Balano_de_massa_exerccios_dos_slides_parte_1

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Praticando!
Exemplo 1: Duas misturas metanol-água de composições 
diferentes estão contidas em recipientes separados. A primeira 
mistura contém 40% de metanol e a segunda 70% metanol em 
massa. Se 200g da primeira mistura são combinados com 150g 
da segunda mistura, qual a massa e a composição do produto. 
Considerar que não há interação entre o metanol e a água.
Conceito envolvido: classificar o processo!
Solução
A = 200 g
40 % Metanol
60% Água
B = 150 g
70 % Metanol
30% Água
C =?
Metanol = ?
Água = ?
Balanço de massa global
C = A + B
C = 200 g + 150 g
C = 350 g
Balanço de massa do metanol
Praticando!
Exemplo 2: Uma unidade industrial de verniz tem que entregar 
1000 lbm de uma solução de nitrocelulose a 8%. Eles têm em 
estoque a solução a 5,5%. Quanto de nitrocelulose seca
deve ser dissolvida na solução para atender ao pedido? 
Conceitos envolvidos: classificar o processo!
sistemas de equações lineares!
Unidade 
industrial
Solucão Estoque – A
5,5% de nitro celulose
94,5% de água
Nitro celulose seca – B
100% de nitro celulose
Produto – P
8% de nitro celulose
92% de água
Substituindo B na primeira equação
Balanço Global
Balanço da nitro celulose
Cálculo da Nitro celulose seca
Praticando! – Agora é com vocês
Exemplo I - alunos: Uma unidade industrial de verniz tem que 
entregar 1000 lbm de uma solução de nitro celulose aquosa a 8% 
em massa. A unidade possui uma grande quantidade de solução 
aquosa com fração mássica de 5,5%, que será concentrada por 
evaporação para produção da solução concentrada. Pede-se 
a) A massa de solução a 5,5% necessária para produzir 1000 lbm
nitro celulose aquosa a 8% em massa por evaporação.
b) A massa de água evaporada, em toneladas.
Unidade 
industrial
Solucão Estoque – A
5,5% de nitro celulose
94,5% de água
Vapor de água– B
100% água
Produto – P
8% de nitro celulose
92% de água
Substituindo A na primeira equaçãoBalanço Global
Cálculo do vapor de água
Balanço da nitro celulose
Praticando!
Exemplo 3: 1000 kg/h de uma mistura de benzeno e tolueno que 
contém 50% em massa são separados em uma coluna de 
destilação em duas frações. 
A vazão mássica de benzeno na corrente de saída do topo é 450 
kg/h e para o tolueno na corrente de saída do fundo é 475 kg/h. 
A operação se desenvolve em regime permanente e se processa 
com arraste de benzeno e tolueno em ambas correntes de saída.
Escreva os balanços de massa para o benzeno e o tolueno. 
Calcular as vazões não conhecidas nas correntes de saída.
Conceitos envolvidos: escrever equações de balanço!
“check” de balanço
C
o
lu
n
a
 d
e 
d
es
ti
la
çã
o
Alimentação – A
1000 kg/h
Benzeno (Bz) – 50%
Tolueno (To) – 50%
Destilado de topo – D -?
Benzeno (Bz) – 450 kg/h
Tolueno (To) – ?
Destilado de fundo – F - ?
Benzeno (Bz) – ?
Tolueno (To) – 475 kg/hTolueno (To) – 475 kg/h
Balanço do Tolueno
Balanço Global
Balanço do benzeno
Praticando!
Exemplo 4: Considere o seguinte processo de extração:
 Determinar R, Q, W.
 Calcular a relação gHAc solução R
gHAc entrada
Conceitos envolvidos: classificar o processo!
escrever equações de balanço!
Praticando!
Exemplo 5: Uma experiência de velocidade de crescimento de 
microorganismos requer o estabelecimento de um ambiente de 
ar úmido enriquecido em oxigênio. Três correntes são 
alimentadas à câmara de evaporação para produzir uma corrente 
de saída com a composição
desejada.
A) água líquida, alimentada a vazão de 20 cm3 / min
B) ar (21% O2, 79% N2 molar)B) ar (21% O2, 79% N2 molar)
C) oxigênio puro, com vazão molar igual a um quinto da vazão 
molar da corrente B
O gás de saída é analisado em um analisador de umidade e 
observa-se que ele contém 1,5% molar de água. Calcule as 
variáveis desconhecidas.
Conceito envolvidos: classificar o processo!
desenhar o fluxograma
conversão de unidades
escrever equações de balanço!
Praticando!
Exemplo 6: Uma mistura de composição mássica constituída por 
benzeno (58,20%), tolueno (20,40%) e xileno (21,40%) é carga 
de um processo de destilação. A recuperação de benzeno no 
destilado deve ser de 98,0% e a de xileno no resíduo deve ser de 
95,0%. A fração mássica de benzeno no destilado deve ser de 
90,0%. Calcule a composição mássica do destilado e do resíduo. 
Conceitos envolvidos: classificar o processo!
desenhar o fluxograma
definir base de cálculo
cálculos de rendimento
escrever equações de balanço!