09 - Uma fábrica produz NaOH a partir de uma solução aquosa, contendo 10,0 % de NaOH e 10,0 % de NaCl , que é alimentada continuamente, com a vazão mássica de 10,0 ton / h, em um evaporador, onde parte da água é removida da solução. Durante o processo, parte do NaCl se cristaliza. Se a solução final contiver 50,0 % de NaOH e 1,0 % de NaCl , calcule:
a) a vazão mássica de água evaporada;
b) a vazão mássica de NaCl cristalizado;
c) a vazão mássica da solução final.

Passo 1

O enunciado descreve um evaporador que recebe continuamente F=10,0 ton/h de solução aquosa contendo 10,0% de NaOH, 10,0% de NaCl e 80,0% de água. Durante o processo parte da água é evaporada e parte do NaCl cristaliza, saindo em forma sólida. A solução final sai com 50,0% de NaOH, 1,0% de NaCl e 49,0% de água. Precisamos calcular
a) vazão mássica de água evaporada E,
b) vazão mássica de NaCl cristalizado C,
c) vazão mássica da solução final S.

Passo 2

Aplicamos balanço de massa para o NaOH, que não se perde nem no vapor nem no sólido. Na alimentação há
NaOHin = 0,10 times F = 0,10 times 10,0 = 1,0 ton/h
Na solução final o NaOH corresponde a 50,0% de S, logo
0,50,S = 1,0 Longrightarrow S = 2,0 ton/h

Passo 3

Fazemos agora o balanço de massa para o NaCl. Na alimentação há
NaClin = 0,10 times 10,0 = 1,0 ton/h
Na solução final vai
0,01,S = 0,01 times 2,0 = 0,02 ton/h
O restante se cristaliza no sólido, isto é
C = 1,0 - 0,02 = 0,98 ton/h

Passo 4

Para a água, podemos usar balanço global ou balanço específico de água. Há na alimentação
H2Oin = 0,80 times 10,0 = 8,0 ton/h
Na solução final há
0,49,S = 0,49 times 2,0 = 0,98 ton/h
Como todo o vapor é água, a vazão evaporada é
E = 8,0 - 0,98 = 7,02 ton/h
Alternativamente, pelo balanço total F = S + C + E temos
E = 10,0 - 2,0 - 0,98 = 7,02 ton/h

Resposta

a) 7,02 ton/h de água evaporada
b) 0,98 ton/h de NaCl cristalizado
c) 2,00 ton/h de solução final

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