Obtencion de Quitosano a Partir de Residuos de Camarones

17 de octubre de 2012OBTENCION DE QUITOSANO A PARTIR DE EXOESQUELETOS DE CAMARONES (penaeus vannamei) UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION E.A.P. INGENIERIA QUIMICA “OBTENCION DE QUITOSANO A PARTIR DE EXOESQUELETOS DE CAMARON” 1. EL PROBLEMA 1.1 Identificación del Problema El consumo de los crustáceos deja como desechos, aproximadamente, entre el 70 y 80%, considerados contaminantes y están constituidos por sus vísceras y exoesqueleto. Al hacer uso de estos desechos, la presente investigación estaría aportando con el control de la contaminación ambiental y generando valor agregado al producir “quitosano”. Los desechos pueden aprovecharse para la obtención de dos biopolímeros especializados de alto valor agregado establecido a nivel mundial: la quitina y su derivado funcional, el quitosano, generando de esta manera mayor valor comercial y aportando con la medicina natural en fuerte competencia con los productos químicos importados. Los derivados de quitina (QUITOSANO) tienen un inmenso campo de aplicación con relevante valor económico, por ejemplo en la utilización en la medicina, industria textil, tratamiento de agua, la industria alimentaria, por lo tanto la presente investigación aportará en lo económico, social y medio ambiental del país; asimismo, generará mayores puestos de trabajo formando una cadena productiva con la pesca, la industria farmacéutica, la preservación del medio ambiente y los consumidores finales. 1.2 Formulación del Problema a) Formulación General El quitosano comercial se extrae a partir de desechos de crustáceos de la industria pesquera, siendo las principales fuentes los caparazones de cangrejo, camarón, langostino y langosta. Las técnicas de extracción reportadas son muy variadas, pues dependen en gran medida de las características de la fuente 2. ANTECEDENTES Antecedentes: El problema de la disposición de desechos ha contribuido a incrementar el interés por la búsqueda de opciones de reducción y de aprovechamiento, adquiriendo mayor relevancia la incorporación de procesos de gestión ambiental. Un proceso productivo no solamente La quitina se encuentra ampliamente distribuida en la naturaleza. Por otra parte. desde el ingreso de materia prima hasta la salida de sus desechos. en 1994 se produjeron 990 ton de desechos y en 1995 1. de 0. Se estima que los desechos de camarón constituyen alrededor del 30% en peso del recurso. La industria camaronera no puede hacer caso omiso de las tendencias mundiales en cuanto a la incorporación de la normativa ISO 14000. Se argumenta que la quitina natural posee un grado de acetilación. ha traído consigo un incremento en la cantidad de desechos. Los exoesqueletos de cangrejo. En . de allí que se haya dado un impulso para evaluar la posibilidad de utilizar los desechos generados por la industria camaronera para la extraer dichos productos por medio de tratar los desechos. que una de cada tres de sus unidades se encuentran desacetiladas. constituyendo una fuente de contaminación ambiental. DD (DD = 1 – DA). sólo superado por la celulosa. tanto en el reino animal como en el vegetal.090 ton. langosta y camarón son fuentes importantes de materia prima para producción de quitina. Queda definido así el DA como la fracción del total de unidades glucosídicas que están acetiladas. por lo que constituye un importante recurso renovable. DA. el camarón destinado al mercado nacional es fuente creciente de desechos debido a cambios en los hábitos de consumo de los pobladores y en la comercialización del producto.66. La quitina y el quitosano deben importarse. sino