Massbalansen

Massbalansen är en grundläggande princip inom kemi, processteknik och miljövetenskap som beskriver hur materia fördelas i ett system över tid. Den säger att den totala massan som tillförs systemet minus massan som lämnar systemet motsvarar förändringen av den lagrade massan. Formellt kan man skriva ΔM/Δt = Σm_in − Σm_ut, där M är den massan som är lagrad i systemet vid tiden t. Vid steady state är ΔM/Δt = 0 och in- och utflödena balanserar varandra.

Tillämpningar av massbalans omfattar vatten- och avloppshantering, närings- och kolbudgetar i ekosystem, processindustri, emissionsinventeringar samt livscykelanalys. Massbalans används också i geologiska och geokemiska studier där olika faser och reaktioner måste beaktas.

Så görs en massbalans: definiera systemgränsen och vilka massor som lagras (M) respektive flöden (m_in, m_ut) som påverkar systemet. Samla relevanta data, bestäm enhetskonventioner och formulera balansekvationerna. Bestäm om analysen är steady state eller transientsak, där ΔM/Δt inte är noll och tidsberoende differentialekvationer används.

Exempel: Ett tank har inflöde 2 kg/s och utflöde 1,5 kg/s. Den lagrade massan ökar med 0,5 kg/s (ΔM/Δt = 0,5 kg/s). Om inflödet ändras till 1,5 kg/s och utflödet till 2 kg/s, minskar den lagrade massan med 0,5 kg/s. Massbalans ligger till grund för miljöanalyser, processdesign och hållbara resursflöden.