AP1-Balanço de massa e energia

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Estudo de caso: Em um determinado processo de extração, uma corrente de alimentação com vazão controlada de 400g/min de HAc, contendo frações mássicas de 30% de HAc e 70% de H2O é tratada em equipamento de extração em contra fluxo. A corrente de solvente W contém 100% de Bz, o qual é utilizada para extrair o HAc. 
De acordo com o fluxograma abaixo, pode-se perceber que o processo de extração gerou duas correntes de saída, a corrente R, rica em HAc e a corrente Q, rica em H2O. Sendo assim, determine os valores das correntes W, R e Q e explique detalhadamente cada etapa de cálculos, baseado nas unidades de aprendizado liberadas.
- A primeira etapa para a resolução, é definirmos a equação de balanço de massa global. Para isso é necessário sabermos que a quantidade de entrada deve ser a mesma da saída. Logo temos:
400g/min . W = Q + R
- A segunda etapa consiste em definirmos o balanço de massa para cada componente. Neste caso HAc, H2O e Bz.
Balanço de massa do HAc
400 . 0,3 HAc = (0,01 HAc . Q) + (0,9 HAc .R)
Balanço de massa da H2O
400 . 0,7 H2O = 0,99 H2O .Q
Balanço de massa do Bz
W. 1 Bz = R . 0,1 Bz 
W=R.0,1
- Resolvendo a equação da H2O por ter apenas 1 incógnita, encontraremos o valor de Q.
400 . 0,7 H2O = 0,99 H2O .Q
400 . 0,7 = 0,99 . Q
Q = 282,83g/min
- Após encontrarmos o valor de Q, substituiremos na equação de balanço o HAc para encontrarmos R.
400 . 0,3 HAc = (0,01 HAc . Q) + (0,9 HAc .R)
400 . 0,3 = (0,01 . 282,83) + (0,9 . R)
120 = (0,01 . 282,83) + (0,9 . R)
117,1717 = 0,9 . R
R = 130,19 g/min
-Sabendo que W=R.0,1 
W= 130,19 . 0,1 
W = 13,02
Para verificarmos se os valores estão corretos, verificamos a nossa primeira afirmação onde citamos que a quantidade de entrada deve ser a mesma da saída.
400 g/min . W = Q + R
400 + 13,02 = 282,83 + 130,19 
413,02 = 413,02
Assim sendo os valores das correntes confirmadas são:
W = 13,2 g/min
Q = 282,83 g/min
R = 130,19 g/min