Balanço de Massa em Processos

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<p>EB 602</p><p>Operações Unitárias</p><p>Profa. Marcela Cravo Ferreira</p><p>2° sem/2024</p><p>Gabarito atividade fim de aula</p><p>Balanço de massa</p><p>Atividade 1</p><p>Um sistema de secagem de lodos funciona com uma vazão mássica de alimentação de 250kg/h</p><p>recebendo um lodo com teor de sólidos de 45% (=0,45 em fração mássica). Tem-se duas saídas</p><p>desse sistema: o lodo seco (com 95% de sólidos) e o efluente líquido (com 8% de sólidos).</p><p>Determine:</p><p>a) Qual a vazão da corrente "lodo seco" em kg/h</p><p>b) Qual a vazão da corrente "efluente" em kg/h</p><p>Atividade 1</p><p>m1 = 250 kg/h m2</p><p>m3</p><p>Lodo seco</p><p>Efluente</p><p>xA,1 = 0,45</p><p>xA,3 = 0,08</p><p>xA,2 = 0,95</p><p>A = sólidos</p><p>Atividade 1</p><p>Balanço de massa global</p><p>𝑚1 = 𝑚2 +𝑚3</p><p>250 = 𝑚2 +𝑚3 𝑚2 = 250 −𝑚3</p><p>Balanço de massa por componente</p><p>𝑚1 ∗ 𝑥𝐴,1 = 𝑚2 ∗ 𝑥𝐴,2 +𝑚3 ∗ 𝑥𝐴,3</p><p>250 ∗ 0,45 = 𝑚2 ∗ 0,95 + 𝑚3 ∗ 0,08</p><p>250 ∗ 0,45 = (250 − 𝑚3) ∗ 0,95 +𝑚3 ∗ 0,08</p><p>𝑚3 = 143,7 𝑘𝑔/ℎ</p><p>𝑚2 = 106,3 𝑘𝑔/ℎ</p><p>𝑚2 = 250 −𝑚3</p><p>𝑚2 = 250 − 143,7</p><p>Substituindo m2</p><p>Atividade 2</p><p>Uma unidade industrial produz uma corrente aquosa de vazão 10 kg/h contendo um sal de</p><p>baixa solubilidade em água. Visando a recuperar o sal, inicialmente empregou-se um processo</p><p>de filtração. A corrente de filtrado obtida apresentou apenas água e vazão de 6 kg/h. Por sua</p><p>vez, a corrente de concentrado foi encaminhada a uma etapa de evaporação, ao final da qual se</p><p>obteve uma corrente contendo apenas vapor d’água com vazão de 1 kg/h e outra corrente</p><p>contendo apenas o sal. Qual a concentração percentual de sal na corrente inicial?</p><p>Atividade 2</p><p>m1 = 10 kg/h m3</p><p>Filtrado</p><p>xS,2 = 0</p><p>m2 = 6 kg/h</p><p>Corrente de</p><p>concentrado</p><p>Filtração</p><p>m4</p><p>Corrente de vapor de água</p><p>xS,5 = 0</p><p>m5 = 1 kg/h</p><p>Corrente de sal</p><p>Evaporação</p><p>xS,4 =1</p><p>S = SAL</p><p>Atividade 2</p><p>Balanço de massa global – Operação de Filtração</p><p>𝑚1 = 𝑚2 +𝑚3</p><p>10 = 6 +𝑚3</p><p>𝑚3 = 4 𝑘𝑔/ℎ</p><p>Balanço de massa global – Operação de Evaporação</p><p>𝑚3 = 𝑚4 +𝑚5</p><p>4 = 𝑚4 + 1</p><p>𝑚4 = 3 𝑘𝑔/ℎ</p><p>Atividade 2</p><p>Balanço de massa por componente – 2 Operações – Filtração + Evaporação</p><p>𝑚1 ∗ 𝑥𝑆,1 = 𝑚2 ∗ 𝑥𝑆,2 +𝑚4 ∗ 𝑥𝑆,4 +𝑚5 ∗ 𝑥𝑆,5</p><p>𝑥𝑆,1 = 0,3</p><p>𝑚1 ∗ 𝑥𝑆,1 = 𝑚2 ∗ 0 +𝑚4 ∗ 1 +𝑚5 ∗ 0</p><p>𝑚1 ∗ 𝑥𝑆,1 = 𝑚4 ∗ 1</p><p>10 ∗ 𝑥𝑆,1 = 3 ∗ 1</p><p>Slide 1</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6</p><p>Slide 7</p><p>Slide 8</p>