también por su calidad total. Cabezas y exoesqueletos son depositados en vertederos de basura a cielo abierto o en el mar.es reconocido por la calidad de sus productos. Este cambio en el procesamiento del recurso. A veces la composición se reporta en términos del grado de desacetilación. es decir. De hecho es el segundo polímero natural más abundante. En la Figura anterior se muestra la estructura de una quitosano totalmente desacetilada. . pero lamentablemente este recurso se explota muchas veces irracionalmente. sin tomar en cuenta las implicaciones medio ambientales que esta genera. La similitud estructural entre ellas resulta evidente . que les permitan mantenerse compitiendo frente a las grandes empresas a nivel mundial. Futuro: Este estudio plantea la obtención de productos de mayor valor agregado de aplicación en la industria biomédica y farmacéutica a partir de biomasa marina residual.ocasiones estos valores se dan en tanto por ciento. las empresas nacionales del sector farmacéutico se ven en la obligación de dirigir sus esfuerzos hacia la investigación y el desarrollo de productos innovadores. Estas unidades se encuentran unidas entre sí por enlaces del tipo _(1_4) glicosídicos. generalmente superior a 0. resulta muy difícil desacetilar totalmente la quitina.45. Con la apertura de los mercados. como lo es la piel. Actualidad: PERU es un país con una riqueza de biomasa marina incalculable. Figura Representación esquemática de las cadenas de (a) celulosa. El quitosano es un polisacárido lineal que se obtiene por desacetilación extensiva de la quitina y está compuesto por dos tipos de unidades estructurales (N-acetil-Dglucosamina y la D-glucosamina) distribuidas de manera aleatoria a lo largo de la cadena. y lo que usualmente se conoce como quitosano es una familia de quitinas con diferente grado de desacetilación. (b) quitina totalmente acetilada y (c) quitosano totalmente desacetilada. como una alternativa para disminuir la contaminación ambiental producida por los desechos de crustáceos. Sin embargo. La utilización de estos biopolímeros extraídos de las fuentes marinas será la base para el diseño de productos farmacéuticos innovadores en el campo de soportes poliméricos biocompatibles para ser utilizados en regeneración de tejidos humanos. 3. Los materiales naturales más usados en la actualidad una pareja de polisacáridos que ha tomado mucho auge por la infinidad de aplicaciones que ha logrado encontrárseles. sin embargo. aún en áreas tan delicados como la medicina. o evitar el temido rechazo. por ejemplo. En ese sentido la balanza se ha ido inclinando cada vez más por el uso de materiales ya existentes en la naturaleza. OBJETIVOS . por su poco impacto ambiental. con el propósito de lograr su reconocimiento por los principales agentes degradantes naturales. Si bien es cierto que en su gran mayoría estos materiales no son tóxicos por sí mismos. en el reemplazo de órganos. lo constituye la quitina y el quitosano. por otro lado. especialmente. a pesar de las ventajas considerables de usar materiales poliméricos. 4. o por la modificación fisicoquímica de éstos. JUSTIFICACIÓN La realización del proyecto se justifica que el uso masivo de materiales plásticos en los últimos años es causa de preocupación creciente en lo que se refiere a su acumulación en el planeta. la quitina representa el 14-27%. pueden. En el caso del camarón. aún está pendiente resolver problemas como su biocompatibilidad y su biodegradación. y. La materia prima para la obtención de ambos materiales es muy abundante en el litoral peruano y siendo El exoesqueleto de crustáceos (carapachos del cangrejo y de langosta y el caparazón del camarón) es actualmente la fuente industrial principal de quitina. en el caso de implantes quirúrgicos. convertirse en una problemática grave para el medio ambiente. en el caso del medio ambiente. teniendo una investigación ardua para este estudio.2 Objetivo Específicos     Extraer y aislar la quitosano. los niveles industrializados del proceso van más allá de las posibilidades del grupo de trabajo. 