Problema N° 1
Valor: 22 puntos
Referencia: Datos del problema 12.1-1 de Geankoplis (1998)
A continuación se muestran los datos de la isoterma de adsorción de glucosa (en agua) utilizando alúmina.
/(g/cm³) | 0.0040 | 0.0087 | 0.019 | 0.024 | 0.094 | 0.195 |
---|---|---|---|---|---|---|
/(g/g) | 0.026 | 0.053 | 0.075 | 0.082 | 0.123 | 0.129 |
- [4 puntos] Ajuste a el modelo de Langmuir y Freundlich y justifique cuál de los dos modelos se ajusta mejor a los datos
- [4 puntos] Suponga que va a realizar la purificación de 15 L de disolución 1,30 mol/L de glucosa utilizando una etapa con 20 kg de alúmina pura. ¿Cuál es la concentración final de la disolución?
- [4 puntos] ¿Cuál es la concentración final de la disolución si utiliza 2 etapas a flujo cruzado, en ambas utilizando 20 kg de alumina pura?
- [6 puntos] ¿Cuál es la cantidad de alúmina en cada etapa que minimiza la cantidad de carbón de la configuración anterior y cuánta alúmina se ahorraría usando el mínimo?
- [4 puntos] ¿Cuál sería la concentración de salida si se emplea la cantidad total de sólido obtenida en el punto anterior pero usando una sola etapa?
Solución
Parte a) Ajustar a el modelo de Langmuir y Freundlich
Parte b) Una etapa
Parte c) Dos etapas a flujo cruzado, idénticas cantidades de sólido
Parte d) Dos etapas a flujo cruzado, calcular sólido mínimo
Parte e) Una etapa con total obtenido en d)
Problema N° 2
Valor: 15 puntos
Referencia: Adaptado de Problema 12.3-2 Geankoplis (1998)
Mediante cribas moleculares se elimina vapor de agua del nitrógeno gaseoso en un lecho relleno a 28.3 °C. La altura de la columna es de 0.268 m y la densidad del lecho es 712.8 kg/m³. La concentración inicial del agua en el sólido es y la velocidad de masa del nitrógeno gaseoso es de 4052 kg/(m² h).
La concentración inicial de agua en el gas es .
A continuación se muestran los datos experimentales
Se desea una concentración de salida en el punto de ruptura. Determine:
- Tiempo del punto de ruptura, fracción de la capacidad total usada hasta el punto de ruptura, la altura del lecho sin utilizar, la capacidad de carga de saturación del sólido.
- Si la columna se aumenta a 0.4 m, determine el nuevo tiempo de ruptura.
- Calcule la altura que debería tener el lecho si el tiempo de ruptura se fija en 24 h pero con un flujo de nitrógeno de 6000 kg/(m² h), manteniendo diámetro constante e iguales características del sólido.