ene
Lale decomemalén de acera puede esc como:
69
Para I aplicación desde el punto de vis pic, de
st ecucin conside el siena most e la igs
La masa et l sistema mins que la masa Mo
abandons. Ambas as een unn nora acido as
tn forma de enga ie, cinta y potencia, de manera
ue también eliza bajo de ao, aerea bando
«lisa como calor Q el tao mecánico W, se reza
en el sitema desde ls akeddores, Además 8 sponded
que el items homogéneo, caga y no exis eee
dos supericles de cer
Para alcala ecuación (54) deben emir las fc
ias de energía existent en cad émino del caen.
Si se agrupan por un lado ls propiedades extensivas y se
egresan como variables esperas mallas pot la
rasa, ecuación (54) aston en:
Muro +0 tm Mute, 00, er, 04 M2 AE
ss
tenon de ern de m DV ann
=
7
e
labo será natives sistema cede la ener aca
os alededores or ctr ldo cae records que el aor es.
posto cuando ls adore reciben era el sistema,
for ejemplo, cuando ltemperatur del sistemas superiors
[Rae ls areas. Por lo tanto cuando, y Qson can
dats poulie, Y realiza una courbe postal
tenido de ene e sistema mientra que © produc una
mate ls signos que peceden a Q y W, En algunos I
tos de texts de temmodinémica s ula el convenio de
Signos justamente conti Laclección delconenio dep
ds vias es ita aunque empre debe are de
Forma consiste.
coin de entrada y cr de sl. Una ecuación más pe
uc puedo ubicarse paa cule número de vo
ints de mater sa cul (56)
0010, +00-IM 46,470) O4 28
La cc (4) sl forma simplificada de a primera ey
SM +e + 6) “EM + 6,44) 04M, 08
521 Casos especiales
se lan hs iglenes suposiciones —
(D Tneneri enden es despreciable; y
{ip ne potenciales speciale
Estas oposiciones sn ceptable para la mayoría de los
tigprossos donde no so alzan grandes velocidades y
(donde no existen grands cambios en altura en os ca
pos clctromagndicos Emons, e talane de energía que
Söhnen
zum = zum)
PERF:
La ceci (5,9) puede simplificar todavia mis en a
(0 Procesos de jo en edo estacionario, En estao es
tacon, o vara laguna propiedad del itema por
lo que no nie acumulación varié en a energía
desen AE.
La cesación del balance de energía en estado etc
EA) = E(k) = 0 à W
Laccvacón 59) pued pias tambiénsobre lin
po total de duración de as potes discotinons ode
Tinea imiermiente wo cito acumulación de
sistema al final del proceso. La ecuación (59) se utiliza
on basta frecuencia en los balances de enrfa de
ioprcaos
(ip Procesos ais Un proceso enel que no tans
Fi alor haci desde el sea se denomina adi
te el sea pose un pred adlabdia no pue
tribe desde air halls adore. joes
Condiciones 0 = 0 y I comcin (4) se wanna
(Mh) = ECM) + W, = AR
Lasecnacons (S-510 ropresentn ls caciones dl
blas de comía que Pen predecir, pr ejemplo, la
7
e
labo será natives sistema cede la ener aca
os alededores or ctr ldo cae records que el aor es.
posto cuando ls adore reciben era el sistema,
for ejemplo, cuando ltemperatur del sistemas superiors
[Rae ls areas. Por lo tanto cuando, y Qson can
dats poulie, Y realiza una courbe postal
tenido de ene e sistema mientra que © produc una
mate ls signos que peceden a Q y W, En algunos I
tos de texts de temmodinémica s ula el convenio de
Signos justamente conti Laclección delconenio dep
ds vias es ita aunque empre debe are de
Forma consiste.
coin de entrada y cr de sl. Una ecuación más pe
uc puedo ubicarse paa cule número de vo
ints de mater sa cul (56)
0010, +00-IM 46,470) O4 28
La cc (4) sl forma simplificada de a primera ey
SM +e + 6) “EM + 6,44) 04M, 08
521 Casos especiales
se lan hs iglenes suposiciones —
(D Tneneri enden es despreciable; y
{ip ne potenciales speciale
Estas oposiciones sn ceptable para la mayoría de los
tigprossos donde no so alzan grandes velocidades y
(donde no existen grands cambios en altura en os ca
pos clctromagndicos Emons, e talane de energía que
Söhnen
zum = zum)
PERF:
La ceci (5,9) puede simplificar todavia mis en a
(0 Procesos de jo en edo estacionario, En estao es
tacon, o vara laguna propiedad del itema por
lo que no nie acumulación varié en a energía
desen AE.
La cesación del balance de energía en estado etc
EA) = E(k) = 0 à W
Laccvacón 59) pued pias tambiénsobre lin
po total de duración de as potes discotinons ode
Tinea imiermiente wo cito acumulación de
sistema al final del proceso. La ecuación (59) se utiliza
on basta frecuencia en los balances de enrfa de
ioprcaos
(ip Procesos ais Un proceso enel que no tans
Fi alor haci desde el sea se denomina adi
te el sea pose un pred adlabdia no pue
tribe desde air halls adore. joes
Condiciones 0 = 0 y I comcin (4) se wanna
(Mh) = ECM) + W, = AR
Lasecnacons (S-510 ropresentn ls caciones dl
blas de comía que Pen predecir, pr ejemplo, la
Pics npn dele proc
cantidad clorque deb eliminas de un fermeté ara
mater as condiciones dima de tempe, o ase
costados deesponciono etaient Par plis sas
Ecuaciones x nro conose I ena eget de
Iss comets que entran o abandons el sema. En lt
alar ena
53 Procedimientos para calcular la entalpía
En los cálculos de napa se zen een comemos.
independiente de cómo se podar a vrai ela
53.1 Estados de referencia
Lcnapa spciica apres explictament eos -
en ss ecuaciones sae no pedo ei con
ers en minos abrio Teniendo en cena que los
lc de energías alien en base ala rencia de
tala ete as cones de nda yde salda las i
tes pueden superarse trabajado siempre en miss
de variación de etlfa En muchos problems de balances
cp ls vaciones de nape evalanen función
‘den estado de reereni que dee dei al iii del
‘Dad que Hno puedo conocerse en emis aos es
conveniente aignr H = Oa alg ad de referencia Por
Semplo, cuando | mol de dis de bone al |
Sine pein dete 0"Chasta2S €, varient
et ga puede colas (urn los métodos que se ex
plain posteriormente) como 4 = 091 Kise gral
{aloe 0310, pas °C. 325 °C puede considere
25°C 1091 4 sin que leía 25 "Ces 091 en
relación Isenaipin0°C.
a los els delos balances de ener se wlan
vais sistemas de eeencia para elu Is cambios de
tal. Images, or ejemplo, que se ques cala Ia
riad de rape un tema que pasa el Estado Lal
sado 2. se conocen Is entlpa de o sados 1 y en
relación la misma cod de frena He AH se cal
fala de siguien mane:
au
Eundo > Etado2
HIHI
A ex por tno independiente dl estado de referencia
532 Propiedades de estado
Los alresde algunas variables dependen nkament de
estado dl stoma no de cómo e ha lado dicho st
a Estas variables se denominan propiedades de estado ©
funcions de eto ete cs y eneenrn I tempera
a, rs a densidad composición, Por to ado, el
trato sur fuir e proceso aque a cniad de m
bajo realizado depende del modo cn ue alcanza lets
nal e sistema a part de os estados pre.
La enti es una función de esoo, Esa propiedad e
fab ear a en age
és de una sei de tapas putas orecoridas del pro
eso parent de estado ial y alcanzando el sach fe
‘a a variación de etapas calcla para cda capa de
‘manera que la vació tl delta del proceso rales
ala suma dels variaciones de ls process hp
es. Eos cierto aunque el comido del proceso utilizado,
para lus no seas mismo quelealizßo mente
Dorel sistema, Por ejemplo, orsdéeo la variación de
Ela par poceso mostrado la Figura en la que
perro de Mirógeno se rantorma en oxígeno y ap
sado por na emima La variación de enna ar el
proceso dito a 35°C pds clar land un po
so atraivo ene que el peróxido de hidrógeno espe
mero efi 25°C el gen y el age 2e forms en.
tonces por een 35°C y el produto e caleta en
tones hasta 35°C Puesto qos sados ina y nal on
Jos mismos, at en cl pen el como ne iodo,
In variación de rnp es también la mia cn ambos ca
At = at + an,» a, en
La rar ports ques tian amino pots en vez
eos ae par cel vaciones de etal sa
N t
lu lan
Ya ttmae El
1
+
i
|
i
|
|
|
cantidad clorque deb eliminas de un fermeté ara
mater as condiciones dima de tempe, o ase
costados deesponciono etaient Par plis sas
Ecuaciones x nro conose I ena eget de
Iss comets que entran o abandons el sema. En lt
alar ena
53 Procedimientos para calcular la entalpía
En los cálculos de napa se zen een comemos.
independiente de cómo se podar a vrai ela
53.1 Estados de referencia
Lcnapa spciica apres explictament eos -
en ss ecuaciones sae no pedo ei con
ers en minos abrio Teniendo en cena que los
lc de energías alien en base ala rencia de
tala ete as cones de nda yde salda las i
tes pueden superarse trabajado siempre en miss
de variación de etlfa En muchos problems de balances
cp ls vaciones de nape evalanen función
‘den estado de reereni que dee dei al iii del
‘Dad que Hno puedo conocerse en emis aos es
conveniente aignr H = Oa alg ad de referencia Por
Semplo, cuando | mol de dis de bone al |
Sine pein dete 0"Chasta2S €, varient
et ga puede colas (urn los métodos que se ex
plain posteriormente) como 4 = 091 Kise gral
{aloe 0310, pas °C. 325 °C puede considere
25°C 1091 4 sin que leía 25 "Ces 091 en
relación Isenaipin0°C.
a los els delos balances de ener se wlan
vais sistemas de eeencia para elu Is cambios de
tal. Images, or ejemplo, que se ques cala Ia
riad de rape un tema que pasa el Estado Lal
sado 2. se conocen Is entlpa de o sados 1 y en
relación la misma cod de frena He AH se cal
fala de siguien mane:
au
Eundo > Etado2
HIHI
A ex por tno independiente dl estado de referencia
532 Propiedades de estado
Los alresde algunas variables dependen nkament de
estado dl stoma no de cómo e ha lado dicho st
a Estas variables se denominan propiedades de estado ©
funcions de eto ete cs y eneenrn I tempera
a, rs a densidad composición, Por to ado, el
trato sur fuir e proceso aque a cniad de m
bajo realizado depende del modo cn ue alcanza lets
nal e sistema a part de os estados pre.
La enti es una función de esoo, Esa propiedad e
fab ear a en age
és de una sei de tapas putas orecoridas del pro
eso parent de estado ial y alcanzando el sach fe
‘a a variación de etapas calcla para cda capa de
‘manera que la vació tl delta del proceso rales
ala suma dels variaciones de ls process hp
es. Eos cierto aunque el comido del proceso utilizado,
para lus no seas mismo quelealizßo mente
Dorel sistema, Por ejemplo, orsdéeo la variación de
Ela par poceso mostrado la Figura en la que
perro de Mirógeno se rantorma en oxígeno y ap
sado por na emima La variación de enna ar el
proceso dito a 35°C pds clar land un po
so atraivo ene que el peróxido de hidrógeno espe
mero efi 25°C el gen y el age 2e forms en.
