Taller de balance de materia en sistemas reaccionantes, Ejercicios de Distribución y Utilización de Energía

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IA martes, 28 de febrero de 2023 A | CsH1206 —_—s 2 CóH1206 + CO, . Se utiliza una batería de membranas cilíndricas para una bioconversión extractiva. La bioconversión extractiva significa que la fermentación y la extracción del producto se producen simultáneamente. Las células de levadura se encuentran inmovilizadas dentro de las paredes de la membrana. Se hace pasar una solución de agua con un 10% de glucosa a través del espacio anular a una velocidad de 40 kg/h. Un disolvente orgánico, como el 2 etil-1,3-hexanodiol, entra al tubo interior a una velocidad de 40 kg/h. El hexanodiol no puede penetrar a la membrana ya que esta esta constituida de un polímero que repele los disolventes orgánicos y la levadura no se afectada relativamente por su toxicidad. Por otro lado, dado que la glucosa y el agua son insolubles en 2-etil-1,3 hexanodiol, estos compuestos no penetran al interior del tubo de manera apreciable. Una vez inmovilizados en la membrana, la levadura no puede reproducirse, pero convierte la glucosa en etanol de acuerdo con la reacción Membrana de fibra hueca CóH1206 ———+> 2C6H1206 + CO» a . a : . cuece eze El etanol es soluble en 2-etil-1,3-hexanodiol, que difunde al interior del tubo y es arrastrado fuera del sistema. El CO, en forma gaseosa sale de la membrana a través de la válvula de escape. En la acuosa que abandona el espacio anular, la concentración de glucosa sin convertir es 0.2% y la concentración de etanol 0.5%. Si el sistema opera en estado estacionario: a. ¿Cuáles la concentración de etanol en la corriente de hexanodiol que abandona y dd Y me | reactor? Hdiol E IA b. Ienllesclcndileisico de CO»? ig A 0 A o o a Fa A o 0 DU O F. UN" HO nn LEA le Ya Glc 10% $ ETOH 0.5% | GN AL REL, A 8h úl > A ER LCR EA AA kl Y E AN EEE AN h AS OB Ll ' A y Ne eN] Ma E 4] Ia, 20 td ANS do A A A A PS AAA 00 él AAA] (UE NAAA NS E: NAS ' Y ds LL 0] mA E a 5 E | RA PAN O ENCIERRA O A EP y A SS EE EPA A DUETO e Ú o AS ed ge VEA JACA AGA A MES DA A a AL “ 2/- NN IN E 31 Mis MH,0 NAIL | ANITA TA REI NT Mero 00377. 100]4,3667.| ERES EL REA TREN INMI Ki ES CISMA | “ 2. Se produce Klebsiella aerogenes a partir de glicerol en un cultivo aerobio utilizando amoniaco como fuente de nitrógeno. La biomasa contiene 8% de cenizas y se produce 0.40 g de biomasa por cada g de glicerol consumido, no formándose ningún otro producto metabólico. ¿Cuáles son las necesidades de oxígeno para este cultivo en términos de masa? AY "A avd: CR yl 0% y NL LA Noa Do13 ¡+ A O) APTA z TL 3/mo] A E E VEIA CATS TRA 19 (o A Nt5 PTS CENA EI PAPER, A 3 17 13 NRO) 1 20" res RL NM 08 £219.9636 Ynol AR) Biomsa2 ¿> 1.8480 A ATEO TEE mol NA UN HO AT) Ú E APETITO IRA IN SERA EE ASA EA NN: 070.22 <-> b=0.3168m o] | 1 ET. Ñ 7 / E A NATA IA AT) RIA IZ A ES E de UN PES MENOS VA a MA 3. La digestión anaerobia de ácidos volátiles por parte de una bacteria de metano se representa mediante a la siguiente ecuación a E) sl E y) EN ECT CH¿COOH + NH3 ———> biomasa + CO, + H20 + CHa Dolances 71 AAA LE o A AS ¡o ATT ET La composición de la bacteria de metano viene dad aproximadamente por la formula Eluyos 19) » PM A E IS A E empírica CH1400.4No.2. Se desprende 0.67 kg de CO, por cada kg de ácido acético consumido. 