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Q3877533 Engenharia Química e Química Industrial
Uma comunidade ribeirinha da Amazônia utiliza um sistema de osmose reversa para dessalinizar água de rio, tornando-a potável. O sistema opera em regime permanente, com uma alimentação de 1000 kg/h de água contendo 0,5% de sais em massa. A corrente de permeado (água tratada) tem 99,9% de água e a corrente de rejeito (concentrado) contém 2% de sais.

Qual a vazão mássica do permeado, em kg/h?
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A massa de sais contida na corrente a ser tratada será: 1000kg/h*(0,5/100)=5kg/h

Já a massa de água será: 1000kg/h - 5kg/h= 995kg/h

Fazendo o balanço de massa específico para cada um dos componentes: (o índice p é se refere à corrente de permeado e o índice r se refere à corrente de rejeito)

Balanço de massa de água (entra=sai)

995kg/h=mH2O,p+mH2O,r

Balanço de massa para os sais (entra=sai)

5kg/h=msais,p+msais,r

msais,p=5-msais,r

A corrente de permeado contém fração mássica de 99,9% de água, logo:

0,999=mH2O,p/(mH2O,p+msais,p)

mH2O,p=999msais,p (1)

Já a corrente de rejeito contém 2% em massa de sais, dessa forma:

0,02=msais,r/(mH2O,r+msais,r)

mH2O,r=49msais,r (2)

Somando as equações (1) e (2), se obtém:

mH2O,r+mH2O,p=999msais,p+49msais,r (3)

Substituindo as relações obtidas a partir do balanço de massa dos componentes individuais:

995=999(5-msais,r)+49msais,r

msais,r=4,21kg/h

msais,p=5-msais,r=0,79kg/h

Como a solução permeado possui 0,999 em teor de água, a fração mássica de sais será 0,001, então:

0,001=msais,p/(msais,p+mH2O,p)

0,001=0,79/(0,79+mH2O,p)

mH2O,p = 789,21 kg/h

E a massa da corrente permeado

mp=msais,p+mH2O,p=789,21kg/h+0,79kg/h = 790 kg/h (aproximadamente 800kg/h)

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