Balance de Materia y Energia

UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
PROGRAMA INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
ASIGNATURA: BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA
CÓDIGO: IAI417
CRÉDITOS:
3
MODALIDAD: Presencial
INTENSIDAD: 4 horas semanales
REQUISITOS: Física de Fluidos, Química Analítica
DIMENSIÓN: Fundamental
CO-REQUISITO: Termodinámica
((
INTRODUCCIÓN:
Para la transformación de materias primas agroindustriales se emplean una serie de
operaciones que unidas generan procesos, los cuales a su vez requieren de una planta con los
servicios adecuados para su funcionamiento, para poder diseñar dicha planta y comprender los
procesos que esto implica es necesario controlar y seleccionar los flujos y sus características
físico químicas mediante el cálculo de balances de materia y energía.
OBJETIVO GENERAL
La asignatura aporta al profesional la capacidad y habilidad para el diseño, selección,
optimización, control en los diferentes flujos de materia y energía en los procesos para plantas
industriales y servicios, convirtiéndose en uno de los soportes principales de la carrera por lo
que se coloca en cuarto semestre, considerando que en los semestres anteriores ha adquirido
las competencias previas para la comprensión de los temas
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
1. Identificar, entender y elaborar diagramas de procesos
2. Identificar, determinar las variables de proceso y calcular sus dimensiones
3. Realizar balances de materia con y sin reacción química en operaciones de mezclado,
destilación, secado, evaporación y separación
4. Realizar balances de energía en procesos isotérmicos, adiabáticos, isobáricos y aislados
METODOLOGÍA:
1. Clase magistral.
2. Discusión sobre temas de interés general y de actualidad.
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3. Lectura y análisis de material (en Portugués, Inglés y Español).
4. Presentación de quices de manera periódica,
5. Desarrollo de talleres
CONTENIDO PROGRAMATICO
UNIDAD I. INTRODUCCIÓN
1.1.
Conceptos básicos
1.2.
Procesos Industriales
1.3.
Simbología y elaboración de diagramas de flujo de procesos
UNIDAD II. CONVERSIÓN DE UNIDADES
2.1. Sistemas de unidades: Sistema internacional, Sistema inglés
2.2. Flujo másico y flujo volumétrico y conversión.
2.3. Fracción y por ciento másico y molar y conversión
UNIDAD III. BALANCE DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA
3.1. Importancia de los balances de masa
3.2. Balance de materia sin reacción química: Principio de conservación de la masa, deducción
de la ecuación de balance de masa.
3.3. Balance de masa en sistemas en régimen estacionario: mezclado, separación, contacto a
contracorriente, contacto en paralelo, recirculación, derivación, diagramas de flujo de procesos
UNIDAD IV. BALANCE DE MATERIA CON REACCIÓN QUÍMICA
4.1. Reactivo limitante y en exceso
4.2. Por ciento de conversión global y en un solo paso. Rendimiento y selectividad
4.3. Reacciones de combustión
4.4 Aplicación del balance de materia con reacción química: con una sola reacción, con dos o
más reacciones
UNIDAD V. BALANCE DE ENERGÍA SIN REACCIÓN QUÍMICA
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5.1. Tipos de procesos (isotérmico, adiabático, isobárico, aislado).
5.2. Calidad del vapor
5.3. Balance de energía y masa en una sola fase
5.4. Balance de energía y masa en sistemas con cambio de fase
5.5. Aplicación de los balances de energía a procesos sin reacción química.
UNIDAD VI. BALANCE DE ENERGÍA CON REACCIÓN QUÍMICA
6.1. Balances de energía y masa con una reacción (irreversible y reversible): en procesos
isotérmicos, en procesos adiabáticos
6.2. Balances de energía y masa con más de una reacción, en procesos isotérmicos.
6.3. Balances en procesos combinados
6.4. Balance en estado no estable
BIBLIOGRAFÍA:
CHEMICAL ENGINEERING. The University of Texas. 6th. edition
FELDER, Richard M. & Rousseau, R. W. Elementary Principles of Chemical Processes. Limusa
Wiley. Tercera edición
HIMMEBLAU David. M.. Supplementary Problems for Basic Principles and Calculations in.
HIMMELBLAU, David M. Balances de Materia y Energía. Prentice – Hall.
NYERS, A. l. & Seider, W. D. Introduction to Chemical Engineering and Computer Calculations.
Prentice – Hall.
REKLAITIS, G. V. y Schneider, D. R. Balances de Materia y Energía. Nueva Editorial
Interamericana.
SCHMIDT, A. X. & List h. L. Material and Energy Balances. Prentice – Hall.
TEGEDER, Mayer. Métodos de la Industria Química Inorgánica y Orgánica.
YUNUS, A. Cengel. Termodinámica. México : McGraw-Hill, 2009
VALIENTE, Antonio y Primo, Stivalet Rudi. Problemas de Balances de Materia. Alhambra
Mexicana.
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