tonces por een 35°C y el produto e caleta en
tones hasta 35°C Puesto qos sados ina y nal on
Jos mismos, at en cl pen el como ne iodo,
In variación de rnp es también la mia cn ambos ca
At = at + an,» a, en
La rar ports ques tian amino pots en vez
eos ae par cel vaciones de etal sa
N t
lu lan
Ya ttmae El
1
+
i
|
i
|
|
|
rán ptetspotrioment moros apartados de se ap
5.4 Variación de entalpía en procesos
La variación de ent pued el restado de
(i) cambios de fase
i) mezcla de dilaciones; y
variaciones de entalpfa asociadas alas causas (i) (y (iy
alzar Jos casos en que cx mac
541 Can
rile. En lox balanced ee las vascos de calor
denominada copocidad calorifica presión constante si
plement copacidadcalorfen, Pra definir la capaci
Era ia el into € las unidades son mo
Reveal C y But" emi calor epeefco
ze ia para dei I paid de calor expres en
Fase por nidad de mas, La coach ern de co
“ApéodiceB muestran valores dC, para difeentescompues-
tor orgánicos nrgáicos Valls adicionales de Cin
Emi sl dm Caos aie ecc es
Handbook 1).el Handbook of Chemistry and Physics (2) y
sen üernes métodos pra seals ls cambios
entf wliando valores de, Cuando Cex constant
Cambio de etapa de una sustancia debi al combi de
AH MG, AT = MC T-T) sn
donde Mes bien la mac oben los moles de la sustanca
depetiendo de ns dimensiones de, 7, la temperatura
incl y temperatura fal La vida comspondin
Ejemplo 5.1 Variae
at =(509) 052g
URETA]
een
Tomando como referencia H 0;
del calor sensible con €, constante
mente tabladas como funciones polinómicas de a tempe:
faa opel
Grarirs crear 19
5.4 Variación de entalpía en procesos
La variación de ent pued el restado de
(i) cambios de fase
i) mezcla de dilaciones; y
variaciones de entalpfa asociadas alas causas (i) (y (iy
alzar Jos casos en que cx mac
541 Can
rile. En lox balanced ee las vascos de calor
denominada copocidad calorifica presión constante si
plement copacidadcalorfen, Pra definir la capaci
Era ia el into € las unidades son mo
Reveal C y But" emi calor epeefco
ze ia para dei I paid de calor expres en
Fase por nidad de mas, La coach ern de co
“ApéodiceB muestran valores dC, para difeentescompues-
tor orgánicos nrgáicos Valls adicionales de Cin
Emi sl dm Caos aie ecc es
Handbook 1).el Handbook of Chemistry and Physics (2) y
sen üernes métodos pra seals ls cambios
entf wliando valores de, Cuando Cex constant
Cambio de etapa de una sustancia debi al combi de
AH MG, AT = MC T-T) sn
donde Mes bien la mac oben los moles de la sustanca
depetiendo de ns dimensiones de, 7, la temperatura
incl y temperatura fal La vida comspondin
Ejemplo 5.1 Variae
at =(509) 052g
URETA]
een
Tomando como referencia H 0;
del calor sensible con €, constante
mente tabladas como funciones polinómicas de a tempe:
faa opel
Grarirs crear 19
"Algunas veces pued supone que capacidad alien
near TAS
ST at
Rare ne
MMC), OT.) CD TI (645)
542 Cambio de fas
ados de vaciones rain
Ejemplo 52 Entalpia d
‘stn de vaporieción 34.401) mol
bio de capis:
a, lenta de 50 deberae gid en
cría em y etapa dtio as sos y ls meros
Sino dese clase qu rcs encanta cp
Calor latte de fin hy
fanny
par vapoizar dictamen un lo
ci
Sai dls mo
Pech con a del vapor 179 “Cs -18.091.Como dure
menor que adel vapor
near TAS
ST at
Rare ne
MMC), OT.) CD TI (645)
542 Cambio de fas
ados de vaciones rain
Ejemplo 52 Entalpia d
‘stn de vaporieción 34.401) mol
bio de capis:
a, lenta de 50 deberae gid en
cría em y etapa dtio as sos y ls meros
Sino dese clase qu rcs encanta cp
Calor latte de fin hy
fanny
par vapoizar dictamen un lo
ci
Sai dls mo
Pech con a del vapor 179 “Cs -18.091.Como dure
menor que adel vapor
Figura 83 Proceso pra carl cambio de calor et ns
tempera lea dl puto ein noma
Loscambios de fase se produce normalmente tempera
taras diferentes ls normales de cbulición, fusión ©
blación; po ejemplo, el gus pued evapora a en
perature superiors interes a 100°C ¿Cómo puede cal.
Clase AH exo el calor teta tmpestra rea del
Cambio de as no se encuentra tabula? Este problema se
Solucion utilizado un proceso hipotio cam el deseo
fel Apart 532. Inaginse qo una nusanla ecvapo-
ra stémicamete a 30°C y se dispone del ealrestindar
de vaporización #6 °C. Como se moet en a Figur 53,
ped consider un proces enel que ludo scales
Sede 30 hasi 60°C, seevspor 60 °Cy poserioment se
nf el vp sta 30°. El cambio ttl dental pars
Se proceanesl mismo que erpercdnocue rec
mente 230 °C. A, y A son cambios de clo sense y
sten cleslelzand valores de copada clin y
los métodos deserts en el Apando 51 Al es el calor
[Sete en condiciones etndu y pued encontar en las
tablas Considerando que I enapfa es una frei de esta
{2,81 panel proces realezelmismo que Al, 2,081,
5.43 Mezcla y disolución
asta el momento se han considerado los cambios de
capa de compuestos poros. Para una dolce idol o
‘na merlo ida! de vais compuestos la propiedades ter
modinámica de a merla so asuma dels oraciones
de os componentes individuals Sin embargo, cuando los
‘compuesto se meacan disuclvn, Jos enlaces ento ls
moléculas del disolvente y del soluto se rompen y se
reordenan En ls disoluciones ele se produce un abr
<ióno desprendimiento nto de cerf. oque produce cam
Bios e a enegía tea y nl nap dela mezcla La
“lación dl cio slic en agua es un ben ejemplo en
+1 ques desprende energía. Para disoluciones els existe
un término adicional de energía tener e cuenta ala hora
Integral de disolución, Ah alor Integral de disolución
se defn como el combo de eta que um cuando un
mol de soluto se disuelve a temperatur constant a una
terminada cantidad de diolvente La cntalpa de na mer
la o ideal de dos componente Ay Bes:
Hoarty 40,484, sm
Fl calor de mezcla es una propiedad de o componentes
ela iolcióne independiente de temperatura y concen
¡ración de la mezcla. Conforme a disolución se hace més y
mé duds, se sleana un valo asco de A, Et va
Teese denomina calor neral de dislaión a dilación if
it. Cuando el agua es el Componente primario de a dio-
lución para near I enlpa de a mezca puedo war
se Ah, a divi nit. Lor valores de A, para do
‘one sora pueden encontrar nel Chemical Engineer
Handbook U en el Handbook of Chemistry and Pais
(2 y en el Biochemical Engineering and Biotechnology
Handbook (5
Ejemplo 53 Calor de disolución
Ácido lie y agua e encuentran inicialmente 225°C: Sis diulven 15 de Sid mano en 5 kg de gu. ¿Qué
aida de calor debe suminsrse para que la disolución permanezca 225°C? ¿Cute la napa de la disolución con
Solución
"El peso molecular del Sido malic es 104. Dado que a colin es muy diluida (0.3% en peso) puede line el
alos integral de disolución dilación infinita. Según Heat, A, a temperatura ambiente ex 4493 Kcal mot”, Ese
alor es pti por lo que la etalía dela mezla ex mayor que
os componentes y el calores absorbido dun la
solución El calor necesario para que I disolución permanezca 25 "Ces
tempera lea dl puto ein noma
Loscambios de fase se produce normalmente tempera
taras diferentes ls normales de cbulición, fusión ©
blación; po ejemplo, el gus pued evapora a en
perature superiors interes a 100°C ¿Cómo puede cal.
Clase AH exo el calor teta tmpestra rea del
Cambio de as no se encuentra tabula? Este problema se
Solucion utilizado un proceso hipotio cam el deseo
fel Apart 532. Inaginse qo una nusanla ecvapo-
ra stémicamete a 30°C y se dispone del ealrestindar
de vaporización #6 °C. Como se moet en a Figur 53,
ped consider un proces enel que ludo scales
Sede 30 hasi 60°C, seevspor 60 °Cy poserioment se
nf el vp sta 30°. El cambio ttl dental pars
Se proceanesl mismo que erpercdnocue rec
mente 230 °C. A, y A son cambios de clo sense y
sten cleslelzand valores de copada clin y
los métodos deserts en el Apando 51 Al es el calor
[Sete en condiciones etndu y pued encontar en las
tablas Considerando que I enapfa es una frei de esta
{2,81 panel proces realezelmismo que Al, 2,081,
5.43 Mezcla y disolución
asta el momento se han considerado los cambios de
capa de compuestos poros. Para una dolce idol o
‘na merlo ida! de vais compuestos la propiedades ter
modinámica de a merla so asuma dels oraciones
de os componentes individuals Sin embargo, cuando los
‘compuesto se meacan disuclvn, Jos enlaces ento ls
moléculas del disolvente y del soluto se rompen y se
reordenan En ls disoluciones ele se produce un abr
<ióno desprendimiento nto de cerf. oque produce cam
Bios e a enegía tea y nl nap dela mezcla La
“lación dl cio slic en agua es un ben ejemplo en
+1 ques desprende energía. Para disoluciones els existe
un término adicional de energía tener e cuenta ala hora
Integral de disolución, Ah alor Integral de disolución
se defn como el combo de eta que um cuando un
mol de soluto se disuelve a temperatur constant a una
terminada cantidad de diolvente La cntalpa de na mer
la o ideal de dos componente Ay Bes:
Hoarty 40,484, sm
Fl calor de mezcla es una propiedad de o componentes
ela iolcióne independiente de temperatura y concen
¡ración de la mezcla. Conforme a disolución se hace més y
mé duds, se sleana un valo asco de A, Et va
Teese denomina calor neral de dislaión a dilación if
it. Cuando el agua es el Componente primario de a dio-
lución para near I enlpa de a mezca puedo war
se Ah, a divi nit. Lor valores de A, para do
‘one sora pueden encontrar nel Chemical Engineer
Handbook U en el Handbook of Chemistry and Pais
(2 y en el Biochemical Engineering and Biotechnology
Handbook (5
Ejemplo 53 Calor de disolución
Ácido lie y agua e encuentran inicialmente 225°C: Sis diulven 15 de Sid mano en 5 kg de gu. ¿Qué
aida de calor debe suminsrse para que la disolución permanezca 225°C? ¿Cute la napa de la disolución con
Solución
"El peso molecular del Sido malic es 104. Dado que a colin es muy diluida (0.3% en peso) puede line el
alos integral de disolución dilación infinita. Según Heat, A, a temperatura ambiente ex 4493 Kcal mot”, Ese
alor es pti por lo que la etalía dela mezla ex mayor que
os componentes y el calores absorbido dun la
solución El calor necesario para que I disolución permanezca 25 "Ces
sas {tol
alt= 4493 heat mors 9
A
“Tomando como referencia 0 pare agua y cido mali 2 °C, lent dela disolución 225 °Ces 0.648
eal,
a os sistemas biológicos eisen cambios sigla
vus de ctlía debio calores de meh. La mayors de
soon en rots de fermentación enzimáticos
on mezeas cues ids pudenda considerarse dales
en os cálculos dels lances de energía sin cometer gran
55 Tablas de vapor
Las tablas de apor han sido wilzadas duane muchos
los por ls ingeiers ar lie de peces indus
ley de cents émicas Estas tables muestran a prop
ales emadisámicas del pu, incluyendo el volumen
pret, aenergi tea inet, Com enter
Fado seein trtando ls eas, des bas de vapor se
Frets una Ita Jena par el vapor y el gua
{trees coniiones, sales we mietann el And
EEC {OL Toes ls valores de ett debe tener el mismo
amorce, ls tablas de apor dl Apéndice Cel
onto de referencia x H = pal agua uen el punto
Tile: 001°C y 06112 kPa de presión. (El pat tiple es
ur condi variate de presó y empersturan que
tlie agua quid y aga vapor se encuentran en equi:
ni) Las blas de vapor abend de ots referencias D
gris pueden presentar diferentes estados de refers
ca Las bas de vapor elimina a mes de url
Cor sensible tnt del gus y el opor, y pueden ul
Sane directamente en los balances de cor.
as Tablas Cl y C2 del Apéndice C muestran una ita
de alors de etl pars el agua Kua yvepor sonado,
{Cuando el líquido y el vapor so encuentran en qui
‘Stn stud ea sro en aga contes toda el
Sun que pose mantener al peón tempest existe
it Parana vacia pur como sel ap, ua ve spec
Fita la temperatura I surat e rode auna dica
resido. Por ejemplo dela Tabla C2, el vapor satura a
188° prset ua presión de 100 kPa. También de lata
a seta de et apo en relación al punto pe del
pines 2182.70 Kg elas aid e quid co el
‘por presenta una rap de 798-41) kg Elalor tete
apreció aj ests condiciones e aerea cnte
las calls del quid y del vapor como se indica ela
chum de capta de en medio, Ah es 19843 Kg". La
Tabla mest las als del aa y del vapor str
dos en unión de a temperatura yl Tabla C2 en uniin
dela presión.
‘Coun se utilizan las tablas de vapor genralmente se
ignora efecto dela pres sobre etapa del agua
Ad Por ejemplo, elta del agua a 40°C y atm
(lo. kay encuentra uscando la napa de vapor sa
{edo aC enla TC. y sopoRiendo que este valor
independiente de la resin Est supsiió es wis a
presiones jas por Shao de SD am La enapa del agua
Fig 40 € 1 sims porlotano 167313 kg".
Tos valores d napa par el apor sobrecalntado vie
ne dos ea Tabla, Sa tempest de vapor st
Fido amena ( pre dsminaye a temperatura cons
anne vapor ss quese encuenta sobrealentado, Un
Vapor sbresenad n puede condensar hasta que retoma
DS cantones de traci, La derencia entre te
Persa de un gs sobrecaentn temperatura de sa
Pack se derominn grado de sobecalntamieno dl gs
Fla Tale muri la napa en función de aten.
ear 1 restore diferentes desde 1OkPa hasta 50000
Ta por ejemplo, un vapor obrecalentado a 1000 KPa de
poción y 250°C en um etapa de 2943 kg relatva
Ei uno ipl. La Tabla 3 muestra también as prier
de en combines de saturación; po ejemplo, a tempera:
furs de urn à 100 Ka es 1999 °C a etl del
Sia qui bajo ets condiciones es 7626 1 kg” y la
Sapa dl vapor saturado es 2776213 Ag Les gados de
Sbrecletanfento par el vapor sobreclentado pueden
Ser etonces como (25021799) = 70.1 gas cen
Grados El apa bajo pein permanece en estado líquida
lo evament ts tempertras. En a pate spe
Horde la Tabla 2 sobre alga que entend sobre a
presión aies puce encontras los valores de etapa
rl aga gid asta 350°C.
