Uma planta química utiliza um misturador contínuo para preparar uma solução de limpeza ácida destinada à sanitização

Uma planta química utiliza um misturador contínuo para preparar uma solução de limpeza ácida destinada à sanitização de tubulações. O processo opera em regime permanente e combina duas correntes de entrada para gerar um produto final homogêneo, conforme os dados técnicos a seguir:

- Corrente 1 (Solução Concentrada): vazão mássica de 100 kg/h; concentração de ácido em base mássica de 20%.

- Corrente 2 (Água de Diluição): água pura.

- Corrente 3 (Produto Final): solução de ácido diluído na concentração desejada de 5% em base mássica.

O fluxograma do processo está representado a seguir:

Figura 1 – Diagrama do processo para balanço de massa

Fonte: gerada por Gemini em 26 mar. 2026.

Utilizando os princípios de Balanço Global e Balanço por Componente, realize os seguintes cálculos:

a) Determine a vazão mássica de água, em kg/h, que deve ser adicionada para que a solução final atinja a concentração desejada de 5%.

b) Se a equipe de manutenção solicitar a produção de um lote total de 2.000 kg dessa solução diluída para uma limpeza de grande escala, quanto tempo (em horas) o misturador levará para completar essa tarefa?

c) Mantendo a entrada de 100 kg/h de ácido concentrado e a água em 300 kg/h, qual a concentração de ácido necessária na Corrente 1 para que o produto final saia com concentração final de 10%?