4. su funcionalidad les permite ser utilizados con potencial actividad terapéutica. Las restricciones de equipo afectan cuantiosamente en el tiempo de duración del proceso y la efectividad del mismo. 5.1 Objetivo General  Realizar un estudio para determinar la posibilidad técnica y económica de obtener quitosano a partir de exoesqueletos de camarón. . ALCANCES Y LIMITACIONES 5. Diseñar un proceso para la obtención de quitina y quitosano a partir de los exoesqueletos de camarón a escala de laboratorio. Especificar la viabilidad del proceso y el producto obtenido.2 Limitaciones a) Limitaciones Teóricas Mediante los estudios anteriormente realizados hemos podido recolectar información variada con sus respectivas propiedades y utilidades del quitosano. b) Limitación productiva: La producción posible es muy baja.1 Alcances El área de impacto prioritaria será la de los biopolímeros con aplicaciones farmacéuticas. 5.4. se conoce poco sobre este tipo de productos. Crear un proceso para el uso del quitosano en ungüento y gel para tratamiento dérmico. La elaboración del Perfil de Proyecto se desarrollara en la “Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión” de la ciudad de Huacho. ubicada a 130 km de Lima. 6. DISEÑO CONCEPTUAL 6.c) Limitaciones Espaciales: El presente proyecto se centrara en la región geográfica del distrito de Huacho. Provincia de Huaura.1 Especificaciones Técnicas del Proceso a) Tipo de Industria de Proceso Industria de Polímeros Orgánicos b) Tipo de Volumen de Producción Tiene una capacidad de 50 Kg de Quitosano /día c) Productos y/o Servicios Destino Obtención ungüentos y geles cicatrizantes Materiales Quitosano Quitina Proteína Calcio Alcohol Referencia Producto Principal Sub Producto Sub Producto Sub Producto Sub Producto . . San Román J. (2001). G.. 7. Galed. Tesis para la obtención de doctorado en biopolimeros. B. (2000). Facultad de Química. Pontificia Universidad Católica del Perú.. Programa CYTED. C. (2006). (2005). Propiedades de la quitina y el quitosan. Tesis Doctoral Universidad Nacional del Sur.1 Fuentes Generales  Pistonesi. A. Universidad de la Habana. M.  MEDINA MAUREIRA.. Chile. Estudios sobre quitina y quitosano. Acosta. N. (2004) en Quitina y Quitosano: obtención. Cuba. Universidad Católica de Temuco. . Miralles. W. Gallardo. Heras.Agua Sub Producto d) Materia Prima e Insumos Materiales Exoesqueleto de camarón.2 Fuentes Especificas  Peniché. Peniche.6N Hidróxido de Sodio al 1% Hidróxido de Sodio al 50% Referencia Materia Prima Agente de Limpieza Utilizado para despigmentar Agente descalcificante Agente purificador Agente desprotainizante Proveedor 7. pp 160-162. México.  Argüelles.. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 7. Obtención de quitosano estándar y su aplicación para el tratamiento de aguas residuales.. Periodismo de Ciencia yTecnología. Estudio de la Acción de Quitosano como Absorbedor de Proteínas Hidrosoluble: Optimización de Parámetros. LUCIA. CIAD. Agua destilada Hipoclorito de sodio Ácido Clorhídrico 0. caracterización y aplicaciones.. C. P. A.  