Lista 05 PQF

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BALANÇO DE MASSA - MULTIPLAS UNIDADES E RECICLO 
 
1. No processo de produção de açúcar, o caldo obtido após a moagem da cana é enviado 
a um sistema de evaporação com a finalidade reduzir o teor de água. O sistema de 
evaporação está constituído por 3 evaporadores em série. O caldo se alimenta em uma 
vazão de 10000lb/h contendo 85% de água. Os evaporadores eliminam a mesma 
quantidade de água em forma de vapor. O caldo de cana concentrado que sai do ultimo 
evaporador apresenta um teor de água de 40%. 
Determine: 
(a) A vazão mássica de caldo de cana concentrado que sai do ultimo evaporador. 
(b) A quantidade de água em cada evaporador. 
(c) A concentração da água do caldo de cana alimentado ao segundo evaporador. 
 
 
2. Duas colunas de destilação em série são usadas para separar os componentes de uma 
mistura composta por 30% benzeno (B), 55% tolueno (T), e 15% de xileno (X). A 
analise da corrente de topo da primeira coluna resultou em 94,4% de B, 4,54% de T e 
1,06% de X. A segunda coluna é projetada para recuperar 92% do tolueno da 
alimentação principal. A concentração de tolueno na corrente de topo da segunda coluna 
é igual a 0,946. O produto de fundo contem 92,6% de xileno da alimentação principal e 
a sua concentração é igual a 0,776. Faça as considerações necessárias para resolver o 
problema. 
Determine: 
(a) O numero de grau de liberdade. 
(b) A composição de todas as correntes. 
 
 
3. Uma processo industrial é projetado para produzir cristais de nitrato de potássio 
(KNO3). Para isto, usa uma corrente de 100kg/h de solução de KNO3 ao 20% em peso, 
a qual é misturada com uma corrente de reciclo vinda de um cristalizador. Esta mistura 
é alimentada a um evaporador e produz uma corrente de vapor de água e uma solução 
de KNO3 ao 50% em peso. Esta solução concentrada é enviada a um cristalizador para 
obter uma corrente de cristais ao 96% de KNO3 e uma corrente liquida, a qual é 
reciclada e misturada com a alimentação. A corrente de reciclo possui 0,6 kg de KNO3 
por 1kg de H2O. 
Determine: 
(a) O numero de grau de liberdade 
(b) As vazões e concentrações de todas as correntes. 
 
 
4. No processo mostrado na Figura, a Unidade "I" é um extrator por solvente líquido-
líquido e a Unidade "II" é o sistema de recuperação de solvente. Para as finalidades de 
projeto, os tamanhos dos tubos para as correntes C e D foram obtidos pelo projetista a 
partir dos seguintes valores: C = 9636lb/h e D = 1510 lb/h. Esses valores estão corretos? 
Mostre todos os detalhes de seus cálculos ou explique, caso você não tenha usado 
cálculos. Use os dados da tabela. 
 
 
 
 
5. Encontre quantos quilogramas de reciclo existem por quilograma de alimentação, se a 
quantidade de resíduo (W) for 60 kg de A. 
 
 
 
6. Encontre quantos quilogramas de R existem por 100 kg de alimentação fresca. 
 
 
Alimentação fresca
7. Examine e analise o diagrama. Qual é a quantidade da corrente de reciclo em 
kg/h? Na corrente C a composição é 4% de água e 96% nitrato de potássio (KNO3). 
 
 
 
8. Água de mar é dessalinizada por osmose reversa como indicado na Figura. Use os 
dados para determinar: 
(a) A vazão de salmoura residual (B) 
(b) A vazão de água dessalinizada (B) 
(c) A vazão de reciclo (R) 
 
 
 
1000 lb/h
3,1% sal
R
4% sal
D
500 ppm sal
B
5,25% sal
OSMOSE 
REVERSA