5.6 Procedimiento para calcular
los balances de energía sin reacción
Para esolverlos problemas de balances de energía enss
ems sin rección pueden villa los mode dese
tel Apart St para callar a nal. Muchs dels
unos escritos el Apartado 43 para balances de materia
asdentunbie spare aquí para esolve Balances dene:
alt= 4493 heat mors 9
A
“Tomando como referencia 0 pare agua y cido mali 2 °C, lent dela disolución 225 °Ces 0.648
eal,
a os sistemas biológicos eisen cambios sigla
vus de ctlía debio calores de meh. La mayors de
soon en rots de fermentación enzimáticos
on mezeas cues ids pudenda considerarse dales
en os cálculos dels lances de energía sin cometer gran
55 Tablas de vapor
Las tablas de apor han sido wilzadas duane muchos
los por ls ingeiers ar lie de peces indus
ley de cents émicas Estas tables muestran a prop
ales emadisámicas del pu, incluyendo el volumen
pret, aenergi tea inet, Com enter
Fado seein trtando ls eas, des bas de vapor se
Frets una Ita Jena par el vapor y el gua
{trees coniiones, sales we mietann el And
EEC {OL Toes ls valores de ett debe tener el mismo
amorce, ls tablas de apor dl Apéndice Cel
onto de referencia x H = pal agua uen el punto
Tile: 001°C y 06112 kPa de presión. (El pat tiple es
ur condi variate de presó y empersturan que
tlie agua quid y aga vapor se encuentran en equi:
ni) Las blas de vapor abend de ots referencias D
gris pueden presentar diferentes estados de refers
ca Las bas de vapor elimina a mes de url
Cor sensible tnt del gus y el opor, y pueden ul
Sane directamente en los balances de cor.
as Tablas Cl y C2 del Apéndice C muestran una ita
de alors de etl pars el agua Kua yvepor sonado,
{Cuando el líquido y el vapor so encuentran en qui
‘Stn stud ea sro en aga contes toda el
Sun que pose mantener al peón tempest existe
it Parana vacia pur como sel ap, ua ve spec
Fita la temperatura I surat e rode auna dica
resido. Por ejemplo dela Tabla C2, el vapor satura a
188° prset ua presión de 100 kPa. También de lata
a seta de et apo en relación al punto pe del
pines 2182.70 Kg elas aid e quid co el
‘por presenta una rap de 798-41) kg Elalor tete
apreció aj ests condiciones e aerea cnte
las calls del quid y del vapor como se indica ela
chum de capta de en medio, Ah es 19843 Kg". La
Tabla mest las als del aa y del vapor str
dos en unión de a temperatura yl Tabla C2 en uniin
dela presión.
‘Coun se utilizan las tablas de vapor genralmente se
ignora efecto dela pres sobre etapa del agua
Ad Por ejemplo, elta del agua a 40°C y atm
(lo. kay encuentra uscando la napa de vapor sa
{edo aC enla TC. y sopoRiendo que este valor
independiente de la resin Est supsiió es wis a
presiones jas por Shao de SD am La enapa del agua
Fig 40 € 1 sims porlotano 167313 kg".
Tos valores d napa par el apor sobrecalntado vie
ne dos ea Tabla, Sa tempest de vapor st
Fido amena ( pre dsminaye a temperatura cons
anne vapor ss quese encuenta sobrealentado, Un
Vapor sbresenad n puede condensar hasta que retoma
DS cantones de traci, La derencia entre te
Persa de un gs sobrecaentn temperatura de sa
Pack se derominn grado de sobecalntamieno dl gs
Fla Tale muri la napa en función de aten.
ear 1 restore diferentes desde 1OkPa hasta 50000
Ta por ejemplo, un vapor obrecalentado a 1000 KPa de
poción y 250°C en um etapa de 2943 kg relatva
Ei uno ipl. La Tabla 3 muestra también as prier
de en combines de saturación; po ejemplo, a tempera:
furs de urn à 100 Ka es 1999 °C a etl del
Sia qui bajo ets condiciones es 7626 1 kg” y la
Sapa dl vapor saturado es 2776213 Ag Les gados de
Sbrecletanfento par el vapor sobreclentado pueden
Ser etonces como (25021799) = 70.1 gas cen
Grados El apa bajo pein permanece en estado líquida
lo evament ts tempertras. En a pate spe
Horde la Tabla 2 sobre alga que entend sobre a
presión aies puce encontras los valores de etapa
rl aga gid asta 350°C.
5.6 Procedimiento para calcular
los balances de energía sin reacción
Para esolverlos problemas de balances de energía enss
ems sin rección pueden villa los mode dese
tel Apart St para callar a nal. Muchs dels
unos escritos el Apartado 43 para balances de materia
asdentunbie spare aquí para esolve Balances dene:
(© Un diagrama de fujs bie dedo y equa es
nl yr etica tds ls contes de estrada
Se sl, as como ss compesiioes Para ls ta
Janes de ener deberan también indicar as tee
‘nr pesones y fases de Jos moteles sis cons
(ip La andado eecioadas pr el balance de een
Fran epeteaneywlzare enc diagrama def
‘iy ga que en los tances de maria debe elegirse
tra bse deel y especias claramente.
(GB esto de rferenho par H=0esá ya determina
sonido los estados deferencia arcada
Spec molecular estem pueden asignarse bi
npecar das Is spoons lind pa ae
olin el problema. Sopsicione les como a
‘enc de fags y operación en sado estonien
Process en son deus pened
Ans elas anteriores stan as signs opos:
ones par ls balance de regía
(6) El sistema es homogéneo oe encuen bien melde
Bajo cas condiciones ls comentes product, Ica
tonto gues, abandonan el tema a a temperatura el
(0) Seonitennomalment ls calores de mezca para mer
‘os que onen compues de ester molecular
‘Sede Ls mec e ass consideran simpre de
pa
(© Algunas veces puede omitin el bajo mee ic inch
donas el sema se enue agde. Esa sos
‘Sen onde aplicar cundo se wil na again
Sy fete cand cl líquido que e ate muy vi
ac Cuando nse posible desprecia el rajo meet
en debeconocerae energía qe entr atv el 8
{dor
(@ Sie componentes no 00 may voles temps
fir no es may vada quede desprecia la evapora
‘nn siemas liquidos.
(6) Se igor ns pérdidas de calor de sistema ci los
Std ee suposiin e vida para recipientes
iy ay onen pris rs
5.7 Ejemplos resueltos de balances
de energía sin reacción
a como se muestra en Jos siguientes ejemplos, para a
olin elos balance e energía puede ua como
‘incl foro desert en el Cap à para los Blancos
Ejemplo 54 Calentador de agua en continuo
Se aliment agua 2 “Ca untanque bent alentado a una velocidad de 10k
» agua en estado iid abandor
MOS avc de Kg y creo, Irse leen forma do vapor de aia Enesad estacionario,
rates ia velocidad de eran de calor al sistema?
(0) Selecionar las unidades para el prob
kan
Er! TE e
= -- | ne
o LE re dt tera
nl yr etica tds ls contes de estrada
Se sl, as como ss compesiioes Para ls ta
Janes de ener deberan también indicar as tee
‘nr pesones y fases de Jos moteles sis cons
(ip La andado eecioadas pr el balance de een
Fran epeteaneywlzare enc diagrama def
‘iy ga que en los tances de maria debe elegirse
tra bse deel y especias claramente.
(GB esto de rferenho par H=0esá ya determina
sonido los estados deferencia arcada
Spec molecular estem pueden asignarse bi
npecar das Is spoons lind pa ae
olin el problema. Sopsicione les como a
‘enc de fags y operación en sado estonien
Process en son deus pened
Ans elas anteriores stan as signs opos:
ones par ls balance de regía
(6) El sistema es homogéneo oe encuen bien melde
Bajo cas condiciones ls comentes product, Ica
tonto gues, abandonan el tema a a temperatura el
(0) Seonitennomalment ls calores de mezca para mer
‘os que onen compues de ester molecular
‘Sede Ls mec e ass consideran simpre de
pa
(© Algunas veces puede omitin el bajo mee ic inch
donas el sema se enue agde. Esa sos
‘Sen onde aplicar cundo se wil na again
Sy fete cand cl líquido que e ate muy vi
ac Cuando nse posible desprecia el rajo meet
en debeconocerae energía qe entr atv el 8
{dor
(@ Sie componentes no 00 may voles temps
fir no es may vada quede desprecia la evapora
‘nn siemas liquidos.
(6) Se igor ns pérdidas de calor de sistema ci los
Std ee suposiin e vida para recipientes
iy ay onen pris rs
5.7 Ejemplos resueltos de balances
de energía sin reacción
a como se muestra en Jos siguientes ejemplos, para a
olin elos balance e energía puede ua como
‘incl foro desert en el Cap à para los Blancos
Ejemplo 54 Calentador de agua en continuo
Se aliment agua 2 “Ca untanque bent alentado a una velocidad de 10k
» agua en estado iid abandor
MOS avc de Kg y creo, Irse leen forma do vapor de aia Enesad estacionario,
rates ia velocidad de eran de calor al sistema?
(0) Selecionar las unidades para el prob
kan
Er! TE e
= -- | ne
o LE re dt tera
mM viii einer es ps
(9 Represeno el diagrama de fes mostrando todos los ets y unidades
FE lagrima de jos must en a Figu SE.
(Gi) Definite del sistema dar obre el diagrama de jos.
$ limi dl siena se mues a Figura SEA.
(© Especificar cualquier suposición realizada
À pres opera en sado estacionario
«sistema no line fugas
sistema es homogenen
Taerar se podre a 88°C
Saba mecánico s depreciable
(i Seleccionar yespecfiar una boe de el.
La ae de clo son fs 10 kg de aga que entran astm 6 hora
(in Setecionary especificar un sado de referencia
Eland de een ar agua es l mimo que 6 utilizado e ls tabla de vapor 0.01 "Cy 06112 KP
agua líquida 88°C) = 368.3 ke" (Tabla)
A Capor saturado 88°C) = 26569 E kg Cab.)
A sun ia 250) = 1OLS bla CI}
(0 Deieminar ls compuestos involucrados enla rección.
(6) Bebe ecuación apropia de balance de materia
balance de mates está completo
(Gi) Escribir I ecuación apropiada del balance de ergo
a sado estaciona, se ale a ecuación (59)
zum EN) -0+W,-0
(@) Menifcr ls términos de a ecuación del balance de ener
Para este rblema W, = La ecuación de lance de enga se transfrma en:
a U,
(gas O=0
(WOK) (1048 ke") (KE) IE. KAS) —(L4g) ARSCH Kg) 00
Q=-nsa
tien un valo negativo, Estocs, de scudo con el convenio designs mostrado enel Apartado 52, ala dete
Ser sums a sistema desde os aludes.
Responder ales euesoneseseccasplanteadat enel problem; comprobar el número de cas significativos
Fa vend de entr sore 93x HAT
(9 Represeno el diagrama de fes mostrando todos los ets y unidades
FE lagrima de jos must en a Figu SE.
(Gi) Definite del sistema dar obre el diagrama de jos.
$ limi dl siena se mues a Figura SEA.
(© Especificar cualquier suposición realizada
À pres opera en sado estacionario
«sistema no line fugas
sistema es homogenen
Taerar se podre a 88°C
Saba mecánico s depreciable
(i Seleccionar yespecfiar una boe de el.
La ae de clo son fs 10 kg de aga que entran astm 6 hora
(in Setecionary especificar un sado de referencia
Eland de een ar agua es l mimo que 6 utilizado e ls tabla de vapor 0.01 "Cy 06112 KP
agua líquida 88°C) = 368.3 ke" (Tabla)
A Capor saturado 88°C) = 26569 E kg Cab.)
A sun ia 250) = 1OLS bla CI}
(0 Deieminar ls compuestos involucrados enla rección.
(6) Bebe ecuación apropia de balance de materia
balance de mates está completo
(Gi) Escribir I ecuación apropiada del balance de ergo
a sado estaciona, se ale a ecuación (59)
zum EN) -0+W,-0
(@) Menifcr ls términos de a ecuación del balance de ener
Para este rblema W, = La ecuación de lance de enga se transfrma en:
a U,
(gas O=0
(WOK) (1048 ke") (KE) IE. KAS) —(L4g) ARSCH Kg) 00
Q=-nsa
tien un valo negativo, Estocs, de scudo con el convenio designs mostrado enel Apartado 52, ala dete
Ser sums a sistema desde os aludes.
Responder ales euesoneseseccasplanteadat enel problem; comprobar el número de cas significativos
Fa vend de entr sore 93x HAT
Ejemplo $$ Enfriamiento en el proceso de recuperación del producto
Enel proces de recuperación dl ido gcc, lalo de fementación concentrado, con un contenido et 20% en
0 de Sid luna se ena enn cambiador de calorcomo paso pevo a eritazcn Por cle nee
ata 6°C, 2000 kr de líquido 90°C que procede de un eraprndar Elenramieo se lena caia clot
con 2700KE deagua que se encuentra inicialmente 32°C: Si atesora final de og dereigersiinende SD "0
cul esla velocidad de pida de clr del disolución de ácido pin ai los aller? Sas que la
paca calories dl sido loto es 035 eal "°C
Solin
O Unidades
RER DC
¿Diagrama de fs,
El igrana de fijos muestren a Figura SES.
¡il Lines dl item
Elite del sistema mostrado en a Fgura SES. separa la disolución de Sid inc dela del agua e rtea.
ción
Anis
© Sipoicions
‘tos components deci de fementció pueden considera agua
+1 cid luca el agua forma ura mezch al
(i Base della
2000 k de comente alimentada 1 hor
Enel proces de recuperación dl ido gcc, lalo de fementación concentrado, con un contenido et 20% en
0 de Sid luna se ena enn cambiador de calorcomo paso pevo a eritazcn Por cle nee
ata 6°C, 2000 kr de líquido 90°C que procede de un eraprndar Elenramieo se lena caia clot
con 2700KE deagua que se encuentra inicialmente 32°C: Si atesora final de og dereigersiinende SD "0
cul esla velocidad de pida de clr del disolución de ácido pin ai los aller? Sas que la
paca calories dl sido loto es 035 eal "°C
Solin
O Unidades
RER DC
¿Diagrama de fs,
El igrana de fijos muestren a Figura SES.
