Problema D35 Capitulo 4 Levenspiel El reactante acuoso A se

Problema D35 Capitulo 4 Levenspiel
El reactante acuoso A se descompone en producto R, en la presencia de una enzima de
concentración fijada, a las siguientes velocidades que dependen solamente de CA.
Hallar el caudal que obtendría una conversión del 80% en un reactor de 250 L para un alimento
con CA0= 10 mol/L.
Del capítulo 4 del levenspiel se obtienen gráficos para resolver los distintos problemas, la gráfica
que nos permite ejemplificar la solución de este problema es la siguiente:
En donde podemos observar que el valor que obtendremos es Tao y por definición sabemos que
Tao= volumen/ flujo volumétrico, siendo el flujo volumétrico la incógnita de este problema.
CA
rA
1/rA
(mol/L)
(mol/L*min)
(L*min/mol)
1
1
1
2
2
0.5
3
3
0.33333333
4
4
0.25
5
4.7
0.21276596
6
4.9
0.20408163
8
5
0.2
10
5
0.2
Calculamos la concentración final con la ayuda del porcentaje de conversión y la formula siguiente:
𝐶𝐴𝑓 = 𝐶𝑎0 ∗ (1 − 𝑋𝑎 )
Sabemos que Xa= 0.8 y Ca0= 10 mol/L
Entonces:
𝐶𝐴𝑓 = 10
𝑚𝑜𝑙
𝑚𝑜𝑙
∗ (1 − .8) = 2
𝐿
𝐿
Graficando los datos de inverso de velocidad contra el cambio de concentración tenemos:
CA vs (1/rA)
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0
2
4
6
8
10
12
Para calcular el área del rectángulo debido a que es un CSTR ocupamos la siguiente formula:
𝑇𝑎𝑜 = 𝑏 ∗ 𝑎
𝑇𝑎𝑜 =
(10 − 2)𝑚𝑜𝑙
𝑚𝑖𝑛
∗ 0.5 𝐿
= 4 𝑚𝑖𝑛
𝐿
𝑚𝑜𝑙
Y sabiendo también que:
𝑇𝑎𝑜 =
𝑉
𝑣0
Entonces:
𝑣0 =
𝑉
250𝐿
𝑳
=
= 𝟔𝟐. 𝟓
𝑇𝑎𝑜 4𝑚𝑖𝑛
𝒎𝒊𝒏