- El problema que se describe en el enunciado se esquematiza en la figura anexa.
- Donde la alimentación de la solución de alcohol (etanol), se denota con la letra A, la corriente cima o destilado con la letra D y la corriente de fondo con la letra F.
- Las concentraciones de alcohol y agua en cada una de las corrientes A, D y F se consideran %p / p y se denotan con las siglas Aa y Aga para la alimentación, Ad y Agd para la corriente de destilado y Af y Agf para la corriente de fondo - Haciendo un Balance Total en el destilador se tiene que la corriente de entrada es igual a la suma de las corrientes de salida :
A = D + F (1) - Del enunciado se sabe que el destilado D equivale a la décima parte de la corriente de alimentación, es decir :
D = (1 / 10) x F⇒ D = (1 / 10) x 1000 kg⇒ D = 100 kg - Sustituyendo este valor en (1), se consigue la corriente de fondo (F) :
1000 kg = 100 kg + F⇒ F = 1000 kg - 100 kg⇒ F = 900 kg - Para determinar la composición de la Corriente F ( Af y Agf), se realiza un balance de materia primero con respecto al alcohol en el destilados, sabiendo que el alcohol que entra al destilador es igual al alcohol que sale :
A x Aa = D x Ad + F x Af (2) - Sustituyendo los valores conocidos :
1000 kg x (10 / 100) = 100 kg x (60 / 100) + 900 kg x Af
100 kg = 60 kg + 900 kg x Af⇒ 100 kg - 60 kg = 900 kg x Af⇒
40 Kg = 900 kg x Af⇒ Af = 40 kg / 900 kg⇒ Af = 0.
044 x 100⇒Af = 4.
4 % - La suma de las composiciones de agua y alcohol es igual a 1 o 100% expresándolaen porcentaje.
Af + Agf = 1⇒ Agf = 1 - Af ⇒ Agf = 1 - 0.
044 = 0.
956 x 100 ⇒
% Agf = 95.
6 % - La cantidad de alcohol en kg en la corriente de fondo F, es igual a :
Cantidad de alcohol = F x Af⇒
Cantidad de Alcohol = 900 kg x 0.
044⇒
Cantidad de alcohol en F = 39.
6 Kg - La cantidad de agua en la corriente F, esta dada por :
Cantidad de Agua en F = F - Cantidad de Alcohol
Cantidad de Agua en F = 900 kg - 39.
6 kg = 860.
4 kg.