¡il Lines dl item
Elite del sistema mostrado en a Fgura SES. separa la disolución de Sid inc dela del agua e rtea.
ción
Anis
© Sipoicions
‘tos components deci de fementció pueden considera agua
+1 cid luca el agua forma ura mezch al
(i Base della
2000 k de comente alimentada 1 hor
Gta de ren
HO pars el Sid icónico 290°C
La spaidd cali del cio gluco es 035 cal "CH; además, se pods que C, pemanece constant
dente del interval e temperatur utilizado, Comiendo unidades
(bid o = 925 I ee
de gc | Lea l'O! 11
cido phic) = 1:47 KI Ke
(agua guia 290 *C)=3169 kg ba CD
‘agua guia a 6 °C) 25.240 kg (Tabla)
A ap líquida 02°C) = 843 kg" bla).
Jaga igus a 50°C) = 29:34) kr Tabla.)
(oh Ecuación del baance de materia
(i) Ecuación de balance de energía.
Mh) - ath = 0+ W,=0
W,=0. Essen dos jos de calor que salen del sistema: ono e l agua de refrigeración (0) y otro que represent las
pias hacia o leeres (0), Uilizando los símbolos W = agua y G = edo lacs, a eeu dl
+ 0 M Oo Qs 050
(160 kg) (KORK) ER
= (1600 kg) (147 KO KE = 405 x 10°
LC se alu om vención de so sensible desd 90°C lande la cei (5.12:
heu = MC, (TT) = 400 4g) ATI Kg *C)(6=90)°C
A
El calor eliminado del gua de refierseön, Qs igualación de eta el gu de refigerckn eme 2°C
Q= CORD (003 BA) kg = 5.42% 10
stot estas pueden ize ahora. la suc del lance de enga
(603 10") + (ORD — (4.03 x 104K) - (494: 10) 0,
50x10 =o
4. Finalización
La velocidad de péri calor hal os alors 7. 10
HO pars el Sid icónico 290°C
La spaidd cali del cio gluco es 035 cal "CH; además, se pods que C, pemanece constant
dente del interval e temperatur utilizado, Comiendo unidades
(bid o = 925 I ee
de gc | Lea l'O! 11
cido phic) = 1:47 KI Ke
(agua guia 290 *C)=3169 kg ba CD
‘agua guia a 6 °C) 25.240 kg (Tabla)
A ap líquida 02°C) = 843 kg" bla).
Jaga igus a 50°C) = 29:34) kr Tabla.)
(oh Ecuación del baance de materia
(i) Ecuación de balance de energía.
Mh) - ath = 0+ W,=0
W,=0. Essen dos jos de calor que salen del sistema: ono e l agua de refrigeración (0) y otro que represent las
pias hacia o leeres (0), Uilizando los símbolos W = agua y G = edo lacs, a eeu dl
+ 0 M Oo Qs 050
(160 kg) (KORK) ER
= (1600 kg) (147 KO KE = 405 x 10°
LC se alu om vención de so sensible desd 90°C lande la cei (5.12:
heu = MC, (TT) = 400 4g) ATI Kg *C)(6=90)°C
A
El calor eliminado del gua de refierseön, Qs igualación de eta el gu de refigerckn eme 2°C
Q= CORD (003 BA) kg = 5.42% 10
stot estas pueden ize ahora. la suc del lance de enga
(603 10") + (ORD — (4.03 x 104K) - (494: 10) 0,
50x10 =o
4. Finalización
La velocidad de péri calor hal os alors 7. 10
Fs mponantedrs conta de ucla respuesta fil dos
problems de balances e nea no dependen de ke
‘nd o ados de referencia dees components, A
ue os valores deh depended seta de referencia,
Hal como so most en el parado 53.1, sta dpendnc
espace cuando so opin I suc del balance y ze
‘lel rec entras ets ls comes de
tra y de aid. Para probar et hecho, punt realise
ali de losejemplos de et capo izado tat
Condiciones de refeen para aser las mamas soli
es finale.
55 Variación de entalpia debida
Las ecsones en boprcesde se produce como real:
tado den stvida erica y del metabolism celula
Durante la ean can crios eaivamene impor.
Shes e tna e aque re
Sera depend senda ane res gu
‘Ta diferencia de etal entr Los estan y ls po:
zum = zu
on
- (5.19)
re ei een
RE
Sc a energía sobrante so desprende en forma de calor y
Tyee ae dea cn
AAA
ae
calor especifico de earn hes vna popa de
ta atra. S vale dependa dels states ÿ productos
oz ntervenen en acc au om de a tempera y
presión de operación. Teniendo en cuenta qe cualquier
ku puede paca en un gan nimer de actos
oes pole alr todos los poses valores de A. En
Vez dll, Ah, Cll pair de o calores de Som
ió dels Compuestos indie.
581
El olor de combustion A, se define como el calor que
interne dra lección ua sustancia com oxen
para formar sens produce oxidados come el CO, as
LO luda N, as El calor endo de combustión a
ión en condiciones end, germen 28 "Cy Lam
Ge ein. Por convenio, sero par ls productos de
nació, es dete O, es, LO guia, N, a, ts los
lores estándar 6 combs pra tos compuestos son
Siempre negative. La Tala Ben el Apéndice D mues
na a de valores coma. Las calores de combat
Fin decos materials puden encontrar en el Chemical
Engineer Handhok I} yen ot Handbook) Chemisty
‘and Pic [Po ejemplo, el aor estar de combos
‘in pare cdo fico vine dad en Ia Tabla BS como
CERO mori; eto pren el calor desprendido à
35°Cy 1 am mediante liguero reach
alor de combustión
GH, 004440, 6) 600, @) +4110
Los sors eatin de combusóne ula par cl
lo colores estándar de rección A, pra as resi
resorts combustibles Products Seco
anit
620)
donde non ele deren pea qe nene
ada mo. El calor stánda de encin es I ierencia ene
Foca com esc polaco
"Ejemplo 56 Cálculo del calor de reacción a partir de los calores de combustión
Lo fumdric e produce apa del cdo málicouiizado un cria, foma. Clear el ele estándar de
sci para a ine transformación esis:
AN
(mico)
> cHo,+n0
(unico)
problems de balances e nea no dependen de ke
‘nd o ados de referencia dees components, A
ue os valores deh depended seta de referencia,
Hal como so most en el parado 53.1, sta dpendnc
espace cuando so opin I suc del balance y ze
‘lel rec entras ets ls comes de
tra y de aid. Para probar et hecho, punt realise
ali de losejemplos de et capo izado tat
Condiciones de refeen para aser las mamas soli
es finale.
55 Variación de entalpia debida
Las ecsones en boprcesde se produce como real:
tado den stvida erica y del metabolism celula
Durante la ean can crios eaivamene impor.
Shes e tna e aque re
Sera depend senda ane res gu
‘Ta diferencia de etal entr Los estan y ls po:
zum = zu
on
- (5.19)
re ei een
RE
Sc a energía sobrante so desprende en forma de calor y
Tyee ae dea cn
AAA
ae
calor especifico de earn hes vna popa de
ta atra. S vale dependa dels states ÿ productos
oz ntervenen en acc au om de a tempera y
presión de operación. Teniendo en cuenta qe cualquier
ku puede paca en un gan nimer de actos
oes pole alr todos los poses valores de A. En
Vez dll, Ah, Cll pair de o calores de Som
ió dels Compuestos indie.
581
El olor de combustion A, se define como el calor que
interne dra lección ua sustancia com oxen
para formar sens produce oxidados come el CO, as
LO luda N, as El calor endo de combustión a
ión en condiciones end, germen 28 "Cy Lam
Ge ein. Por convenio, sero par ls productos de
nació, es dete O, es, LO guia, N, a, ts los
lores estándar 6 combs pra tos compuestos son
Siempre negative. La Tala Ben el Apéndice D mues
na a de valores coma. Las calores de combat
Fin decos materials puden encontrar en el Chemical
Engineer Handhok I} yen ot Handbook) Chemisty
‘and Pic [Po ejemplo, el aor estar de combos
‘in pare cdo fico vine dad en Ia Tabla BS como
CERO mori; eto pren el calor desprendido à
35°Cy 1 am mediante liguero reach
alor de combustión
GH, 004440, 6) 600, @) +4110
Los sors eatin de combusóne ula par cl
lo colores estándar de rección A, pra as resi
resorts combustibles Products Seco
anit
620)
donde non ele deren pea qe nene
ada mo. El calor stánda de encin es I ierencia ene
Foca com esc polaco
"Ejemplo 56 Cálculo del calor de reacción a partir de los calores de combustión
Lo fumdric e produce apa del cdo málicouiizado un cria, foma. Clear el ele estándar de
sci para a ine transformación esis:
AN
(mico)
> cHo,+n0
(unico)
Souci
‘les O ral gun ud. De a cus (2:
Er O O
Los calores esti de combat pra stos compuestos onen e Tabla.
= 13288 mat
133401 mot
Entnces, uilzando como bas de cal 1 mol eid mio comen:
PNC]
(mo) (13283 X mot) (mo) I3340K ma)
mic calor eso po el item
582. Calor de reacción en condiciones
pl 5.6 muestra cómo clear calor dean
cine os produce 225C y el ea etna de ee
«ión clado malian a ciación (5.20) mo pus see
iso quel cuore reacción temperature ee
Cosidées que la siguiente rección entre los compr
mes À, CD se proce alatenpenun 7
AHD CA]
Florinda de raccióna 25 e conoce pre de
lostablad aloes de conbus A al empor
pued care wanda un proceso de ecc lema
tivocomo el mostado ena Figura Snel quel cin
Se produce 2550 y mel que ls recam) pros
Galeano efi Ras oe 5 “Oy Y art pat dla
reci Corn que bs sados Gal ua
Ct poss ul y pie sen os is ca
ADM + A+ san
ende Ay sonas eco ee y At
Sende rat 225 CAM y a sae
Citnencl Apna 4
Depentend dvi de be os 25°C da
“A. Porejempl, cones Ia rección paral esp
H,0,+60,-+ 660,» 64,0
rotor hss Pcs 3 9A ae
Vins de calor sensible. Cand el clo de acca es muy
‘les O ral gun ud. De a cus (2:
Er O O
Los calores esti de combat pra stos compuestos onen e Tabla.
= 13288 mat
133401 mot
Entnces, uilzando como bas de cal 1 mol eid mio comen:
PNC]
(mo) (13283 X mot) (mo) I3340K ma)
mic calor eso po el item
582. Calor de reacción en condiciones
pl 5.6 muestra cómo clear calor dean
cine os produce 225C y el ea etna de ee
«ión clado malian a ciación (5.20) mo pus see
iso quel cuore reacción temperature ee
Cosidées que la siguiente rección entre los compr
mes À, CD se proce alatenpenun 7
AHD CA]
Florinda de raccióna 25 e conoce pre de
lostablad aloes de conbus A al empor
pued care wanda un proceso de ecc lema
tivocomo el mostado ena Figura Snel quel cin
Se produce 2550 y mel que ls recam) pros
Galeano efi Ras oe 5 “Oy Y art pat dla
reci Corn que bs sados Gal ua
Ct poss ul y pie sen os is ca
ADM + A+ san
ende Ay sonas eco ee y At
Sende rat 225 CAM y a sae
Citnencl Apna 4
Depentend dvi de be os 25°C da
“A. Porejempl, cones Ia rección paral esp
H,0,+60,-+ 660,» 64,0
rotor hss Pcs 3 9A ae
Vins de calor sensible. Cand el clo de acca es muy
103
a excepción esta rgl son as convenes monoen
zimitcas,Considerano que ls mayo delat rechnen
moncenzimáticas incluyen únicamente pequeñas
Feocdnacanes molecular, Jos calores e react son e
Intvamentepqusos Po ejemplo, por mol dessa a
rescié ea uma de Ejemplo presentan cambio
LE etapa cmd de solo 5.2, rs ejemplos son 87
À mo para I rección de somerizción ela poco
"262 ol para dre lasacars y -29.4 poe
toe locos parla hid del almidón. Pra tales.
eones cambios de engi senil de 101) son ca
Tuners impone y queden especias, Los cálculos
Geos cambios e crap paa secciones ezimälns
Sena menudo Imre, ya que A se ella como la
tac etre dos o más números grandes y os peques
Valses de Acted pasas races posden pr»
run ceda consent depenfendode ec
Sod elos ears de comunión SY además à € slo
Sade el hecho de supone Cy Ah, costs dentro del
Eseralo de tempera cos a nce plan
fea hace à veces bastante imprci ls estimaciones de
À celle de cent o refigeració ar ac
5.9 Calores de reacción para procesos
‘con producción de biomasa
Las eacionesBloquímicas en as coa no ocuen de
forma ata no que foman un complejo ena de
trnaormariones metabólicas. Lat reacciones alias y
bolas e producen smalineamente plo que nen
a spend enva real eur para pros oas
clones Las ula urn a cera quimica d mane
Fa bastante fie aunque algunas veces e neville cl
Seprendinieno de aos. Por lo eae pre anar ¿cómo
pont alcala lcd reacción asociado al mba
Ey cimiento cll?
