massabalanssien

Massabalanssit ovat konservoinnin periaatteen sovelluksia, joiden avulla voidaan analysoida ja ennustaa massan muutoksia järjestelmissä. Massabalanssi ottaa huomioon tulot, lähdöt sekä mahdolliset järjestelmän sisäiset tuotokset ja häviöt, ja se voidaan laatia kullekin kemialliselle aineelle erikseen. Yleinen muoto on dM/dt = Σtulot − Σlähdöt + Σsisäiset tuotokset − Σsisäiset kulutukset, jossa M on järjestelmän massan määrä.

Järjestelmä määritellään selkeästi: avoin järjestelmä saa massaa ympäristöstä ja menettää massaa ympäristöön, kun taas suljettu järjestelmä ei vaihda massaa rajojen yli. Vakaa tila eli steady state tarkoittaa, että massan muutos on nolla, jolloin tulot ja lähdöt sekä tuotokset ovat tasapainossa. Siirtymätilanteissa massan määrä muuttuu ajan kuluessa, ja ratkaisut voivat vaatia differentiaaliyhtälöitä tai simulaatioita.

Massabalansseja sovelletaan laajasti teollisuudessa ja ympäristötieteissä: kemiallisissa prosesseissa, jätteen- ja vedenkäsittelyssä, elintarviketeollisuudessa sekä ravinteiden kierroissa luonnossa. Käytännössä on tärkeää määritellä järjestelmän rajat, tunnistaa kaikkien tulovirtojen ja lähteiden massat sekä ottaa huomioon reaktiot, haihtuminen ja faasimuutokset, jotka voivat muuttaa massan jakautumista eri faaseihin.