Atividade Balanço de massa e Balanço de Energia 02

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UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
PLANTA INDUSTRIAL 
Trabalho orientado pelo Professor Marcos Baroncini Proença 
como parte da avaliação da 
Disciplina de Processo Químicos Industriais 
Guilherme Januario de Oliveira
Rio Claro, São Paulo , 2025
SUMÁRIO 
• INTRODUÇÃO ………………………………………………………….3
• BALANÇO DE MASSA ………………………………………………...4
• ATENDE OU NÃO A DEMANDA ? …………………………………...5
• BALANÇO DE ENERGIA ……………………………………………...5
• RESOLUÇÃO PARA W ………………………………………………..6
INTRODUÇÃO
Este trabalho tem como objetivo a aplicação dos conceitos aprendidos na 
disciplina de processos químicos industriais, especificamente sobre balanço 
de massa e de energia. Essas ferramentas são muito importantes para as 
indústrias, visando maximizar a eficiência e minimizar o consumo de 
recursos.
Será realizado um balanço de massa de um evaporador, usando como dados 
os seis primeiros dígitos do (RU). Será avaliado o vapor gerado e se atende 
as demandas energéticas da indústria. Em seguida um balanço de energia 
estimar o vapor necessária para a operação do evaporador.
Espera-se que o estudo proporcione uma profunda compreensão dos 
métodos de energia nas indústrias, como a importância de garantir eficiência 
e sustentabilidade das operações industriais.
BALANÇO DE MASSA
Na primeira etapa deverá fazer um balanço de massa de um evaporador, 
sendo que a vazão de alimentação terá o valor dos 6 primeiros números de 
seu RU, a concentração de sólidos na alimentação terá o valor da soma dos 
6 primeiros números do seu RU e a concentração final será de 75%. 
RU = 433108
Soma do RU = 19
1- Cálculo Balanço de massa
A. XS = V.XS + P XS
433108. 0,19 = V.0,0 + P .0,75
82.290,52= 0,75. P
P= 82.290,52/0,75
P=109.720,69 KG/H
2 – Água evaporada no Processo
A= V+P
V=A-P
V=433108-109.720,69
V=323.387,31 KG/H
Sabendo que hoje a eficiência energética vem sendo cada vez mais exigida 
nos processos industriais e que muitas empresas já fazem a cogeração de 
energia usando o vapor gerado na planta industrial, usando como referência 
a tabela abaixo, para consumo de vapor modelos de geradores de 30MW de 
energia, a quantidade de vapor gerada será suficiente para atender a alguma 
Evaporação
V = ?
X1 = 1,0
P = ?
XS = 0,75
XS = 0,19
A=433108 KG/H
unidade de geração de energia? Justificar em função do consumo da 
unidade de geração e da quantidade.
Atende ou não a demanda ?
Sim, a quantidade de vapo gerada será suficiente para atender o consumo, 
exceto para a unidade 21/320.
BALANÇO DE ENERGIA
A=433108 
P=109.720,69 KG/H
V=323.387,31
HA=107 KJ/KG
HP=1070 KJ/KG
Temperatura Solução de Alimentação = 25°C
V= 100°C
W=120°C
Valores de Entalpia
Agora, precisamos obter os valores de entalpia saturado e líquido saturado a 
partir de tabelas de vapor saturado para as respectivas temperaturas:
HW=120°C
HV=100°C
HL=120°C
Vamos adotar valores aproximados com base em tabelas de vapor típicas:
HW=2.720 KJ/KG
HV=2.675 KJ/KG
HL= 504,7 KJ/KG
A equação do balanço de energia é:
A x HA + W x HW = V x HV + P x HP + W x HLA
Substituindo os valores conhecidos:
433108 x 107 + W x 2720 = 323.387,31 x 2675 + 109.720,69 x 1070 + W x 
504,7
Resolvendo a equação para W:
38477307 + 2720w = 653103909 + 12332382,4 + 504,7w
Simplificando:
2720w – 504,7w = 653103909 + 12332382,4
2215,3w = 737759984,4
Resolução para W:
W = 737759984,4/ 2215,3 = 3 33036,63 kg/h
Portanto a quantidade de vapor do setor de utilidades que será no 
evaporador é aproximadamente 333,037 kg/h.