59.1 Termodinámica del crecimiento microbiano
Como se mostróenel Apanado 46, dedo un panto de
visa macrscpic el crecimiento cele pase represent
tae por cuido:
HON, +00, BH ,N,-¥<CH,0,N, +400, + tO
donde ah dye Sn bs cofetseseioméics,
MON, el uno, HO, fuente de nitrógeno y
¿a biomass sec. Una vez callados los cou
tes estquiomésicos cación (4.4) puede lan como
la ccución de la rección en los lus del balance
nel. Se eco, sin embargo, callar el calor dese
Tos calores de wein pr el crecimiento cellar pue
den clan ira la etwa mirobianay cl
sep de krone disponibles (A parade 4.62) S ha
‘contd que el contenido enrgtc de os compuestos
mémo es rlacinado con el gado de reducción me
¿late la polen ción de ip empleo
Marx 62
donde zes el alor oar de combusión en condiciones
Estare aor ue mer or molde lectrnes is
ponies anses al oxígeno drat a combustión. yl
rao de reducción del compuesto definido con respect al
Noy x e número de Momo de carbon en a [emula
robar El cogne q que relaciona y es ea
ment constant para un rn mero de compuestos. Pat
3 Eisen 7e signaron un vale de 11 LI meen 0
sudo. Ross 8) deeming un valor de 1519 mot. La
ei encontrada por Rel se sa en un and de
os compos químicos y bloquímicos inclyend la
‘oma los esuliados so muestran ena Figura 55.
592 Calorderencc
de electrones
con oxigeno como aceptor
La proporionslidd dict existente entr clo de co
bastion grado rección neal e muestran a Figure
5:5, ene un implicación importante a ahora de determi
tar el calor de mación en cuhivosseobos EI grado de
reducción ea relacionado diretamene con end de
gen necesario pr I combust completa de una ss
tancia, or qe el cae produchdo en a ec e com
st os qb puede alcala Figura 5 dee sr di
Testament poperonal l consum de oxigeno. En cul
Nosaerobios donde ctongen ex principal cé de les
‘toes tendon eta qu elonígen molecular acepta
‘to eleroes se consume un mol de O dorar las
Plein ete anse curo moles eus Au.
{ano el valor de 115) de energía despedida por molde
tlesones traseros, la caida de eorga desprendida
ue cada mol d O, consid es (x 119) 1,0 460 I.
cesta fu Varia pr Cooney y col. (9) quienes
comprobaron epermentalmente q el Calo de rsción
par e mentolino serbe aproximadamente =460 KI
pr molde 0, consi, tl omo se muestra en a Figure
22 (p33). Él valor es válido para un amplio it de
inc, inne nd ls fementscionssen ue exite e
a excepción esta rgl son as convenes monoen
zimitcas,Considerano que ls mayo delat rechnen
moncenzimáticas incluyen únicamente pequeñas
Feocdnacanes molecular, Jos calores e react son e
Intvamentepqusos Po ejemplo, por mol dessa a
rescié ea uma de Ejemplo presentan cambio
LE etapa cmd de solo 5.2, rs ejemplos son 87
À mo para I rección de somerizción ela poco
"262 ol para dre lasacars y -29.4 poe
toe locos parla hid del almidón. Pra tales.
eones cambios de engi senil de 101) son ca
Tuners impone y queden especias, Los cálculos
Geos cambios e crap paa secciones ezimälns
Sena menudo Imre, ya que A se ella como la
tac etre dos o más números grandes y os peques
Valses de Acted pasas races posden pr»
run ceda consent depenfendode ec
Sod elos ears de comunión SY además à € slo
Sade el hecho de supone Cy Ah, costs dentro del
Eseralo de tempera cos a nce plan
fea hace à veces bastante imprci ls estimaciones de
À celle de cent o refigeració ar ac
5.9 Calores de reacción para procesos
‘con producción de biomasa
Las eacionesBloquímicas en as coa no ocuen de
forma ata no que foman un complejo ena de
trnaormariones metabólicas. Lat reacciones alias y
bolas e producen smalineamente plo que nen
a spend enva real eur para pros oas
clones Las ula urn a cera quimica d mane
Fa bastante fie aunque algunas veces e neville cl
Seprendinieno de aos. Por lo eae pre anar ¿cómo
pont alcala lcd reacción asociado al mba
Ey cimiento cll?
59.1 Termodinámica del crecimiento microbiano
Como se mostróenel Apanado 46, dedo un panto de
visa macrscpic el crecimiento cele pase represent
tae por cuido:
HON, +00, BH ,N,-¥<CH,0,N, +400, + tO
donde ah dye Sn bs cofetseseioméics,
MON, el uno, HO, fuente de nitrógeno y
¿a biomass sec. Una vez callados los cou
tes estquiomésicos cación (4.4) puede lan como
la ccución de la rección en los lus del balance
nel. Se eco, sin embargo, callar el calor dese
Tos calores de wein pr el crecimiento cellar pue
den clan ira la etwa mirobianay cl
sep de krone disponibles (A parade 4.62) S ha
‘contd que el contenido enrgtc de os compuestos
mémo es rlacinado con el gado de reducción me
¿late la polen ción de ip empleo
Marx 62
donde zes el alor oar de combusión en condiciones
Estare aor ue mer or molde lectrnes is
ponies anses al oxígeno drat a combustión. yl
rao de reducción del compuesto definido con respect al
Noy x e número de Momo de carbon en a [emula
robar El cogne q que relaciona y es ea
ment constant para un rn mero de compuestos. Pat
3 Eisen 7e signaron un vale de 11 LI meen 0
sudo. Ross 8) deeming un valor de 1519 mot. La
ei encontrada por Rel se sa en un and de
os compos químicos y bloquímicos inclyend la
‘oma los esuliados so muestran ena Figura 55.
592 Calorderencc
de electrones
con oxigeno como aceptor
La proporionslidd dict existente entr clo de co
bastion grado rección neal e muestran a Figure
5:5, ene un implicación importante a ahora de determi
tar el calor de mación en cuhivosseobos EI grado de
reducción ea relacionado diretamene con end de
gen necesario pr I combust completa de una ss
tancia, or qe el cae produchdo en a ec e com
st os qb puede alcala Figura 5 dee sr di
Testament poperonal l consum de oxigeno. En cul
Nosaerobios donde ctongen ex principal cé de les
‘toes tendon eta qu elonígen molecular acepta
‘to eleroes se consume un mol de O dorar las
Plein ete anse curo moles eus Au.
{ano el valor de 115) de energía despedida por molde
tlesones traseros, la caida de eorga desprendida
ue cada mol d O, consid es (x 119) 1,0 460 I.
cesta fu Varia pr Cooney y col. (9) quienes
comprobaron epermentalmente q el Calo de rsción
par e mentolino serbe aproximadamente =460 KI
pr molde 0, consi, tl omo se muestra en a Figure
22 (p33). Él valor es válido para un amplio it de
inc, inne nd ls fementscionssen ue exite e
593 Calor de reacción cuando el oxígeno.
no es el principal aceptor de electrones
Cer dead ($2) e tte qe Deal
AH + D
24800): Kap ta
F5 «
por Co 110] para diferentes
Y eras y levaduras refleja su dife
ión elemental Cuando e dssoose con
sii deu organismo en pale cr
¡ón pur acs ps mare como 1321 y
à (525) Una ver que se cone el calor decom
sión dea biomass, psd ane Juno Cn
de combi dels testats sats) eon Jara
5.10 Balance de energía para un cultivo
celular
à etalpía de racine
ua ecuación simplificada el lance de
ees.
Ts cas (53) aplicada aun fermentador
rspomabls ica detente as conte
tes 8 entrada y de sald en as (means? Conse
medios cli de clas so genen
no es el principal aceptor de electrones
Cer dead ($2) e tte qe Deal
AH + D
24800): Kap ta
F5 «
por Co 110] para diferentes
Y eras y levaduras refleja su dife
ión elemental Cuando e dssoose con
sii deu organismo en pale cr
¡ón pur acs ps mare como 1321 y
à (525) Una ver que se cone el calor decom
sión dea biomass, psd ane Juno Cn
de combi dels testats sats) eon Jara
5.10 Balance de energía para un cultivo
celular
à etalpía de racine
ua ecuación simplificada el lance de
ees.
Ts cas (53) aplicada aun fermentador
rspomabls ica detente as conte
tes 8 entrada y de sald en as (means? Conse
medios cli de clas so genen
cosida! ins anque composé dl cativo pe
‘cambiar conforme scone lustro ys forman Is
productos, Is vereinen Js calores de mescla de cts
stos san generalmente despises. De sal met,
Inu aunque exista un diferencia d temper ete
Pots dentada sai Ivan a deena
eich allo cee stm equa, Geerimene,
los únicos efectos ener tos que o cosida en lo br
lances de ener delos ementadors zone ele de ae.
ón el alo tened amo de se yl abajo meca
La evaporación sel cambio de at más probable enla
pri de un fementador de mana que = conta
Bevaporacen, os efectos del calor sere pueden tien
gnu, Las reaciones metabólicas ener nomalmen
2 or mat bic de caldo de fermentación ete Sy 20
1 de alo por segundo pars crimen on caos y
asta 60 Kir para crcimiento sabe sustratos hide
crtonados. A modo comparativo pede devise ee cu.
os eos ls ques ipct sesso la aporacón
existente en los eaves de fermentación liming 310
AS LI 54 m” en forma de clo lace. El sumi de
Se id lao mecánico var Sy SU Sms
pines agan escala ete 10201 0 en cs
Tata Cs e one pas ati das
lets quai. Los calores sensibles y de merca son
"rante vatios Gees de agite más poque.
En procesos celulares, por ao, puede impfen los
cal el balance de gía tue ls expresos
paral calor de rención lao tete poros ds pi
Fos términos dela cesión (5). Por la defini de la
ecuación (18), A, sa diferencia cto as ema de
Jos productos y de eactane, Como os productos sá
contenidos en jo de sald y ls racimos nl dee
rada, Alf, es aproximadamente igual al deena de
ental ee as Comet de rada yd sida. Sila
puraió e también important, sett del vapor que
‘Shandon el sistema será speed que ctra
nun valor, A, donde M eel masa de qui vapor
“doy, lernte de apart. El balance der
pude modas de lente mann
MAN, QM, 20 625,
Al ne sgn pavo cnlacouación(526) yaque My,
sal a (nés de podocos = enya de rescates]
ies que loción el balance de energie eee
(etapa de coments de errant de contents de
Frl mac pt Mir Denen 36308513)
hip een deme copes ad ha fen
Barren ris
SS iin gs av ce cots las de a oe ON
‘cambiar conforme scone lustro ys forman Is
productos, Is vereinen Js calores de mescla de cts
stos san generalmente despises. De sal met,
Inu aunque exista un diferencia d temper ete
Pots dentada sai Ivan a deena
eich allo cee stm equa, Geerimene,
los únicos efectos ener tos que o cosida en lo br
lances de ener delos ementadors zone ele de ae.
ón el alo tened amo de se yl abajo meca
La evaporación sel cambio de at más probable enla
pri de un fementador de mana que = conta
Bevaporacen, os efectos del calor sere pueden tien
gnu, Las reaciones metabólicas ener nomalmen
2 or mat bic de caldo de fermentación ete Sy 20
1 de alo por segundo pars crimen on caos y
asta 60 Kir para crcimiento sabe sustratos hide
crtonados. A modo comparativo pede devise ee cu.
os eos ls ques ipct sesso la aporacón
existente en los eaves de fermentación liming 310
AS LI 54 m” en forma de clo lace. El sumi de
Se id lao mecánico var Sy SU Sms
pines agan escala ete 10201 0 en cs
Tata Cs e one pas ati das
lets quai. Los calores sensibles y de merca son
"rante vatios Gees de agite más poque.
En procesos celulares, por ao, puede impfen los
cal el balance de gía tue ls expresos
paral calor de rención lao tete poros ds pi
Fos términos dela cesión (5). Por la defini de la
ecuación (18), A, sa diferencia cto as ema de
Jos productos y de eactane, Como os productos sá
contenidos en jo de sald y ls racimos nl dee
rada, Alf, es aproximadamente igual al deena de
ental ee as Comet de rada yd sida. Sila
puraió e también important, sett del vapor que
‘Shandon el sistema será speed que ctra
nun valor, A, donde M eel masa de qui vapor
“doy, lernte de apart. El balance der
pude modas de lente mann
MAN, QM, 20 625,
Al ne sgn pavo cnlacouación(526) yaque My,
sal a (nés de podocos = enya de rescates]
ies que loción el balance de energie eee
(etapa de coments de errant de contents de
Frl mac pt Mir Denen 36308513)
hip een deme copes ad ha fen
Barren ris
SS iin gs av ce cots las de a oe ON
sai, La cevcin ($26) s pia incluso pan delos
rates permancos sincomenirosienieacomponenes
festa queno reccionaa Esto etaionari, cual
Gier meri aia al sistema que no patie caos
ión debe abandonaron content de aid: Despesan
Solos feos ote In enapfa bios cambios nte
re sent el mater in recio en acne
Ge sida de ser gual a seta I entrada. Como los
et de alor senile se conside despeibles, puede
despreciar aifrenci entre My Ala tempera
rade col.
Debe adverse qu a ecuación (5.26) es furemente
simplificada y, como ya se dca e el Apartado 582,
sin embargo, uns cuscón muy il en procesos de men
5.11 Ejemplos resueltos de balances
de encrgf
agus procesos que exist crecimiento y metal
mo cala, el cambio de etlía qe acompaña lares
¿ión es rltivumente gende. Los balances de eme en
live serbios y anserbio pueden entnces alza
Sillzndo I cación modificada del balance de eng.
($25), Dado que eta ecuación o coninsléminos de
nl o es necesrio dfn estados de referencia Enel
Ejemplo 87 se maca a splicación ela cación (520)
la fermentación
Ejemplo 57 Fermentación de ctanol en continuo
Se et desamollando Succhormpce cerevisiae aseébicament e un cultivo e continuo 30°C. Como bene de
(arten se liz los y como fuente de nitgonosmeíao. Se produce un mezla de er ye
acia, locales méxico de entrada y sia del cir on Los iuene:
pocos lead
Nika senda
cera ala ada
uno a asada
CO, asada
Krater
ES
Dass
ESTO
por
Ds
Calella ceiercón necesa eel proceso,
Solución
© Unidades
(6) Dingrama deus
El igrama de fijos se muestra e
(i) Lint del sistema,
Elite del ea se muestren la Figura SET.
