YeissonVasquez_201015_46

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			PORTADA
			FASE 3 
 APLICACIÓN DE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA EN SITUACIONES INDUSTRIALES
ESTUDIANTE: 
YEISSON ARIEL VASQUEZ TOLOZA
CÓDIGO: 1030599585
TUTOR:
 CAROLINA LEON
GRUPO: 
201015_46
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD
BOGOTA D.C.
MARZO 2022
Situacion problema
		SITUACION PROBLEMA
		El pasado 20 de febrero el gobierno nacional firmó la Resolución 227 de 2022 en la que permite, define y establece todos los mecanismos y procedimientos para el uso industrial del cannabis en sectores como alimentos, bebidas y también usos textiles. El cannabis contiene compuestos cannabinoides de dos tipos principalmente, tetrahydrocannabinol (THC) y cannabidiol (CBD), mientras que el THC tiene efectos psicoactivos, el CBD tiene nula o baja psicoactividad, el uso industrial se enfoca en la extracción de estos últimos para ser incorporados en fármacos, alimentos o bebidas dados los beneficios que han sido comprobados.
La extracción de CBD se realiza a partir de la matriz vegetal haciendo uso de un solvente como CO2 mediante un proceso denominado ciclo de extracción por fluidos supercríticos. En este proceso, el CO2 ingresa a una bomba a una presión de 55 kPa y una temperatura de 262,73 K, al salir de la bomba su presión ha aumentado a 345 kPa y su temperatura es de 289,35 K. El CO2 inmediatamente ingresa a un calentador con el fin de aumentar su temperatura hasta 377,04 K mientras que su presión se mantiene constante. Luego, el CO2 ingresa a un equipo extractor en donde tiene contacto con la matriz vegetal de cannabis y es allí donde los CBD se solubilizan y se unen a la corriente de CO2, en este extractor las condiciones de temperatura y presión permanecen constantes. Del extractor entonces sale una corriente de CO2 con los CBD, esta corriente ingresa a un expansor en el que la presión cae hasta 55 kPa y la temperatura desciende hasta 291,37 K, en este punto los CBD dejan de ser solubles y se retiran como producto de interés. Por último, el CO2 ingresa a un enfriador que se encarga de disminuir aún más la temperatura hasta 262,73 K manteniendo la presión constante, de esta forma el CO2 llega nuevamente a su estado inicial y comienza nuevamente el ciclo.
Diagrama de bloques
			DIAGRAMA DE BLOQUES
		PROCESO EXTRACCION CDB DEL CANNABIS MEDIANTE CO2
EQUIPO CALENTADOR
EQUIPO EXPANSOR
EQUIPO ENFRIADOR
BOMBA CENTRIFUGA
Tabla de propiedades
			TABLA DE PRESIONES,TEMPERATURAS Y ENTALPÍAS
			CORRIENTE		ESTADO		PRESIÓN 		TEMPERATURA		ENTALPIA
			1 ENTRADA BOMBA CENTRIFUGA		LIQUIDO		55 BAR		262,73 K		8,076
			2 SALIDA BOMBA CENTRIFUGA		LIQUIDO		345 BAR		289,35 K		9,039
			3 SALIDA EQUIPO CALENTADOR		FLUIDO SUPERCRITICO		345 BAR		377,04 K		12,432
			4 SALIDA EXPANSOR		VAPOR		55 BAR		291,37 K		9,114
			5 SALIDA ENFRIADOR		LIQUIDO		55 BAR		262,73 K		8,076
Cálculos
		PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO DE TRABAJO, CALOR DE SALIDA Y CALOR DE ENTRADA
		Trabajo en bomba
Para el presente análisis, se emplea la siguiente formula
W_e=m(h_(salida bomba)-h_(entrada bomba))
Datos conocidos
m=4600 Kg/s
 valor tomado del numero de grupo colaborativo multiplicado*100
h_(entrada bomba)=8.076 KJ/Kmol valor tomado tabla entalpias
h_(salida bomba)=9.039 KJ/Kmol valor tomado tabla entalpias
Como las unidades no son las mismas, se debe hacer una conversión de unidades, para poder cancelar entre si
m=4600 Kg/s*1Kmol/44.01Kg=104,52169 Kmol/s
Una vez convertidas las unidades, se procede a reemplazar valores en la ecuación inicial
W_e=104,52169 Kmol/s (9.039 KJ/Kmol-8.076 KJ/Kmol)
W_e=104,52169 Kmol/s*0.963 KJ/Kmol
W_e=96,93017 KJ/s
Trabajo en expansor
Para el presente análisis, se emplea la siguiente formula
W_s=m(h_(salida expansor)-h_(entrada expansor))
Datos conocidos
m=4600 Kg/s
 valor tomado del numero de grupo colaborativo multiplicado*100
h_(entrada expansor)=12.432 KJ/Kmol valor tomado tabla entalpias
h_(salida expansor)=9.114 KJ/Kmol valor tomado tabla entalpias
Como las unidades no son las mismas, se debe hacer una conversión de unidades, para poder cancelar entre si
m=4600 Kg/s*1Kmol/44.01Kg=104,52169 Kmol/s
Una vez convertidas las unidades, se procede a reemplazar valores en la ecuación inicial
W_s=104,52169 Kmol/s (9.114 KJ/Kmol-12.432 KJ/Kmol)
W_s=104,52169 Kmol/s*(-3.318 KJ/Kmol)
W_s=-346.8029 KJ/s
Calor de entrada en calentador
Para el presente análisis, se emplea la siguiente formula
Q_e=m(h_(salida calentador)-h_(entrada calentador))
Datos conocidos
m=4600 Kg/s
 valor tomado del numero de grupo colaborativo multiplicado*100
h_(entrada calentador)=9.039 KJ/Kmol valor tomado tabla entalpias
h_(salida calentador)=12.432 KJ/Kmol valor tomado tabla entalpias
Como las unidades no son las mismas, se debe hacer una conversión de unidades, para poder cancelar entre si
m=4600 Kg/s*1Kmol/44.01Kg=104,52169 Kmol/s
Una vez convertidas las unidades, se procede a reemplazar valores en la ecuación inicial
Q_e=104,52169 Kmol/s (12.432 KJ/Kmol-9.039 KJ/Kmol)
Q_e=104,52169 Kmol/s*3.393 KJ/Kmol
Q_e=354.64209 KJ/s
Calor de salida enfriador
Para el presente análisis, se emplea la siguiente formula
Q_s=m(h_(salida enfriador)-h_(entrada enfriador))
Datos conocidos
m=4600 Kg/s
 valor tomado del numero de grupo colaborativo multiplicado*100
h_(entrada enfriador)=9.114 KJ/Kmol valor tomado tabla entalpias
h_(salida enfriador)=8.076 KJ/Kmol valor tomado tabla entalpias
Como las unidades no son las mismas, se debe hacer una conversión de unidades, para poder cancelar entre si
m=4600 Kg/s*1Kmol/44.01Kg=104,52169 Kmol/s
Una vez convertidas las unidades, se procede a reemplazar valores en la ecuación inicial
Q_s=104,52169 Kmol/s (8.076 KJ/Kmol-9.114 KJ/Kmol)
Q_s=104,52169 Kmol/s*(-1.038 KJ/Kmol)
Q_s=-108,4935 KJ/s
Bibliografía
			BIBLIOGRAFÍA
			https://www.youtube.com/watch?v=VffIM8fkA_A
			https://www.youtube.com/watch?v=I5HAA2xGQrQ&t=4380s