Um evaporador é alimentado com 1000 kg / h de um suco de frutas contendo 12 % de sólidos solúveis e 88 % de H2 O. Este evaporador produz suco concentrado, contendo 40 % de sólidos solúveis e 60 % de H2 O. Quais as quantidades que saem do evaporador?

Passo 1

Beleza, aí vai o resumo do problema: a gente tem um evaporador que recebe 1000 kg/h de suco com 12 % de sólidos solúveis e 88 % de água. Depois do evaporador sai um suco concentrado (40 % sólidos, 60 % água) e vapor (que é só água).
Conteúdo: balanço de massa (entrada = saída).
O que vamos usar:
• Balanço geral de massa:
• Balanço de sólidos (porque o vapor não leva sólidos).

Passo 2

Anota os dados em variáveis:
• Vazão de entrada dot min = dot mout kg/h
• Fração mássica de sólidos no feed
• Fração mássica de água no feed
• Vazão do produto (concentrado) (desconhecida)
• Fração de sólidos no produto
• Fração de água no produto
• Vazão de vapor (desconhecida, mas só é água)
Regra geral de qualquer balanço em regime estacionário:

Passo 3

Vamos ao balanço de sólidos (o vapor não leva sólidos, então só aparece no produto):
Sólidos entrando = sólidos saindo no concentrado
F cdot xs = P cdot ys
Substitui:
1000 times 0,12 = P times 0,40
120 = 0,40,P
P = 1200,40 = 300 kg/h

Passo 4

Agora faz o balanço geral de massa (entrada = produto + vapor):
F = P + V
1000 = 300 + V
V = 1000 - 300 = 700 kg/h

Resposta

Suco concentrado: 300 kg/h
Vapor (água): 700 kg/h

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