Balano de massa
O que ?
Quais seus objetivos?
Como pode ser til para a rea ambiental?
Qual sua relao com a contabilidade administrativa de uma empresa?
Balano de massa
SISTEMA
Vazes de entrada
Vazes de sada
Balano de massa
(J. Mendo Consultoria)
O fluxo total de materiais ligados minerao e transformao mineral
estimado em mais de 1,7 bi de t
(J. Mendo Consultoria)
Balano de massa
Fluxo global das principais substncias minerais (J. Mendo Consultoria)
ROM minrio usado somente nas usinas de beneficiamento Estril material acumulado na mina que pode ser aproveitado futuramente
Balano de massa
Inventrio de minrios para indstria de eletro-eletrnicos (J. Mendo Consultoria)
Balano de massa
Balano de massa
Balano de massa
Auxlio para o levantamento do inventrio de resduos e matrias-primas
utilizadas
Balano de massa
Conceitos
Balano de massa equao da conservao de massa Balano por componente balano material de uma dada substncia qumica no sistema
Condio inicial quantidade de massa ou moles do processo no incio Condio final quantidade de massa ou moles do processo no final Gerao quantidade (em massa ou moles) de uma dada substncia gerada no sistema
Consumo quantidade (em massa ou moles) consumida no sistema Entrada - ?
Sada - ?
Processo em batelada - ?
Processo em semi-batelada - ?
Processo contnuo - ?
Regime de processo permanente - ?
Regime de processo transiente - ?
Volume de controle (envoltria) - ? Frao x razo - ?
Vazo - ?
Balano de massa
Razo em massa Fi = (massa do componente i)/massa do componente base
Razo em quantidade
de matria
Xi = (quantidade de matria do componente i)/quantidade de matria do
componente base
Suponha uma mistura composta de 3 componentes a, b e c, com as respectivas
quantidades de matria: 10, 20 e 50 kmol. Expresse a razo molar de cada
componente em relao a c
Qual ser a correspondente frao em quantidade de matria?
Balano de massa
Teores expressos em ppm, ppb e ppt
Tipo de frao Unidades equivalentea
ppm ppb ppt
Massa
mg/kg m/kg ng/kg
Volume
cm3/m3 mm3/m3 mm3/km3
Quantidade de matria
mmol/kmol mmol/Mmol nmol/kmol
Balano de massa
Exemplo 1
Para uma mistura gasosa contendo 68% de CH4, 20,80% de C2H6 e 11,20% de
C3H8, calcule:
-A massa molar mdia
-A massa especfica mdia em kg/m3 (nas CNTP)
-A composio mssica
-A vazo molar e a vazo mssica da mistura,se a vazo volumtrica de 1250
m3/h medida nas CNTP
Nas CNTP:
P = 101,325 kPa
T = 273,15 K
Vm = 22,71 m3/kmol
Balano de massa
Fluxo de material
-Volumtrico
-Mssico
- Molar
Fluxo
Taxa ou vazo por rea transversal
Fluxo volumtrico
(m3/s)/m2
Fluxo mssico
(kg/s)/m2
Fluxo molar
(kmol/s)/m2
Balano de massa
Exerccios
1. gua escoa a 20C em uma tubulao com vazo volumtrica de 100 m3/h.
Calcule suas vazes mssica e molar
Admita que densidade da gua seja de 998 kg/m3
2. Considerando que a rea transversal da tubulao seja de 0,020 m2,
determine os fluxos volumtrico, mssico e molar da corrente em questo
3. Para determinar a carga trmica de um forno rotativo empregado no processo
de preparo de catalisadores, tem-se:
Determine as dimenses do coeficiente de transferncia de calor, h. Qual seria
sua unidade no SI?
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Exemplo 2
Considere o seguinte processo industrial para concentrao de Fe...
Determine a vazo do rejeito, seu teor de umidade e a concentrao de Fe
emitido.
De acordo com a legislao ambiental vigente no Estado do Rio de Janeiro, verifique se, em termos de
concentrao, o elfuente estaria em condies de ser lanado no corpo receptor, assumindo que o
mesmo seja composto de somente gua e Fe.
Resposta:
15 t/h
15% de umidade
27% de Fe
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Exerccio 4
Um determinado slido contendo 20,0% em massa de gua necessita ser seco
para produzir um slido que contenha 4,0% em massa de gua. Calcule a % de
remoo de gua do slido original. Represente por diagrama de blocos o
processo
Exerccio 5
Para produo de papel de embalagem emprega-se, em um dado estgio, uma
soluo de celulose com 5,2% em peso de celulose em gua. Quantos kg de
soluo 1,2% so necessrios para diluir 100,0 kg de soluo 5,2% para 4,2%?
Exerccio 6
Para produo de um novo compsito, deseja-se secar 100,0 kg/h de um vegetal
contendo 85,0% de umidade em um secador, no qual entra ar quente com umidade
de 0,010 kg de gua / kg ar seco, saindo do secador com umidade de 0,040 kg
H2O / kg ar seco. A vazo do ar seco 2500,0 kg/h.
- Determine a produo horria de produto seco
- A umidade do produto seco
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Exerccio 7
Para o preparo de uma determinada resina termoplstica a ser empregada para
fabricao de embalagens para a indstria de lubrificantes, necessrio utilizar
uma mistura de solventes com a concentrao indicada abaixo. Sabendo que a
unidade alimentada por uma mistura-padro vinda de outra empresa, calcule o
que pedido
Balano de massa
Exerccio 8
Em uma dada unidade de tratamento de osmose reversa, a ser empregada para
alimentar o sistema de dilvio da rea de armazenamento de particulados de
uma mineradora, conhecem-se os seguintes dados:
(1) gua do mar 1000 kg/h (sal = 3,05% em peso)
(2) Sal = 4% (em peso)
(3) gua tratada/ sal = 500 ppm
(5) Reciclo
(6) Salmoura / sal = 5,20% (em peso)
Considerar que (4), (5) e (6) tenham a mesma composio mssica
Balano de massa
Balano de massa
Esboce a unidade em questo, identificando as correntes de entrada e sada, bem como
sua composio, nas situaes em que for possvel
Balano de massa
Exerccio 9
Em um laboratrio de desenvolvimento de materiais polimricos, necessita-se
de uma soluo metanol-gua. Considere que duas dessas misturas esto
contidas em recipientes diferentes. A primeira contm 40% de metanol (p/p) e,
a segunda, 70%. Se 200 g da primeira mistura combinada com 150 g da
segunda, qual a composio mssica do produto?
R.: 165 g de gua
Balano de massa
Exerccio 10
Para avaliar a biodegradabilidade de uma resina termoplstica, procedeu-se a
um ensaio em laboratrio em que uma cmara contendo o material polimrico
juntamente com a cultura microrgnica, deveria ser alimentada por trs
correntes a saber:
-gua (20 cm3/min)
- Ar (21% em mol de O2)
- Oxignio puro, com vazo molar sendo 1/5 da corrente de ar
A corrente de sada contm 1,5% mol de gua. Esboce o fluxograma de
processos e determine todas as variveis desconhecidas.
Elementary Principles of Chemical Process (Richard Felder, 2005)
Balano de massa
Exerccio 11
Balano de massa
Exerccio 12
Determine as composies e as vazes das correntes 1, 2, 3
Elementary Principles of Chemical Process (Richard Felder, 2005)
Balano de massa
Exerccio 12
Balano de massa
Exerccio 13
(Elementary Principles of Chemical Process - Richard Felder, 2005)
Balano de massa
Exerccio 13
(Elementary Principles of Chemical Process - Richard Felder, 2005)