CASTRO. pdf http://www.ETAPAS Y ESTRUCTURAS GENÉRICAS DEL PROCESO. IDENTIFICAR LAS ENTRADAS Y SALIDAS PARA EL PROCESO.es/QFAnalitica/trans/LabAvQuimAn/Practica1.uniovi. II.es/QFAnalitica/trans/LabAvQuimAn/Practica1. Agua sin tratar Hipoclorito de sodio Ácido Clorhídrico 6M Hidróxido de Sodio al 10% SALIDAS:      Quitina Quitosano Proteína Calcio Alcohol .uniovi.. DEFINIR SI EL PROCESO ES BATCH O CONTINUO El proceso se desarrolla en forma continua.1.chitosandalwoo.html.pdf http://www.uanl.2.dgb.mx/te/1080072412. ENTRADAS:      Exoesqueleto de camarón.com/research/chitosanchitosanabstracts3. 2.7. 2.com.3 Fuentes Electrónicas o o    http://www.pharmanutients. http://www.pdf http://cdigital. insectos y otros seres vivos. alimenticia. y unidas todas entre sí por enlaces (3 (1-4) glicosídicos. Agua QUITINA La quitina es un polisacárido que se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza. defendiéndolos del contacto con el medio externo. cosmética. PROTEINA Las proteínas están formadas por aminoácidos los cuales a su vez están formados por enlaces peptídicos para formar esfingocinas. se ha sugerido también que se encuentra en la naturaleza. constituyendo el segundo polímero más abundante después de la celulosa. con enlaces (3 (1—>4) y forma parte del caparazón de crustáceos. entre otras. que puede ser obtenido mediante un proceso químico sencillo de desacetilación. Un tercer alomorfismo menos común. Este compuesto natural ha despertado un gran interés en los investigadores debido a que anualmente se obtienen en el mundo grandes volúmenes (120000 toneladas) de quitina de los residuos de mariscos (que tienen de un 14-35% de quitina asociado con proteínas) y además por el problema medioambiental dado por su lenta degradación. la quitina es insoluble en solventes acuosos y en muchos solventes sin ninguna degradación apreciable e incluso en los sistemas típicos que disuelven la celulosa. Debido al alto grado de cristalinización. son la a y la p quitina. considerado como y-quitina. Está constituida por moléculas de N-acetil-D-glucosamina. pero su existencia ha quedado en controversia. Las dos formas principales conocidas por la quitina en la naturaleza. Mientras que. Esto limitó el uso directo de la quitina en alimentos como un hidrocoloide funcional. lainformación genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula. El resultado de estas investigaciones ha sido satisfactorio por el aprovechamiento de la quitina y la quitosana en la aplicación de las industrias farmacéutica. QUITOSANO La quitosana es el derivado principal de la quitina. moluscos. a pesar de las semejanzas estructurales entre ellas. La a-quitina es la más estable y se encuentra en el exoesqueleto de artrópodos y hongos. Bajo este término se agrupa una familia de copolímeros con diferencias en el número de unidades desacetiladas y en el peso molecular La quitosana. es decir. un tejido y un organismo. algunas de las cuales se encuentran acetiladas. la (3-quitina se encontró en plumas de calamar y en el espinazo de ciertos diatomeos. está formada por unidades de Dglucosamina. (1—>4)-2-amino-2-deoxy-p-D-glucano. Las proteínas de todos los seres vivos están determinadas mayoritariamente por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal). . sólo representa el 0. los polímeros vinílicos son polímeros obtenidos a partir de monómeros vinílicos.3. usando como ejemplo el polímero vinílico más simple. como por ejemplo. Como plástico se utiliza para hacer cosas como envases para . 