Pregunta: Problem3 La figura muestra un diagrama de flujo para la producción de nitrato de potasio (KNO3). La alimentación fresca consiste de 850 kg/h de una solución de nitrato de potasio al 20% que se concentra en un evaporador. Antes de entrar al evaporador, la alimentación fresca se mezcla con una corriente recirculada de solución saturada a 40∘C proveniente de un

Problem3 La figura muestra un diagrama de flujo para la producción de nitrato de potasio $\left({\mathrm{KNO}}_3\right)$. La alimentación fresca consiste de $850\mathrm{kg}/\mathrm{h}$ de una solución de nitrato de potasio al $20\%$ que se concentra en un evaporador. Antes de entrar al evaporador, la alimentación fresca se mezcla con una corriente recirculada de solución saturada a $40^{\circ }\mathrm{C}$ proveniente de un filtro. La solución saturada de esta sal a $40^{\circ }\mathrm{C}$ tiene una composición de $0.6\mathrm{kg}$ sal $/\mathrm{kg}$ agua. Del evaporador salen dos corrientes: agua pura por arriba (corriente 3) y solución concentrada por abajo (corriente 4). La corriente (3) contiene $50\%$ del agua alimentada al evaporador. La solución concentrada se enfría y se satura en el cristalizador hasta $40^{\circ }\mathrm{C}$, lo que causa precipitación de cristales, y luego se filtra. El filtrado (líquido que pasa a través del filtro) es una solución saturada $(0.6\mathrm{kg}\mathrm{sal}/\mathrm{kg}$ agua) y se recircula. La torta (sólidos húmedos retenidos en el filtro) contiene $92\%$ de cristales de sal pura y retiene en sus intersticios $8\%$ de solución saturada. (a) Exprese la composición de la solución saturada de nitrato de potasio a $40{}^{\circ }\mathrm{C}$ en porcentaje másico. (b) Calcule el porcentaje másico de nitrato de potasio en la corriente (7). (c) Haga un análisis de grados de libertad (overall) y verifique que el problema tiene información suficiente para calcular los flujos másicos de las corrientes (3) y (7). Determine los flujos (3) y (7) en $\mathrm{kg}/\mathrm{h}$. (d) Haga un análisis de grados de libertad en el Filtro y determine si hay información sufíciente para calcular el flujo másico de recirculado, corriente (6). Si la hay, calcúlelo, en $\mathrm{kg}/\mathrm{h}$. (e) Determine las corrientes (2), (4), y (5)