Cân bằng vật liệu của quá trình chiết cũng chính là phương trình cân bằng vật liệu chung của quá trình chuyển khối ở dạng vi phân hay tích phân. Trường hợp dung môi đầu L, dung môi thứ G hòa tan một phần vào nhau thì giá trị của chúng không phải là hằng số theo chiều cao của thiết bị. Do đó tỷ số G/L là đại lượng biến đổi, tức là đường nồng độ làm việc của quá trình chiết lỏng – lỏng trong hệ tọa độ Đề-các là đường cong.
Phương trình cân bằng vật liệu trong trường hợp này có dạng:
F + S = R + E = N
Từ đồ thị hình 3.6 ta thấy rằng phương trình cân bằng vật liệu 3.6 có thể xem như quá trình trộn lẫn hỗn hợp đầu F với dung môi thứ có thành phần ở S (hình 3.6) được một hỗn hợp ở N. Hỗn hợp có thành phần ở N không hòa tan vào nhau và phân thành hai lớp: raphinat R và dung dịch chiết E ở trạng thái cân bằng.
Từ hình 3.6 theo quy tắc đòn bẩy ta có: Với F – khối lượng của hỗn hợp đầu gồm dung môi đầu L và cấu tử phân bố M), kg/h;
S – khối lượng của hỗn hợp
dung môi thứ (gồm chủ yếu là dung môi thứ G có hòa tan một ít cấu tử phân bố M và dung môi đầu L), kg/h;
E, R – khối lượng của pha trích
và pha raphinat (phân lớp không hòa
tan vào nhau), kg/h. Hình 3.6. Biểu diễn phương trình cân bằng vật liệu (3.6)
Tương tự đối với raphinat R và dung dịch trích E:
Trong đó , , , – các đoạn thẳng đo được trên hình 3.6 cùng thứ nguyên chiều dài.