2. CALCIO El calcio es un elemento químico. formando una larga cadena de varios miles de átomos de carbono conteniendo sólo enlaces simples entre sí. El porcentaje de calcio en los organismos es variable y depende de las especies.Se encuentra en el medio interno de los organismos como ion calcio (Ca2+) o formando parte de otras moléculas. en algunos seres vivos se halla precipitado en forma de esqueleto interno o externo. de símbolo Ca y de número atómico 20. pero por término medio representa el 2. Los iones de calcio actúan de cofactor en muchas reacciones enzimáticas. es decir. como plástico y como fibra. Constituyen una gran familia de polímeros. Por lo tanto. intervienen en el metabolismo del glucógeno. el polietileno.007%. Cuando polimeriza. son susceptibles a señales o factores externos.Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los genes que las codifican. Se puede obtener un polímero vinílico a partir de un monómero vinílico. las moléculas de etileno se unen por medio de sus dobles enlaces. El conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia determinada es denominado proteoma.45% en el conjunto de los seres vivos. FUNDAMENTOS DEL PROCESO POLIMERO Son moléculas con su átomo central de C (carbono). en los vegetales. El polietileno se obtiene a partir del monómero etileno. llamado también eteno.carbono. Polipropileno: Es uno de esos polímeros versátiles que andan a nuestro alrededor. y junto al potasio y el sodio regula la contracción muscular. Cumple una doble tarea. pequeñas moléculas conteniendo dobles enlaces carbono . MATERIALES PARA REALIZAR LA EXTRACCIÓN A ESCALA DE LABORATORIO 1.alimentos capaces de ser lavados en un lavaplatos. lo que significa que los platos de polietileno se deformarían en el lavaplatos.1. la clase que usted encuentra siempre alrededor de las piscinas y las canchas de mini . Materias Primas 1.           Materiales Tubos de ensayo Matraz Mechero Burnstein Varilla agitadora Molino Mortero Pipeta Probeta Soporte universal Vidrio de reloj.6 N Hidróxido de Sodio al 1% Hidróxido de Sodio al 50% 1. Hipoclorito de sodio 0. no absorbe el agua. Funciona bien para alfombras al aire libre porque es sencillo hacer polipropileno de colores y porque el polipropileno.2. El polietileno. se recalienta a aproximadamente 100º C. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Operaciones unitarias previas: . el polipropileno se utiliza para hacer alfombras de interior y exterior. Reactivos      Exoesqueleto de Camaron. Esto es factible porque no funde por debajo de 160º C. Como fibra. a diferencia del nylon.golf. un plástico más común.32% Ácido Clorhídrico 0. entre los cuales se mencionan los siguientes: Na2CO3. K2CO3. y CH3COOH). que provocan la degradación del polímero. Hay que tener en cuenta que tratamientos por largo tiempo o a temperaturas muy altas pueden provocar ruptura de las cadenas y la desacetilación parcial del polímero. Secado: Se dispondrá del exoesqueleto de camarón para ser secada. Molienda: Luego de secado se molerá el exoesqueleto de camarón para volverla un polvo. H2SO4. aunque también se han utilizado otros ácidos (HNO3. Na3PO4 y Na2S. Desproteinización El procedimiento más comúnmente utilizado para desproteinizar consiste en tratar los caparazones de los camarones con una solución acuosa diluida de NaOH al 1% a una temperatura de 28°C durante 24 horas de agitación constante para asegurar una completa desproteinización. Na2SO3. CHOOH. Un tratamiento alternativo para disminuir la degradación consiste en el empleo del agente acomplejante EDTA (ácido etilendiaminotetracético). en una relación 1:11 sólido-líquido a una durante 3 horas. Ca(OH)2.6 N) a temperatura ambiente. patas y cola se sometieron a un proceso de tamizado buscando obtener un polvo con tamaños de partícula menor que 250 μm Desmineralización El principal componente inorgánico de los caparazones de los crustáceos es el CaCO 3. para que su consistencia tenga la apariencia de polvo fino y no de masa. pero deben evitarse los tratamientos a temperaturas más altas. NaHCO3. .Lavado: Consiste en el lavado con agua de los caparazones a procesar y separación de la masa que pueda quedar adherida a los mismos. Los exoesqueletos secos y libres de cabeza. el cual se suele eliminar empleando soluciones diluidas de HCl (0. La concentración del ácido y el tiempo de tratamiento dependen de la fuente. Los exoesqueletos obtenidos. con el fin de disolver la proteína. KOH. fueron secados en una estufa a 60-70 °C hasta peso constante. NaHSO3. También se han utilizado otros agentes para extraer la proteína. HNO3. En caparazones fuertemente coloreados.32%). etanol. bajo las siguientes condiciones: primero por 2 horas a 60°C y luego por 2 horas a 100°C. Los tratamientos anteriores generalmente no son capaces de eliminar estos pigmentos. es convertida en quitosano. pero la alternativa del tratamiento enzimático/microbiológico. como el H2O2 (0. además de consumir largo tiempo. suele dejar de 1-7% de proteína residual. acetato de etilo o mezcla de solventes . como el de la langosta común. cloroformo. También se han empleado agentes oxidantes tradicionales. los que suelen extraerse a temperatura ambiente con acetona. éter. Desacetilación Es el proceso mediante el cual la quitina.32%). Decoloración La coloración de los caparazones de crustáceos se debe fundamentalmente a la presencia de pigmentos tales como la astaxantina. El producto obtenido es el quitosano. el astaceno.Los procesos de desproteinización usando extractos enzimáticos o enzimas aisladas y fermentaciones microbiológicas se han probado con relativo éxito. la luteína y el β-caroteno. es por esto que utilizaremos NAClO(0. aunque debe tenerse presente que éstos suelen atacar los grupos aminos libres e introducir modificaciones en el polímero. la cantaxaxtina. se ha reportado la utilización exitosa de tratamientos con mezclas de acetona y NaClO a temperatura ambiente.5-3%) y el NaClO (0. para ello se vertió en una solución de NaOH al 50% en una relación 1:4 sólidolíquido. . 6 N H2O NAOH 1% H2O ELEVADOR 9 R-151 HCL 10 11 12 13 14 B-122 T-103 H2O + impurezas B-123 R-152 PROTEINAS +NAOH T-104 H2O + impurezas NACLO H2O NAOH 15 R-152 NACLO + PIGMENTACION 16 17 18 19 QUITOSANO B-124 T-105 H2O + EXESESO DE NACLO B-125 R-154 QUITANO F-201 H2O T-101 F-202 .DIAGRAMA PFD H2O Camarón 1 2 3 VAPOR DE H2O 4 5 7 T-102 H2O + impurezas J-121 L-121 B-121 C-131 6 8 X-141 HCL 0. 32%) Agua Lavado Desproteinizado Lavado Despigmentado lavado Agua + Residuos de HCl NaOH (50%) NaOH + PROTEINAS Agua + residuos de NaOH Agua PIGMENTOS + NaClO Agua + Residuos de NaClO Agua NACLO DESACETILINACION QUITOSANO QUITANO . Lavado Secado Molienda Tamizado Desmineralizacion Agua + impurezas Agua NAOH (1%) HCL + IMPUREZAS Agua NACLO (0.DIAGRAMA Agua VAPOR DE H2O Materia prima (exoesqueletos de cangrejo) DE BLOQUES. B-123. T-105 J-121 L-121 B-121. T-102. T-104.Leyenda del diagrama PFD. B-122. B125 C-131 X-141 R-151 R-152 R-153 R-154 F-201 F-202 Sopladores Molino de prensa Filtro Reactor de Desmineralización Reactor de Desproteinizacion Reactor de Despigmentación Reactor de Desacetilacion Tanque de depósito de Quitosano Tanque de depósito de Quitano Tanque de lavado Trasportador de bandas de paleta Secador RELACION DE CORRIENTES # Corriente 1 Componentes Caparazón de cangrejo (sucio) . T-103. B-124. Análisis de Grados de Libertad 3.1.1.1. PREDICCION DE TENDENCIAS 3. Análisis de una bomba Análisis de variables  Numero de Variables del Proceso (NVp): 𝑁𝑉 = 𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 × (𝑁𝐶 + 2) + 𝑄 + 𝑊 .2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Caparazón