Uma fábrica de processamento de suco de laranja possui três unidades principais: um extrator, um filtro e um evaporador. A alimentação inicial contém
de laranja, dos quais
são cascas e resíduos sólidos,
são suco e
são impurezas removidas no filtro. No extrator, a corrente de suco e impurezas é separada da corrente de sólidos. O suco passa pelo filtro, que remove as impurezas. Em seguida, o suco filtrado vai para um evaporador, onde
da água presente é removida. Sabendo que o suco tem
de água e
de sólidos solúveis antes da evaporação, determine:
A composição do suco concentrado após a evaporação (fração mássica de sólidos solúveis e água).
A composição do suco concentrado após a evaporação (fração mássica de sólidos solúveis e água).
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que tá rolando.
Você tem 10 000 kg/h de alimentação, com 50 % de cascas (sólidos grossos), 45 % de suco e 5 % de impurezas.
O processo é:
Você tem 10 000 kg/h de alimentação, com 50 % de cascas (sólidos grossos), 45 % de suco e 5 % de impurezas.
O processo é:
- Extrator separa cascas dos líquidos (suco + impurezas).
- Filtro retira as impurezas.
- Evaporador remove 80 % da água do suco.
Conteúdo: balanço de massa e frações mássicas. A gente vai dividir as correntes, calcular quantos kg/h seguem em cada etapa e usar porcentagens pra chegar na composição final.
Passo 2
Primeiro, quanto de suco + impurezas sai do extrator?
E as cascas são os outros 5 000 kg/h, mas a gente não precisa delas pra suco concentrado.
Passo 3
No filtro, tira as impurezas (5 % da alimentação = 500 kg/h):
Então o suco limpo que entra no evaporador é
com 85 % de água e 15 % de sólidos solúveis. Logo:
Passo 4
No evaporador removemos 80 % da água:
Então fica:
Os sólidos continuam com 675 kg/h. A massa total do suco concentrado é
Resposta
Fração mássica de sólidos solúveis:
Fração mássica de água: