Uma indústria química opera um processo no qual uma corrente de alimentação de 500 kg / h contendo 30 % de soluto A e 70 % de solvente B entra em um reator. Do reator saem duas correntes. Uma contendo 80 % do soluto A, e a outra (do produto final) o restante do soluto A e o solvente B. Sabendo que a primeira corrente contém apenas o soluto A que todo o solvente B sai na corrente de produto final, determine:
a) A vazão mássica da primeira corrente.
b) A vazão mássica do produto final.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado diz que a gente tem uma alimentação de 500 kg/h com 30 % de soluto A e 70 % de solvente B. Do reator saem duas correntes:
  • A corrente 1 retira 80 % de todo o soluto A (e não leva nada de B).
  • A corrente 2 (produto final) leva o resto do A e todo o B.
Conteúdo: balanço de massa total e balanço de massa do componente A.
O que vamos usar:
  1. Conservação de massa total (entrada = saídas).
  2. Conservação de massa de A (entrada de A = saídas de A).

Passo 2

Primeiro, calculamos a massa de A e B que entram:
Massa de A na alimentação:
mA,in = 0,30 times 500 = 150;kg/h
Massa de B na alimentação:
mB,in = 0,70 times 500 = 350;kg/h

Passo 3

A corrente 1 retira 80 % de todo o soluto A e não carrega B. Então:
mA,1 = 0,80 times mA,in = 0,80 times 150 = 120;kg/h,
e
mB,1 = 0
Como essa corrente é só A, a vazão mássica da corrente 1 é
m1 = mA,1 + mB,1 = 120 + 0 = 120;kg/h

Passo 4

Tudo que sobrou de A (20 %) e todo o B vão para a corrente 2.
Massa de A na corrente 2:
mA,2 = mA,in - mA,1 = 150 - 120 = 30;kg/h
Massa de B na corrente 2:
mB,2 = mB,in = 350;kg/h
Logo, a vazão mássica da corrente 2 é
m2 = mA,2 + mB,2 = 30 + 350 = 380;kg/h

Resposta

a) Vazão mássica da corrente 1: 120 kg/h
b) Vazão mássica da corrente 2: 380 kg/h

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