AULA 1 – FUNDAMENTOS DE PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS E BALANÇO DE MASSA. Exercícios resolvidos: 3) Um evaporador de simples efeito operando em re...

Para resolver o exercício, é necessário utilizar o balanço de massa para o evaporador de simples efeito. Considerando que a alimentação é de 500 L/h de solução aquosa de ácido acético a 40% em massa, temos: F = 500 L/h x1 = 0,4 y1 = ? x2 = 0,6 y2 = 1 (já que no topo sairá apenas vapor do solvente) Para encontrar a vazão mássica de vapor de água que sai do evaporador, é necessário utilizar a equação de balanço de massa: F*x1 = V*y1 + L*x2 Onde: V = vazão mássica de vapor de água que sai do evaporador L = vazão mássica de líquido concentrado que sai do evaporador Substituindo os valores conhecidos na equação, temos: 500*0,4 = V*y1 + L*0,6 Para encontrar a vazão mássica de vapor de água, é necessário utilizar a equação de equilíbrio líquido-vapor: y1/x1 = y2/x2 Substituindo os valores conhecidos na equação, temos: y1/0,4 = 1/0,6 y1 = 0,4*(1/0,6) = 0,6667 Substituindo o valor encontrado na equação de balanço de massa, temos: 500*0,4 = V*0,6667 + L*0,6 240 = 0,6667V + 0,6L Além disso, temos a relação entre as vazões mássicas de líquido e vapor: L = F - V Substituindo na equação de balanço de massa, temos: 240 = 0,6667V + 0,6*(F - V) 240 = 0,6667V + 0,6F - 0,6V 0,9333V = 0,6F - 240 V = (0,6F - 240)/0,9333 V = 0,6439F - 257,98 Substituindo na equação de vazão mássica de líquido, temos: L = F - V L = F - (0,6439F - 257,98) L = 0,3561F + 257,98 Portanto, o balanço de massa para o evaporador de simples efeito é: Alimentação: F = 500 L/h, x1 = 0,4 Topo: y2 = 1 Vazão mássica de vapor de água: V = 0,6439F - 257,98 Vazão mássica de líquido concentrado: L = 0,3561F + 257,98