Supoicions
o existen fogs
calor de combustión pas Levadura cs 2121 +
cambio de alo sensibles despreciable
no existe abajo mecánico
rates permancos sincomenirosienieacomponenes
festa queno reccionaa Esto etaionari, cual
Gier meri aia al sistema que no patie caos
ión debe abandonaron content de aid: Despesan
Solos feos ote In enapfa bios cambios nte
re sent el mater in recio en acne
Ge sida de ser gual a seta I entrada. Como los
et de alor senile se conside despeibles, puede
despreciar aifrenci entre My Ala tempera
rade col.
Debe adverse qu a ecuación (5.26) es furemente
simplificada y, como ya se dca e el Apartado 582,
sin embargo, uns cuscón muy il en procesos de men
5.11 Ejemplos resueltos de balances
de encrgf
agus procesos que exist crecimiento y metal
mo cala, el cambio de etlía qe acompaña lares
¿ión es rltivumente gende. Los balances de eme en
live serbios y anserbio pueden entnces alza
Sillzndo I cación modificada del balance de eng.
($25), Dado que eta ecuación o coninsléminos de
nl o es necesrio dfn estados de referencia Enel
Ejemplo 87 se maca a splicación ela cación (520)
la fermentación
Ejemplo 57 Fermentación de ctanol en continuo
Se et desamollando Succhormpce cerevisiae aseébicament e un cultivo e continuo 30°C. Como bene de
(arten se liz los y como fuente de nitgonosmeíao. Se produce un mezla de er ye
acia, locales méxico de entrada y sia del cir on Los iuene:
pocos lead
Nika senda
cera ala ada
uno a asada
CO, asada
Krater
ES
Dass
ESTO
por
Ds
Calella ceiercón necesa eel proceso,
Solución
© Unidades
(6) Dingrama deus
El igrama de fijos se muestra e
(i) Lint del sistema,
Elite del ea se muestren la Figura SET.
Supoicions
o existen fogs
calor de combustión pas Levadura cs 2121 +
cambio de alo sensibles despreciable
no existe abajo mecánico
ML.
~~
I > tencia
ent evapora
(i Base de cde
36. ig de glocos 6 hon.
(ip Dato dira
MW glucosa
MWAH,
MW glierl
MW etn
aloe de cobain
(Gir), = 280508) mo (bia 88)
(A = 38264 mor cables)
GA = 165510 mat bla BA)
CZ = 1368 kr mo las)
(9) Reacción
usos + NA, > tomas + plier to + CO,+ HO
Todos tos nie ierienen en lesión
(9 Ecuación del blanc de materia,
E balance de maria est complet.
(i) Ecuación del balance de energía
Pre meaolsmo ea lección modificada del balance de energía esa (526)
MDL WO
(© iteración dels términos d la ecuación de balance de neg
0.10. Entonces
AH, 0=0
El so de rección se cacla medico gs ($20). Como el co de combustión del HO y del CO, es ce,
calor de reece:
~~
I > tencia
ent evapora
(i Base de cde
36. ig de glocos 6 hon.
(ip Dato dira
MW glucosa
MWAH,
MW glierl
MW etn
aloe de cobain
(Gir), = 280508) mo (bia 88)
(A = 38264 mor cables)
GA = 165510 mat bla BA)
CZ = 1368 kr mo las)
(9) Reacción
usos + NA, > tomas + plier to + CO,+ HO
Todos tos nie ierienen en lesión
(9 Ecuación del blanc de materia,
E balance de maria est complet.
(i) Ecuación del balance de energía
Pre meaolsmo ea lección modificada del balance de energía esa (526)
MDL WO
(© iteración dels términos d la ecuación de balance de neg
0.10. Entonces
AH, 0=0
El so de rección se cacla medico gs ($20). Como el co de combustión del HO y del CO, es ce,
calor de reece:
Al (nA), + (RAR) ~ (ey (RE (OA,
onde G = glucosa, À = mono, = es, Gly = lier y E = etal, Pasando a base misc:
DA) + (MAK), ~ AM) (MI) (MAN),
onde ven express por unidad de masa, Conviniendo el valo de ia unidades KI ky
1 [tal 10004]
onen
1558101 kg!
asar
a ago EL |e 100;
ln
MT
| 1101080
2 [mo 000g
ce
ie) p= -16854
im 000g
(ledge 13668 pot 46 | 1g
Eaton:
Alf, = (B60) (1558 101 Kg) + (Ot ke) 2.251 1K KE) ~ (281 kp) (2.120 10H Kg)
094 eg) (21.799 10° Ag) (LD C2971x AO AD KE
DT
Susiuyendo est resultado en ovación el balance de energía
0-10
es pose, que nds qu debe elimina calor del sistema.
4. Finalización
Deben eliminarse 14x10 Kl por hora el ementador
En cl Ejemplo 57 e ha ignorado el agua vilizada como tte un método más rápido de alular AM, Par esos
solvente para ls components del medi mun. te celos no es necesito concer los calores de combust,
aguacseletivamente un componente efrnca quese mie. Además, 10 es acero completar el balance de mara
avé del sistema sn varios y que nocomibyeal sin solamente spr los pasos hata Conoces el consu
Balance de nerf. Las necesidades e ergnción pueden de oigo.
clase iretumente spa del calor de reacción Leno SS muestra procediento par resolver los
Paracukivosaerobios puedo relacions elelordere problemas de balances de cera para um fermen
ción directamente con e consomo de oxígeno, loque cons” seta,
Ejemplo 58 Producción de ácido cítrico
FA io ctic se fabrica uiizando un cuis sumergido de Aeris niger en un resto icon qe ora a
30°C. En un period de dos dis se consumen 2500 kg de glucosa y $60 kg de oxigeno y e producen 1500 K de ade
onde G = glucosa, À = mono, = es, Gly = lier y E = etal, Pasando a base misc:
DA) + (MAK), ~ AM) (MI) (MAN),
onde ven express por unidad de masa, Conviniendo el valo de ia unidades KI ky
1 [tal 10004]
onen
1558101 kg!
asar
a ago EL |e 100;
ln
MT
| 1101080
2 [mo 000g
ce
ie) p= -16854
im 000g
(ledge 13668 pot 46 | 1g
Eaton:
Alf, = (B60) (1558 101 Kg) + (Ot ke) 2.251 1K KE) ~ (281 kp) (2.120 10H Kg)
094 eg) (21.799 10° Ag) (LD C2971x AO AD KE
DT
Susiuyendo est resultado en ovación el balance de energía
0-10
es pose, que nds qu debe elimina calor del sistema.
4. Finalización
Deben eliminarse 14x10 Kl por hora el ementador
En cl Ejemplo 57 e ha ignorado el agua vilizada como tte un método más rápido de alular AM, Par esos
solvente para ls components del medi mun. te celos no es necesito concer los calores de combust,
aguacseletivamente un componente efrnca quese mie. Además, 10 es acero completar el balance de mara
avé del sistema sn varios y que nocomibyeal sin solamente spr los pasos hata Conoces el consu
Balance de nerf. Las necesidades e ergnción pueden de oigo.
clase iretumente spa del calor de reacción Leno SS muestra procediento par resolver los
Paracukivosaerobios puedo relacions elelordere problemas de balances de cera para um fermen
ción directamente con e consomo de oxígeno, loque cons” seta,
Ejemplo 58 Producción de ácido cítrico
FA io ctic se fabrica uiizando un cuis sumergido de Aeris niger en un resto icon qe ora a
30°C. En un period de dos dis se consumen 2500 kg de glucosa y $60 kg de oxigeno y e producen 1500 K de ade
=e
PR sta Diga dejos para pren matin eit cr
Sans de biomas y oros ptt. Como fonte eigen s liza amoníaco, La pen ministra ara
Bae minis de caló es aprouimadanene 15 AW. En eo periodos eveporanaponiadament 1004 e
(Casts a rtgenció quese peces
E Diagrama dejo.
gra de oss muestren Figura SES.
a el inema se muestra ela Figura SER
Sesion
Ta ser es homero
ae sensible es desprecable
hear de rección à 30°C es 460 RI mol de 0, consumido
Tr
Ds de o chic produido 62 día
pro
SSS (bl
— Bm
a +0,+ NH, Biomasa + CO, + 1,0 + ácido crio
PR sta Diga dejos para pren matin eit cr
Sans de biomas y oros ptt. Como fonte eigen s liza amoníaco, La pen ministra ara
Bae minis de caló es aprouimadanene 15 AW. En eo periodos eveporanaponiadament 1004 e
(Casts a rtgenció quese peces
E Diagrama dejo.
gra de oss muestren Figura SES.
a el inema se muestra ela Figura SER
Sesion
Ta ser es homero
ae sensible es desprecable
hear de rección à 30°C es 460 RI mol de 0, consumido
Tr
Ds de o chic produido 62 día
pro
SSS (bl
— Bm
a +0,+ NH, Biomasa + CO, + 1,0 + ácido crio
Todos los componentes tien en lación
(9) Balance de mater.
balance de sean pcs completas ya qe lene sensible acid as comentes e entra y e salida
es despreciable
©) Balance de mers
objetivo principal el blancs negra de energía par clio icon e calcular cant de calor que debe
minas para o acumula energía enel sitema, La cui (529) e laapropida en exe so:
MA QA
Y
onde cda término referido al prado de olivo dedos días
© Menticaein de os término el ecució de balance de neg
AL end relacionado con a anida de oxigeno consi.
to gt me
Ait AGDE mot) ODED THe | el
an
Las pértidasde calor rar de I vapor on
Mh, = 400 45)2480.7 KEN = 210 RT
Fi suminsuo de potencia para alció mecánica e de IS KW 15K Eu polo de 2 das:
Pen 2591000
Fo esas pueden shor introducirse a cua de balance de energía
BIO - RAR) -Q+ (259% 10K) =0
PA
es postvoto que india que debe lire cl del sistema, Otenuns ls magnitudes elvas des conri
«iones de energía del calor de rección trabajo mecánico y evaporación, y como los else de la evaporación no
eden ignore
eben elminare dl fermentador 15x 10° por cua 1500 Kg de cio cio producido.
5.12 Resumen del Capitulo 5 simplificaciones que pueden realizan en os bcp
Al ina el Capo 5 der (ip Sr Frisian cons bis capaci calor
ser capa de ala vricane de calor sensi,
(4) Ser eap de clear combos de calor later,
(0) comprenderlo calves de melo para lacone no
(i) ser capaz de utiliza la abla de vapor;
(© conocer ls formas de energía más comunes en los
Bioprcess
ip concer el concepto de balance general de energía as
como as ecvacones matemáticas necesaiayy las
(9) Balance de mater.
balance de sean pcs completas ya qe lene sensible acid as comentes e entra y e salida
es despreciable
©) Balance de mers
objetivo principal el blancs negra de energía par clio icon e calcular cant de calor que debe
minas para o acumula energía enel sitema, La cui (529) e laapropida en exe so:
MA QA
Y
onde cda término referido al prado de olivo dedos días
© Menticaein de os término el ecució de balance de neg
AL end relacionado con a anida de oxigeno consi.
to gt me
Ait AGDE mot) ODED THe | el
an
Las pértidasde calor rar de I vapor on
Mh, = 400 45)2480.7 KEN = 210 RT
Fi suminsuo de potencia para alció mecánica e de IS KW 15K Eu polo de 2 das:
Pen 2591000
Fo esas pueden shor introducirse a cua de balance de energía
BIO - RAR) -Q+ (259% 10K) =0
PA
es postvoto que india que debe lire cl del sistema, Otenuns ls magnitudes elvas des conri
«iones de energía del calor de rección trabajo mecánico y evaporación, y como los else de la evaporación no
eden ignore
eben elminare dl fermentador 15x 10° por cua 1500 Kg de cio cio producido.
5.12 Resumen del Capitulo 5 simplificaciones que pueden realizan en os bcp
Al ina el Capo 5 der (ip Sr Frisian cons bis capaci calor
ser capa de ala vricane de calor sensi,
(4) Ser eap de clear combos de calor later,
(0) comprenderlo calves de melo para lacone no
(i) ser capaz de utiliza la abla de vapor;
(© conocer ls formas de energía más comunes en los
Bioprcess
ip concer el concepto de balance general de energía as
como as ecvacones matemáticas necesaiayy las
(oi) sercapz de calar ls colores estándar de revel
A pair de scores estándar de combust
i) saber mo calcular calores de cin pura lives
‘cbs tno serbios como serbios; y
(x) Sercapa ere balances de ne pr sistemas
Problemas
5.1 Cambio de energía sensible
(a) alertan de mel desde 25 hasta 10°C;
Lo cnramento de ctlmglco dede 20 hasta 10°C
(e) elta dei sccnico desde 1 has 120°C;
(0 enttamiot de ae desde SO has °C
Calor de vaporización
Algunas veces eorbteanróenoenos fermentadoes
para mantener combis apcrbias. EIN, no rescioay
Bandon eactorencl gs de aia, Sin mar, pues
agua sale dl fementadorenel pas de aia Enun eme
Ello que pers en contin 38°C se evapora 205 e
fsta miner. Qué caida de clo de sumiistase al
Sistema pars congener el namiento debio la evapo
53 Tablas de vapor
Vte as tabs de vapor para encontar
(a) ello evaporación del agua a 85°C:
(0) lnm detal 235 “Cen lación a
(6) lema del vapor de aqu saturado 40°C en ea
Gén a = Denel pot pes y
(0 nena de vapor sberlin 2. tm depresión
Abs y 25 "Consolación a 1 Oenel pato ple
54 Precalenta
Seul vapor para calentarel medio niente enun po
150°C, ent al seres por a arte exterior el epee
Las pértidas de clo de a camisa hacia o alrededores se
Siam 022 KW. Sie caalde medio ca 328085 y
fs capac clica es y= 09 ea °C. ¿Qué ca
due vapor se cen
55 Producción de ácido glutámico
Se utiliza ctlsinmovilzadas de una cepa mejorada
genéticamente de revibctrim actfermentum par an
Feri la lutea en ido latino para a poduccón de
MSG (ams mono) Las ells inmovilizadas o
puentes pr mean cosa deacuerdo acu
CB, + NI, + 140, > NO, + CO, +310
locos en agua a un reactor de 25000 lios de capacidad
Au e encuentra 29°C, cont cual de 200 Una
tada eiratora atm y 15 C conun cdalde vum
ver sige | volen del recipcate por mint). La
mente prods que sale del ect conteo area res
‘ial enna concentración del 05%
(6) Callar as ncesidados de fieración
(©) ¿Cómo de imponane sa efigerchn en se fermen
tater? Por ejemplo spóngaz que a elcid de ee
ión permanece constante independent dela tempo.
