Um produto alimentício tipicamente consiste de
em massa de sólidos dissolvidos, majoritariamente açúcares, em água. Suponha que
da alimentação deste processo é desviada (by-pass) para ser adicionada ao concentrado e que o evaporador é operado para produzir um concentrado contendo
de sólidos dissolvidos, que é depois misturado à corrente desviada para compor o produto final. Se a vazão de alimentação do processo é de
de produto,
a) calcule a vazão de água que precisa ser evaporada.
b) calcule a composição do produto final.
a) calcule a vazão de água que precisa ser evaporada.
b) calcule a composição do produto final.
Passo 1
O enunciado dá uma alimentação de
lbm/h com
em massa de sólidos e
de água. Desvia-se
dessa alimentação (fluxo de by-pass) diretamente para o produto final. Os
restantes vão ao evaporador, que produz um concentrado com
de sólidos em massa, evaporando água para isso. Precisamos usar balanços de massa para (a) a vazão de água evaporada e (b) a composição do produto final (mistura do by-pass com o concentrado).
Passo 2
Dividimos o fluxo de alimentação em by-pass
e alimentação ao evaporador
:
Como ambos mantêm a mesma composição de
de sólidos e
de água, temos
Passo 3
No evaporador, a vazão de sólidos sai igual à entrada, isto é,
lbm/h, e a concentração de sólidos no concentrado
é
. Sejam
e
a vazão de água e o fluxo total do concentrado. Então
Passo 4
A água evaporada
é a diferença entre a água que entra no evaporador e a água no concentrado:
Passo 5
O produto final é a mistura de
e
. Sua vazão total é
Os sólidos totais são
a água total é
Logo as frações em massa no produto final são
Resposta
a) A água evaporada é
lbm/h.
b) O produto final contém de sólidos e
de água.
b) O produto final contém