UNIVERSIDAD DE PIURA | CAMPUS LIMA

FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA ACADÉMICO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS
OPERACIONES Y PROCESOS INDUSTRIALES (OPR)
QUINTA PRÁCTICA CALIFICADA Nombre: ____________________
Lima, sábado 08 de junio de 2024 Hora: 07:00 h
Duración: 1 hora 50 minutos
Sin material alguno. Se permite el uso de calculadora.
Se permite el uso de tablas y diagrama psicrométrico.

INDICACIONES:
1. Deberá ser claro y conciso al momento de sustentar sus respuestas. Grafique de
ser necesario.
2. Se tendrá en cuenta para la corrección el orden, la limpieza, la forma de redacción
y el correcto uso de símbolos y unidades.
3. Para tener opción a reclamar, deberá utilizar lapicero. No se corregirán las hojas
de borrador. En caso necesite de mayor espacio, deberá solicitar otro cuadernillo.
4. Sus respuestas deberán ser encerradas en un rectángulo.

PREGUNTA N° 1

Cierto material sólido contiene 25 % de sólidos solubles (considere que está seco y excento
de solvente) y se desea extraer 85 kg de alimentación sólida en un lixiviador de etapa simple,
con la finalidad de recuperar el 80 % de los solubles, utilizando solvente puro (agua), cuya
disolución retenida por unidad de insolubles es de 0.85 kg solución/kg inerte en las
condiciones de operación del extractor simple.

a) Hacer un diagrama de bloques del proceso indicando todas las corrientes que intervienen
y sus composiciones. (2p)
b) Determinar la cantidad de solvente que debe utilizarse en la lixiviación. (2p)
c) Determinar la relación solvente/alimentación sólida en litros/kg. (2p)

SOLUCION

El diagrama de bloques del proceso es el siguiente:

B = 63.75 kg B = 63.75 kg
A = 0 kg C = 21.25 kg E1
F = 21.25 kg yF = 1.0 y1

LIXIVIADOR

R0 R1
x0 = 0.0 x1

La cantidad de sólido inerte es constante:

0.75 85 .

La cantidad de soluto en la alimentación es:

1
 0.25 85 .

La alimentación (no contiene disolvente según condición del problema) es:

+ 0 + 21.25 .

La fracción de soluto en la alimentación es:

21.25
.
+ 0 + 21.25

Por definición de constante de retención en el sólido de salida:

ó !"# !$%&'% 63.75 1

→ 0 1. 2
# ()!ó$ *+ .+ 0.85

Por condición del problema, el factor de recuperación es:

5+ .+
% &%)(4. 100 80 %
+ 56 .7

5+ .+
% &%)(4. 100 80 % → : ;
(1.0)(21.25 ) + (0) .7

Por balance de soluto:

< = + 56 .6 + *+ + 5+ .+

(1.0)(21.25) + (0).7 + (54.1875) + 17 → ? . 21

Al terminar el proceso de lixiviación tenemos que 5+ + por lo tanto ; .

Por balance global de materia:

= + .6 *+ + .+ → 21.25 + .6 54.1875 + 216.75 → ; 1@. 2

La relación solvente/alimentación sólida, considerando que la densidad del agua es 1 kg/L

es:

!'&# # A%$'% 249.6875

.@
'#'B % B !C%$'B)!ó$ 85

PREGUNTA N° 2

Cierto material oleaginoso está compuesto por 25 % en peso de aceites y 75 % de sólidos

insolubles. Si 1,000 kg de material sólido se alimentan a una batería de extractores de tres
etapas en corriente directa, utilizando 400 kg de solvente orgánico puro en cada etapa para
la extracción del aceite.

2
a) Hacer un diagrama de bloques del proceso indicando todas las corrientes que intervienen
y sus composiciones. (2p)
b) Determinar la corriente de extracto en kg a la salida de cada etapa. (2p)
c) Determinar la corriente de refinado en kg a la salida de cada etapa. (6p)
d) Determinar el porcentaje de recuperación total de aceite, conociendo que la solución
retenida es una constante de 0.40 kg por cada 1 kg de sólidos insolubles. (4p)

SOLUCION

El diagrama de bloques del proceso es el siguiente:

R0 = 400 kg R0 = 400 kg R0 = 400 kg

x0 = 0.0 x0 = 0.0 x0 = 0.0

B = 750 kg
A = 0 kg C = 250 kg B = 750 kg B = 750 kg B = 750 kg
F = 250 kg yF = 1.0 E1 y 1 E2 y2 E3 y 3
1 2 3

R1 R2 R3
x1 x2 x3

La cantidad de sólido inerte es constante:

0.75 1,000

La cantidad de soluto en la alimentación es:

0.25 1,000

La alimentación (no contiene disolvente) es:

+ 0 + 250

La fracción de soluto en la alimentación es:

250
.
+ 0 + 250

Por definición de constante de retención en el sólido de salida:

ó !"# !$%&'% 750 1

→ 0 0 0
# ()!ó$ *F *F 0.40

Analizamos la etapa 1:

 Balance global de materia:

+ .6 *+ + .+ → 250 + 400 300 + .+ → ;

3
  Balance de soluto considerando que al terminar el proceso de lixiviación tenemos
que 5+ +:

+ 56 .6 + *+ + 5+ .+

(1.0)(250) + (0)(400) 5+ (300) + 5+ (350) → : ? . 21

Analizamos la etapa 2:

 Balance global de materia:

*+ + .6 *G + .G → 300 + 400 300 + .+ → ; 1

 Balance de soluto considerando que al terminar el proceso de lixiviación tenemos

que 5G G:

+ *+ + 56 .6 G *G + 5G .G

(0.3846)(300) + (0)(400) 5G (300) + 5G (400) → : ? . 12

Analizamos la etapa 3:

 Balance global de materia:

*G + .6 *H + .H → 300 + 400 300 + .H → ; 1

 Balance de soluto considerando que al terminar el proceso de lixiviación tenemos

que 5H H:

G *G + 56 .6 H *H + 5H .H

(0.1648)(300) + (0)(400) 5H (300) + 5H (400) → : ? .

El factor de recuperación es:

5+ .+ + 5G .G + 5H .H
% &%)(4. 100
+ 56 .7

(0.3846)(350) + (0.1648)(400) + (0.0706)(400)

% &%)(4. 100
(1)(250) + (0)(400)

% IJKLM. @ . 2%