Faura, Sino existe refgeación y el reactor operar
ice, ¿sl sra Iatemperstura? (En feto,
invelocdad de conenn dinar rpilament ace
vas temperaturas debio aa mun dels cls y à
Fadela dels enzima)
5.6 Producción bacteriana de alginato
Seinvestig a Acstobacter inland paa la producción
de lina partie de sara En un fermentador que ope
Fac coto, qo se encuentra 228 “Cy que ua am
ac como fuste de nitóeno, el rendimiento de lito
ts de à gf de oxigeno consumid, Se plates produce
Signo um velocidad de Sg rt Dado que a ici
de ano skin amos s considerable, a cora
‘necesita parla mec del cal pude desprecia FI
Ferménado ext quai con ua rin de dico d oja
plana; en condiciones acc de velocidad de merca y
‘al de rs sima que a potencia requerida es de LS
IW. Callar ls necesidades de reieración
A pair de scores estándar de combust
i) saber mo calcular calores de cin pura lives
‘cbs tno serbios como serbios; y
(x) Sercapa ere balances de ne pr sistemas
Problemas
5.1 Cambio de energía sensible
(a) alertan de mel desde 25 hasta 10°C;
Lo cnramento de ctlmglco dede 20 hasta 10°C
(e) elta dei sccnico desde 1 has 120°C;
(0 enttamiot de ae desde SO has °C
Calor de vaporización
Algunas veces eorbteanróenoenos fermentadoes
para mantener combis apcrbias. EIN, no rescioay
Bandon eactorencl gs de aia, Sin mar, pues
agua sale dl fementadorenel pas de aia Enun eme
Ello que pers en contin 38°C se evapora 205 e
fsta miner. Qué caida de clo de sumiistase al
Sistema pars congener el namiento debio la evapo
53 Tablas de vapor
Vte as tabs de vapor para encontar
(a) ello evaporación del agua a 85°C:
(0) lnm detal 235 “Cen lación a
(6) lema del vapor de aqu saturado 40°C en ea
Gén a = Denel pot pes y
(0 nena de vapor sberlin 2. tm depresión
Abs y 25 "Consolación a 1 Oenel pato ple
54 Precalenta
Seul vapor para calentarel medio niente enun po
150°C, ent al seres por a arte exterior el epee
Las pértidas de clo de a camisa hacia o alrededores se
Siam 022 KW. Sie caalde medio ca 328085 y
fs capac clica es y= 09 ea °C. ¿Qué ca
due vapor se cen
55 Producción de ácido glutámico
Se utiliza ctlsinmovilzadas de una cepa mejorada
genéticamente de revibctrim actfermentum par an
Feri la lutea en ido latino para a poduccón de
MSG (ams mono) Las ells inmovilizadas o
puentes pr mean cosa deacuerdo acu
CB, + NI, + 140, > NO, + CO, +310
locos en agua a un reactor de 25000 lios de capacidad
Au e encuentra 29°C, cont cual de 200 Una
tada eiratora atm y 15 C conun cdalde vum
ver sige | volen del recipcate por mint). La
mente prods que sale del ect conteo area res
‘ial enna concentración del 05%
(6) Callar as ncesidados de fieración
(©) ¿Cómo de imponane sa efigerchn en se fermen
tater? Por ejemplo spóngaz que a elcid de ee
ión permanece constante independent dela tempo.
Faura, Sino existe refgeación y el reactor operar
ice, ¿sl sra Iatemperstura? (En feto,
invelocdad de conenn dinar rpilament ace
vas temperaturas debio aa mun dels cls y à
Fadela dels enzima)
5.6 Producción bacteriana de alginato
Seinvestig a Acstobacter inland paa la producción
de lina partie de sara En un fermentador que ope
Fac coto, qo se encuentra 228 “Cy que ua am
ac como fuste de nitóeno, el rendimiento de lito
ts de à gf de oxigeno consumid, Se plates produce
Signo um velocidad de Sg rt Dado que a ici
de ano skin amos s considerable, a cora
‘necesita parla mec del cal pude desprecia FI
Ferménado ext quai con ua rin de dico d oja
plana; en condiciones acc de velocidad de merca y
‘al de rs sima que a potencia requerida es de LS
IW. Callar ls necesidades de reieración
57 Fermentación de ácido
Se prchan drets especie de Ponbacerium ara
da puce a escala comercial de ácido propia. El
ldo proie y os Ácidos so sintetizan en culivos
er is anda sacarosa omo suso y amoniaco
mo font de geno, Los rendimientos bals obte
Si a part dela placa sa lo siguentes:
cido proprio
ido atico
cido vico
fi sico
Bora
20 8)
sew)
Po
say amenaco de manera que se consume un al de 3035
recess de BERG
58 Fermentación de etanol
Se coloca un fermentador en una ave stad nl pate
trade una cs de campo. ajo Condiciones amerbias
Y ulianda amanac como fuen de itrgen se fon
2.43 yde mol por g de placa consumida. En eto e
felon velo media de producción de anaes de
Oaks
linpulsordeatainiava decide reduce su crac
iricavizando calor desprendido dram a fermentación
para calentar agua, como un proceso aun lema de
‘cnadr de agua domestica, Se alnentan 25 os de
sa na 10 “Cala am que ode ferment asa
"Las pérdidas de alor de sistema son despreciables Ui
ar ne composición dela biomasa de CHO, Ny €0
un comi en cesa dl 8,
59 Producción de levadura de panadería
La lovadaa liza para panadería se prodo en un
fermentador de 0000 Nos de capacidad aj condiciones
ceros. sustrato de afono zado es Sacroa y el
sono sl fente dentróeno. La composición meda
Ta biomasa s CH, yO, Ny con un 5% de cenizas. En
Condicions decrecimiento scepbls la biomasa ese
tomas a par el scarce de 0. gs Stl velocidad
{reece especia ex OAS he, ea I elcind
‘celina de aor essai pra master atera
toraconstantecnelfemertadr cuando la coscenación de
leva e de 10.
Pry, D.W, Green and .0. Maloney (3) (1984)
Chemical Engineer Hondbock, ed, MG,
Handbook of Chemistry an
Intention rio Tables 1926) Mera il. New
Perry, RL. and CH, Clio ds) (1973) Chemical
ll, Tye.
Engineers" Hapdbook Sd ee, MG
"los, an. Maviun (1991) Bicho Eng
neering and Biotechnology Handbook, 208 cd,
semillas, Basingsoke,
Haywood, RW. (1972) Thermodynamic Tbles in St
(Wie) Unis, 208 edo, Cambridge Univesity res
Cambie:
Patel S.A. andLE. Ericson (1981) timation fests
combustion of iomaseromelemental analysis sing
‘allt een concepts, Biotechnol. Bioeng. 23
201-2087
Roel, LA. (1983) Energetic and Kies in Biotech
1, Chapter 3 Ever Bimota Pres, AMIE
Coco CL DC: Wing si RE. Nl (1968) Mensa
reat fel coin and costo with oxygn con
Sampler desing mica grow Bietechno Bing
11 369.28,
Cone JL BM. Busch, Bi and UvonStockar
(1987 The lationship between element composition
nd feat of combustion of microbial biomass. Ap
25,0532,
¡gerencias para posteriores lecturas
Balances de energía de procesos
Felder, RM and RAW, Route (1978) Elementary Prin
pls ef Chemical Processes, Chapter 8-10, John Wily.
New York
Himmel, DM (197) Basi Prin
in Chemical Engineering,
Pree Hal, New Jer,
Staten. EL (1979) Bate Practice of Chemicl Engineer
ing, Chapter 5, Houghton Mili, Boston
Whiwel,1C.andR.K. Toner (1969) Conservacion Mass
“nd Ener Chap 69, Basel, Wath, Mas
pes and Calais
3rd edn, Chapter 4
Se prchan drets especie de Ponbacerium ara
da puce a escala comercial de ácido propia. El
ldo proie y os Ácidos so sintetizan en culivos
er is anda sacarosa omo suso y amoniaco
mo font de geno, Los rendimientos bals obte
Si a part dela placa sa lo siguentes:
cido proprio
ido atico
cido vico
fi sico
Bora
20 8)
sew)
Po
say amenaco de manera que se consume un al de 3035
recess de BERG
58 Fermentación de etanol
Se coloca un fermentador en una ave stad nl pate
trade una cs de campo. ajo Condiciones amerbias
Y ulianda amanac como fuen de itrgen se fon
2.43 yde mol por g de placa consumida. En eto e
felon velo media de producción de anaes de
Oaks
linpulsordeatainiava decide reduce su crac
iricavizando calor desprendido dram a fermentación
para calentar agua, como un proceso aun lema de
‘cnadr de agua domestica, Se alnentan 25 os de
sa na 10 “Cala am que ode ferment asa
"Las pérdidas de alor de sistema son despreciables Ui
ar ne composición dela biomasa de CHO, Ny €0
un comi en cesa dl 8,
59 Producción de levadura de panadería
La lovadaa liza para panadería se prodo en un
fermentador de 0000 Nos de capacidad aj condiciones
ceros. sustrato de afono zado es Sacroa y el
sono sl fente dentróeno. La composición meda
Ta biomasa s CH, yO, Ny con un 5% de cenizas. En
Condicions decrecimiento scepbls la biomasa ese
tomas a par el scarce de 0. gs Stl velocidad
{reece especia ex OAS he, ea I elcind
‘celina de aor essai pra master atera
toraconstantecnelfemertadr cuando la coscenación de
leva e de 10.
Pry, D.W, Green and .0. Maloney (3) (1984)
Chemical Engineer Hondbock, ed, MG,
Handbook of Chemistry an
Intention rio Tables 1926) Mera il. New
Perry, RL. and CH, Clio ds) (1973) Chemical
ll, Tye.
Engineers" Hapdbook Sd ee, MG
"los, an. Maviun (1991) Bicho Eng
neering and Biotechnology Handbook, 208 cd,
semillas, Basingsoke,
Haywood, RW. (1972) Thermodynamic Tbles in St
(Wie) Unis, 208 edo, Cambridge Univesity res
Cambie:
Patel S.A. andLE. Ericson (1981) timation fests
combustion of iomaseromelemental analysis sing
‘allt een concepts, Biotechnol. Bioeng. 23
201-2087
Roel, LA. (1983) Energetic and Kies in Biotech
1, Chapter 3 Ever Bimota Pres, AMIE
Coco CL DC: Wing si RE. Nl (1968) Mensa
reat fel coin and costo with oxygn con
Sampler desing mica grow Bietechno Bing
11 369.28,
Cone JL BM. Busch, Bi and UvonStockar
(1987 The lationship between element composition
nd feat of combustion of microbial biomass. Ap
25,0532,
¡gerencias para posteriores lecturas
Balances de energía de procesos
Felder, RM and RAW, Route (1978) Elementary Prin
pls ef Chemical Processes, Chapter 8-10, John Wily.
