BALANÇO DE MASSA

Balanço de massa sem reação química UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina
Depto. de Eng. Química e de Eng. de Alimentos
EQA 5318 – Introdução aos Processos Químicos
Prof. Dr. Ricardo Antonio Francisco Machado

Componente chave ou de amarração
Componente que aparece em um menor número de correntes.

Exemplo ilustrativo 1
Água do Mar

Processo de
Dessalinização

Água dessalinizada

Salmoura
Considere que a fração mássica de sal 𝑁𝑎𝐶𝑙 na água do mar seja igual a
0,035. Determine a quantidade de água do mar necessária para produzir
1000 𝑙𝑏 𝑚 ℎ de água dessalinizada. Em função de problemas relacionados à corrosão dos equipamentos envolvidos no processo, a fração mássica na salmoura descartada está limitada a 0,07.

Esquema, com as informações fornecidas:
Água do Mar
𝐴

𝑚 𝐴 = 2000 𝑙𝑏
𝑥 𝑎𝐴 = 0,965

Processo de
Dessalinização
𝑚

𝑚 𝐵 = 1000 𝑙𝑏

ℎ
Salmoura
𝐶

𝑥 𝑠𝐴 = 0,035

Componente chave: sal
𝑁 𝑒𝑞 = 2

𝑁𝑣 = 2

𝑥 𝑎𝐶 = 0,93

⇒ 𝐺=0

𝑚𝐴 = 𝑚𝐵 + 𝑚𝐶

BMa:

𝑚𝑎 𝐴 = 𝑚𝑎 𝐵+ 𝑚𝑎

BMs:

𝑚𝑠 𝐴 = 𝑚𝑠

𝑚𝐴 = 2 𝑚𝐶

𝐶

𝑚 𝐴 = 1000 𝑙𝑏
𝐶

ℎ

𝑚

𝑚

ℎ

𝑥 𝑠𝐵 = 0,0

ℎ
𝑥 𝑠𝐶 = 0,07

𝑚

ℎ+ 𝑚𝐶

0,965 𝑚 𝐴 = 1000 𝑙𝑏

𝑚

ℎ + 0,93 𝑚 𝐶

0,035 𝑚 𝐴 = 0,07 𝑚 𝐶

2 𝑚 𝐶 = 1000 𝑙𝑏
𝑚

𝑥 𝑎𝐵 = 1,0

𝑚 𝐶 = 1000 𝑙𝑏

BMG:

𝑚 𝐴 = 2000 𝑙𝑏

Água dessalinizada
𝐵

𝑚

ℎ+ 𝑚𝐶

𝑚 𝐶 = 1000 𝑙𝑏

𝑚

ℎ

Exemplo ilustrativo 2
Um experimento sobre a taxa de crescimento de certos microorganismos requer que se estabeleça um ambiente de ar úmido enriquecido em oxigênio. Três correntes são alimentadas em um evaporador para produzir a corrente com a composição desejada.
As três correntes de entrada são:
i. Água líquida, alimentada na vazão de 20 𝑐𝑚3 𝑚𝑖𝑛; ii. Ar (21% de 𝑂2 e 79% de 𝑁2 , em base molar); iii. Oxigênio puro, com vazão molar igual a (1/5) da vazão do ar.
A corrente de saída, no estado