Limpio Caparazón Limpio Caparazón seco Caparazón seco Caparazón molido Recirculación de caparazón no molido Caparazón molido Caparazón molido en solución de proteínas extraídas Caparazón molido en solución de proteínas extraídas Lavado Lavado Quitina en suspensión Lavado Quitina decolorada en la solución de pigmentos Quitina decolorada lavado lavado Quitosano III. 0 Relaciones Implícitas 5.0 Balance de Materia 1.2 Presión 5.3 Temperatura 4.0 Balance de Energía 2.4 Composición 5.0 Relaciones Explicitas 4.0 Relaciones Termodinámicas 3.1 Equilibrio Químico 4.1 Equilibrio Físico 3.2 Balance por Componentes 2.1 Balance General 1.NV = 2 × (1 + 2) + 1 NV = 7  Numero de Relaciones Independientes del Proceso: TABLA N° 14 Análisis de una bomba Denominación 1.1 Flujo 4.2 Balance Mecánico 3.1 Flujo 5.4 Composición 0 0 0 0 1 1 2 0 𝐹 = 𝐹 4 𝑃 = 1 𝑡𝑚 = 4 Nº Descripción 1 0 𝐹 = 𝐹 4 1 0 ( 𝑃 )+ + 2𝑔 + 𝑕 = 𝑕 0 0 = N =6  Calculo de los Grados de Libertad (DOF): 𝐷𝑂𝐹: 𝑁𝑉 − 𝑁𝑅 𝐷𝑂𝐹 = 7 − 6 𝐷𝑂𝐹 = 1 El DOF nos indica que falta conocer una variable que en este caso puede ser la presión de descarga o 𝑃4 Requerimientos (NEED) Si se tiene la siguiente información: .2 Presión 4.1 Balance Térmico 2.3 Temperatura 5. de la ecuación de balance de energía mecánica: 𝑃 − 𝑃4 + 𝑔𝑧 + 𝐹 = −𝑊𝐵𝑜 Relación clave: 𝑊𝑃 = − 𝑊𝐵𝑜 𝑛 𝑊𝐵𝑜 𝑚 𝑛 × 550 𝐵𝐻𝑃 𝐻𝑃 = − El valor 550 es el factor de conversión Hp y m es la velocidad del flujo TABLA N° 15 N 1 Relación 𝑃 − 𝑃4 + 𝑔𝑧 + 𝐹 = −𝑊𝐵𝑜 𝑊𝐵𝑜 𝑛 ₵ 𝑊𝐵𝑜 𝑛 ₵ × 550 Predicción 𝑃 −𝑊𝐵𝑜 2 𝑊𝑃 = − −𝑊𝐵𝑜 𝑊𝑃 3 𝐵𝐻𝑃 𝐻𝑃 = −𝑊𝐵𝑜 𝐵𝐻 3. Análisis de un sistema de lavado Análisis de variables  Numero de Variables del Proceso (NVp): 𝑁𝑉 = 𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 × (𝑁𝐶 + 2) + 𝑄 + 𝑊 NV = 4 × (3 + 2) NV = 20  Numero de Relaciones Independientes del Proceso: TABLA N°16 Análisis de un sistema de lavado .𝑃 ₵ = 1 𝑡𝑚 ₵= 4 ₵ = 25℃ = 𝑓( ) → ₵ Evaluaremos la potencia de la bomba necesaria para impulsar el fluido.1.3. 1 Equilibrio Físico 3.4 Composición 5.3 Temperatura 4.2 Presión 5. 𝑃8 3.0 Relaciones Explicitas 4.1 Balance General 1.0 Balance de Materia 1.1 Flujo 4.5.4 Composición Nº Descripción 1 N-1 𝐹 + 𝐹 6 = 𝐹 + 𝐹 8 𝐹 = 𝐹 + 8 8 𝐹 0 0 0 0 1 2 4 4 8 𝐹 + 𝐹 = 𝐹 6 + 𝐹 𝑃 = 𝑃 = 1 𝑡𝑚 = = 6 6 = =1 = 8 = = 8 = 0 0 0 4 = 8 = = 6 =0 N = 18  Calculo de los Grados de Libertad (DOF): 𝐷𝑂𝐹: 𝑁𝑉 − 𝑁𝑅 𝐷𝑂𝐹 = 20 − 18 𝐷𝑂𝐹 = 2 El DOF nos indica que falta conocer tres variables que en este caso puede ser las siguientes: 𝑃6 .2 Balance por Componentes 2.Denominación 1.1 Balance Térmico 2.0 Relaciones Implícitas 5.0 Relaciones Termodinámicas 3.1 Equilibrio Químico 4.2 Presión 4.0 Balance de Energía 2.1 Flujo 5.2 Balance Mecánico 3.3 Temperatura 5. Análisis de un molino de disco Análisis de variables  Numero de Variables del Proceso (NVp): .1. 1 Equilibrio Físico 3.2 Balance por Componentes 2.0 Relaciones Termodinámicas 3.2 Presión 5. 9 .1 Flujo 5.4 Composición 5. 9 .3 Temperatura 5.2 Presión 4.2 Balance Mecánico 3.1 Balance Térmico 2.𝑁𝑉 = 𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 × (𝑁𝐶 + 2) + 𝑄 + 𝑊 NV = 3 × (2 + 2) + 1 NV = 13  Numero de Relaciones Independientes del Proceso: TABLA N° 18 Análisis de un molino de disco Denominación 1.0 Relaciones Implícitas 5.1 Equilibrio Químico 4.1 Flujo 4.0 Relaciones Explicitas 4.0 Balance de Materia 1.3 Temperatura 4.1 Balance General 1.0 Balance de Energía 2.4 Composición 0 0 0 0 =0 1 2 3 1 9 Nº Descripción 1 1 9 𝐹 9 = 𝐹 𝐹 9 = 0 0 + 𝐹 0 𝐹 + 𝐹 0 1 0 0 𝐹 9 = 𝐹 𝑃9 = 𝑃 = 0 0 + 𝐹 = 1 𝑡𝑚 = = N = 10  Calculo de los Grados de Libertad (DOF): 𝐷𝑂𝐹: 𝑁𝑉 − 𝑁𝑅 𝐷𝑂𝐹 = 13 − 10 𝐷𝑂𝐹 = 3 El DOF nos indica que falta conocer 3 variables que en este caso puede ser las siguientes: 𝑃 0 .