New York
Himmel, DM (197) Basi Prin
in Chemical Engineering,
Pree Hal, New Jer,
Staten. EL (1979) Bate Practice of Chemicl Engineer
ing, Chapter 5, Houghton Mili, Boston
Whiwel,1C.andR.K. Toner (1969) Conservacion Mass
“nd Ener Chap 69, Basel, Wath, Mas
pes and Calais
3rd edn, Chapter 4
"Termodinámica dl metabolismo
Fricisan LE. (1980) Biomass elemental composition and
energy conten. Biotechnol. Bioeng, 2, 51-456
Marion Land U. va Stokar (1987) A calorimetric mes
Tiaonof esco colivaleno!Klpurompce rai
fn varios substrates, Enzyme Microbiol. Tech
Minkevch LG. und VK. Exotin (1975) Productivity and
eat genen fermentation under oxygen limi,
Folia Microbiol A, 376385,
Nags. 5 (1079) Mas and energy balances for mobi
‘pom kine, Ad Biche: Eng. 1, 0-8
Roel 1A (1980) Application of macroscopic principles to
ices neat, Betechol long 22 24572514
Rocks, LA. (1987) Thermodynamics of growth. In J
Du’kock and B. Keane (Ed) Bane Biotechnology
Fricisan LE. (1980) Biomass elemental composition and
energy conten. Biotechnol. Bioeng, 2, 51-456
Marion Land U. va Stokar (1987) A calorimetric mes
Tiaonof esco colivaleno!Klpurompce rai
fn varios substrates, Enzyme Microbiol. Tech
Minkevch LG. und VK. Exotin (1975) Productivity and
eat genen fermentation under oxygen limi,
Folia Microbiol A, 376385,
Nags. 5 (1079) Mas and energy balances for mobi
‘pom kine, Ad Biche: Eng. 1, 0-8
Roel 1A (1980) Application of macroscopic principles to
ices neat, Betechol long 22 24572514
Rocks, LA. (1987) Thermodynamics of growth. In J
Du’kock and B. Keane (Ed) Bane Biotechnology
= |
Balances de mate:
Ecuaciones de los bal
en estado no esta
cone empo, Para
ecuación del lance de mea most
sides el sistema de Mj de la Figura 6. en l que
en cies eccones. En el proceso intervino la
y energía en estado no estacionario
ema. ty )— Ro
i
‘caudal másco de
inarcadal Sea Ml
sistema y M, el condal
de sa. R, la velocidad másic de fone
son M
My Mo y
con unidades tlgs como gs", KE
fi, Ü Rey Repuedenvaiarconel
Incluso aunque las variables del sistema samen. es
sufintemene pequeño, los caudales M y ls velocidades
puede considerar constantes durant ee
€ À transportada der el sites es Mär. D
Balances de mate:
Ecuaciones de los bal
en estado no esta
cone empo, Para
ecuación del lance de mea most
sides el sistema de Mj de la Figura 6. en l que
en cies eccones. En el proceso intervino la
y energía en estado no estacionario
ema. ty )— Ro
i
‘caudal másco de
inarcadal Sea Ml
sistema y M, el condal
de sa. R, la velocidad másic de fone
son M
My Mo y
con unidades tlgs como gs", KE
fi, Ü Rey Repuedenvaiarconel
Incluso aunque las variables del sistema samen. es
sufintemene pequeño, los caudales M y ls velocidades
puede considerar constantes durant ee
€ À transportada der el sites es Mär. D
ue sl. De gua manera masa de especie A
au
La dia dA represent avoid de cambio
Inrodciendo esos téminos en a cusción general el sistema: My MARY RE .
Haven problems de Balance de mari ener e
Ejemplo 6.1 Balance de materia en estado no estacionario para un CSTR
au
La dia dA represent avoid de cambio
Inrodciendo esos téminos en a cusción general el sistema: My MARY RE .
Haven problems de Balance de mari ener e
Ejemplo 6.1 Balance de materia en estado no estacionario para un CSTR
6.2 Ecuaciones de los balances de e Figura 62 jos diseno
en estado no estacionario
pana r ules
en estado no estacionario
pana r ules
63 Resolución de ecuaciones diferenciales
sable aparece en un lao de la cución. Por emo
donde a y D son constats. En primer lugar de compro
fou
sable aparece en un lao de la cución. Por emo
donde a y D son constats. En primer lugar de compro
fou
64 Resolución de balances de materia
temas indicado que los aude vom e entra slid son gues, pro que FF, dem,
1 del sema ex constant, poro que = = Pn stas condiciones ls minos de a parte deh de la
donde Ke constante de imegracón. Ese resultado gra que el volumen del tanque es constate
late itl de mas se ae que Ves consis pote par
y ya que Fy Von cosa. Las variables son eles
1 del sema ex constant, poro que = = Pn stas condiciones ls minos de a parte deh de la
donde Ke constante de imegracón. Ese resultado gra que el volumen del tanque es constate
late itl de mas se ae que Ves consis pote par
y ya que Fy Von cosa. Las variables son eles
u ce D y combinando a constantes de integrin en una sola:
Una vez callado el valor de K pode sive en):
sta sa soc del Balance de materi, que d na expresión pura a coocentaión de sl en tngue en fonió del
‘impo. Obsérvese qu se bier olvidado af la costa de itgrcin la resp no tenia] min I C
La cuacón di concer que a =0,InC,= 1, siuciónque nos cia ya qua? 0 €, 0015 kg por lo que ce
cali que sin condición límite lado encore, imprscindibe aha las condiciones Wt cada ve
„2 an có se len sat pr dr a xn de po exponen Est scsi san
y teniendo encuenta a pani dea cui (D8) qe (CIC) s igual que In CG
Una vez callado el valor de K pode sive en):
sta sa soc del Balance de materi, que d na expresión pura a coocentaión de sl en tngue en fonió del
‘impo. Obsérvese qu se bier olvidado af la costa de itgrcin la resp no tenia] min I C
La cuacón di concer que a =0,InC,= 1, siuciónque nos cia ya qua? 0 €, 0015 kg por lo que ce
cali que sin condición límite lado encore, imprscindibe aha las condiciones Wt cada ve
„2 an có se len sat pr dr a xn de po exponen Est scsi san
y teniendo encuenta a pani dea cui (D8) qe (CIC) s igual que In CG
Ejemplo 63 Reactor de Majo
65 Resoluciön de balances de energía (i) Ess
Ejemplo 6.4. Calentador de disolventes
acid calor ca Wg El ism
acid calor ca Wg El ism
Dado que Tos caudales de entrada y de salida de disolvente son igus, I mas M de dislvente dentro del tanque es
same e ua al valo inicial, 25 kg El Blanco de muta está portant completo
Enno,
ar MOG
ajo de said: My NETT.
M= 125, C B= = SKI TL = 1S °C y T,z10*C. Comvinicndo ets datos para Ö en
as] 139 | [96008
same e ua al valo inicial, 25 kg El Blanco de muta está portant completo
Enno,
ar MOG
ajo de said: My NETT.
M= 125, C B= = SKI TL = 1S °C y T,z10*C. Comvinicndo ets datos para Ö en
as] 139 | [96008
bel
sta euch, aT = 60°C
6.6 Resumen del Capítulo 6
celda de ls condiciones
ver ns caciones ferences que epresenan
Problemas
6.1 Dilución de aguas residuales
aer este materia uc del ang se bombea agus erro
sspentionen el aque
62 Producción de concentrado de proteína
de pescado
63 Contaminación de accte vegetal
Se está ande ae vegetal en una bia e proce
od pan
sun tambor de cite de pad de aan ys hombre te
Stel sc de higado de balas se bombea dentro del
64 Cultivo de bacteras en discontinuo
erat la fs exponencil de unclivo en scotia
sta euch, aT = 60°C
6.6 Resumen del Capítulo 6
celda de ls condiciones
ver ns caciones ferences que epresenan
Problemas
6.1 Dilución de aguas residuales
aer este materia uc del ang se bombea agus erro
sspentionen el aque
62 Producción de concentrado de proteína
de pescado
63 Contaminación de accte vegetal
Se está ande ae vegetal en una bia e proce
od pan
sun tambor de cite de pad de aan ys hombre te
Stel sc de higado de balas se bombea dentro del
64 Cultivo de bacteras en discontinuo
erat la fs exponencil de unclivo en scotia
65 Disminución de radionctvidad
La actividad de un too radioactive diminue a una
ocd proporcionan end de stop present. 5
la concentración de sop & € (mg st velocidad de
Simegraión del isipo. e deci, el tiempo necesario
aa que la concentración de topo sala md de su
Una solución el isótopo "P se utiliza como marcador
iodo de semid P es 143 das. De
veto con los requerimientos de seguridad inst
vd sa infra 1% desu valor inca ¿Cuánto
tempo ser necesario pa elo?
66 Fermentación en continuo
Termentadr se inode u alimentación estr cn un
alamo cal La caca de parca a
mena ss, Lacuaciónde la velocidad elescinicno
3) Obiéner la ens feral par balance de mate
y el volumen de líquido en el fermentador en estad
(6 Ur os siguientes datos para calcula el impo que
tada e fementador en lanar una concentración de
Ves! volumen del guido ene emenador
(6) Obtener un eeuchn fernen para el balance de ma-
tiempo (Sei cpa de resolve eta cvs lb
(0 En do estacionario, oil es area
67 Fermentación con alimentación intermitente
caudal constant, El volumen intial el líquido en el
a) Suponiendo densidad constant, obtener un cación
rio lobe yeltcopo? —…
Bio de concentración de sustrato.
68 Reactor de Majo pistón
‘Cuando un ido faye através de una tberacon me
ros de Reynolds aiment eva 5 lejos prox;
eo stn (en ing, lg ow tabular econ, PFTR)
Tnconcetacion va variando alo lrg del tbo confome se
La actividad de un too radioactive diminue a una
ocd proporcionan end de stop present. 5
la concentración de sop & € (mg st velocidad de
Simegraión del isipo. e deci, el tiempo necesario
aa que la concentración de topo sala md de su
Una solución el isótopo "P se utiliza como marcador
iodo de semid P es 143 das. De
veto con los requerimientos de seguridad inst
vd sa infra 1% desu valor inca ¿Cuánto
tempo ser necesario pa elo?
66 Fermentación en continuo
Termentadr se inode u alimentación estr cn un
alamo cal La caca de parca a
mena ss, Lacuaciónde la velocidad elescinicno
3) Obiéner la ens feral par balance de mate
y el volumen de líquido en el fermentador en estad
(6 Ur os siguientes datos para calcula el impo que
tada e fementador en lanar una concentración de
Ves! volumen del guido ene emenador
(6) Obtener un eeuchn fernen para el balance de ma-
tiempo (Sei cpa de resolve eta cvs lb
(0 En do estacionario, oil es area
67 Fermentación con alimentación intermitente
caudal constant, El volumen intial el líquido en el
a) Suponiendo densidad constant, obtener un cación
rio lobe yeltcopo? —…
Bio de concentración de sustrato.
68 Reactor de Majo pistón
‘Cuando un ido faye através de una tberacon me
ros de Reynolds aiment eva 5 lejos prox;
eo stn (en ing, lg ow tabular econ, PFTR)
Tnconcetacion va variando alo lrg del tbo confome se
a)
69 Ebullición de agua
(0 Calentamiento de una solución de glicerol
6.11 Calentamiento de melaza
69 Ebullición de agua
(0 Calentamiento de una solución de glicerol
6.11 Calentamiento de melaza
eo tiempo er necesario para que la melaza que
6.12. Precalentamiento de un medio de cultivo
Un fermentador de vidio izado para el olivo de
olas de brdoms cote martes 15°C. El
6:13 Calentador de agu
que comino vapor stra a 130 °C. La
nde calor desde el lado del vapor
El a de transmis de
me coin de tans
“met. El tanque intercambia calor tes de dicha
de calor lacio deat lr ambiente, el cocine de
Yransmiinde care 25€ atempo
cela pa alnar l agua basa 80°C.
Suponer qe opacidad al del gu es on
y desprecia la capacidad ao de ls paredes del tn
Bibliografía
emis, Chapman and Ha, ondo
| Sciences, Oxford Univers Pes, Oxford
Biological Sciences, Pence Hal, New Jey,
Sugerencias para posteriores lecturas
Himmel, DM (197) Bai Principles and Calculations
in Chemical Engineering, 3 edn, Chapter 6, Pre
ce Hall Newer
ring Chapter , Houghton Mifin Boston, Massachuset.
Whiwell LC. and RK. Toner (1969) Conan of Mass
‘and Ener Cage, Basel, Wala, Massa
RW. Rousseau (1978) Elementary Princ
6.12. Precalentamiento de un medio de cultivo
Un fermentador de vidio izado para el olivo de
olas de brdoms cote martes 15°C. El
6:13 Calentador de agu
que comino vapor stra a 130 °C. La
nde calor desde el lado del vapor
El a de transmis de
me coin de tans
“met. El tanque intercambia calor tes de dicha
de calor lacio deat lr ambiente, el cocine de
Yransmiinde care 25€ atempo
cela pa alnar l agua basa 80°C.
Suponer qe opacidad al del gu es on
y desprecia la capacidad ao de ls paredes del tn
Bibliografía
emis, Chapman and Ha, ondo
| Sciences, Oxford Univers Pes, Oxford
Biological Sciences, Pence Hal, New Jey,
Sugerencias para posteriores lecturas
Himmel, DM (197) Bai Principles and Calculations
in Chemical Engineering, 3 edn, Chapter 6, Pre
ce Hall Newer
ring Chapter , Houghton Mifin Boston, Massachuset.
Whiwell LC. and RK. Toner (1969) Conan of Mass
‘and Ener Cage, Basel, Wala, Massa
RW. Rousseau (1978) Elementary Princ
Procesos fisicos
y mezcla de fluidos
u
y
ión delos fuidos
u
y
ión delos fuidos
72.1 Lineas de corriente
7.3 Viscosidad
Transferencia de cantidad
de movimiento.
de movimiento.
7.6 Medida de la viscosidad.
NS
Propiedades reológicas de los caldos
ción de viscosímetras con cultivos de fermentación
ción de viscosímetras con cultivos de fermentación
783 Presión osmética
7.8.4 Concentraciones de producto yde sustrato
Mezclado
Mezclado
7.102 Fluidos no newtonianos sin aireación
=
a
u
a
u
7.13 Efecto de las propiedades reológicas
en el mezclado
en el mezclado
7.14 Importancia de la cizall
en los fe
en los fe
7.14.1 Interacción entre ls células
y las turbulencias
y las turbulencias
7.15 Resumen del Capítulo 7
7.142 Cisalla de las burbuja Capi
7.142 Cisalla de las burbuja Capi
7.6. Efecto de la viscosidad sobre la potencia
necesaria para la mezcla
7.7 Energía eléctrica necesaria para el mezclado
necesaria para la mezcla
7.7 Energía eléctrica necesaria para el mezclado
Transmisión de calor
83 Conducción
$3.1 Analogía entre transmisión de calor y ción ii
‘ransferencia de cantidad de movimiento nen acta
‘ransferencia de cantidad de movimiento nen acta
Coefiientes individuales de transmisión
de calor
ad de tansmisido de 843 Coeficiente global de transmisión de calor
de calor
ad de tansmisido de 843 Coeficiente global de transmisión de calor
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