07 AE A PM c00n =60K Ko)? ¿Cuál es el rendimiento bajo estas condiciones en comparación con el rendimiento máximo E y posible? AMAIA MANE WII AAA) E y Al A A OIEA rl Ñ E OS AA O A E a ATA A REI TA INT EZ TRES AER ERA RR EN: RCA (A de) IRAN CNT ASA IN AIESEC RD AAA TEA <> PELO An ' o A Y 1er 0(2-c=d)-Y a DESIL IA EI A "ERE PTE E Eo Mi ras AER nr -1)=€ LINA EA A EI ALO NE ra] EE NS Ys - (Uw+X-2 y-3 - = ' Xx! A Ta Ss: (Uw+Xx-2y-32)/0=Y Cmax=2 OEA EEN E RTM E TES SEEDS | SERAN ASA YI RES A ME) plo. [t?Y TINE Ya y O a OS Sh lado A IA 4. La ecuación de la reacción química para la conversión de etanol a ácido acético es C2H50 + O, ——— C2H40,+ H20 El ácido acético se produce a partir de etanol durante el crecimiento de Acetobacter aceti, cuya composición es CH1s00.sNo.2. El rendimiento de biomasa a partir del sustrato es 0.14 g/g y el rendimiento de producto 0.92 g/g. se utiliza amoniaco como fuente de nitrógeno. ¿Cómo afecta el crecimiento a la demanda de oxígeno en la producción de ácido acético? AE OS PAT EV A AOL IO RAN Ya LS UAT AP ALEA MEA AI El ANA A EN UTE qm 5 7 S 1:6+3=18.+ IN AS 11228 mol! NIUE Eso e-= UN WMnns 217 y ol? LIA E eo] [EIA A TN ESE IEEE PM pionass> 21. C9mol* am Y b0 v6 NIT EAN ] N: 00 IN AN AN O SID IS a Si z IA Rxa. Con producción de bfomasa ¡CAE Tn TS PIT TTENOS TD e e y A NAS E ATA IKE mol 1 yn aa A 4 e de 9 É MSIE A CAS 1778 IL 8 5. Elproducto Cse obtiene de los reactivos A y B, de acuerdo con las tres reacciones siguientes: 5 A Ñ ya A y 24+B ——> 2D+E A A A ICRA IN PE NA O A4D > 20C+E A NT Ll A] A » dy P 7 a A AS A A A E AN Con una proporción en la alimentación de 2 moles de A por mol de B, y una conversión de ww? SÍ el o a 2 a 3 5 E E > 2] un m A del 80%, se obtiene una mezcla como productos que contiene 4 moles de A por mol de B NE e 103 en e e N Cc Lea, = € Ne N u NA 0 NE = 0 (SO rn) ñ ) ¡ACKS UE y 6 moles totales combinados de los productos C, D, E y F, por mol de reactivos residuales A A A POT E E 7 y B. Suponiendo que el problema esta especificado correctamente y usando una IN y NA IS o MAN 1 NS dl AE No Ml ¡E Jen NE Sl +04 tf, +213= PON] A ta 5 CI IES) No e Np=100 mol w? EEE A PI o alimentación de 200 moles/h de A MN » A CS CON E AA a) 13 TOO US a) Calcule las tres velocidades de reacción y los flujos de salida del reactor NA [2 y e NA e Pío ' 1,1 Al > b) Calcule el rendimiento fraccional de C a partir de A. S . 0D NS e Nig- 10 mo 41 E Ne AE A A:B::4:1 B AA NANA +2 =160 mo) .W* N¿ = 370/3 mel..L;? Ín 1 2 él 0 Me 11% iÑ ya ES [E mol 1,7 > ra NES E E ACUC ON a Ps Ll Le A | E NA PO ES ERES a 2:3::1:6 3 3 => ' ] 3 1260 N5= 100pd/h Ls 6 IS Mal -1 TATI: Y E E OT AER FO NA Tota A EA EN