Processos de Extração Líquido-Líquido

Extração líquido-líquido (ELL), também conhecida como extração por solvente e partição, é um método para separar compostos baseado em suas diferentes solubilidades em dois líquidos diferentes imiscíveis, normalmente água e um solvente orgânico. É um processo de separação que objetiva a extração de uma substância de uma fase líquida em outra fase líquida. Extração líquido-líquido é uma técnica básica em laboratórios químicos, onde é realizada usando-se um funil de separação. Este tipo de processo é comumente realizado após uma reação química como parte de work-up (rotina de trabalho em laboratório de química visando isolar e purificar o(s) produto(s) de uma reação química).Em outras palavras, é a separação de uma substância de uma mistura por preferencialmente dissolver esta substância em um solvente adequado. Por este processo, um composto solúvel é normalmente separado de um composto insolúvel. Extração de solvente é utilizado no reprocessamento nuclear, processamento de minérios, a produção de compostos orgânicos finos, o processamento de perfumes e outras indústrias.




Mecanismos da Extração

O mecanismo do processo de extraçao ocorre, basicamente, de acordo com as seguintes etapas:

- mistura ou contato íntimo entre o solvente e a solução a ser tratada. Ao longo desta etapa, ocorrerá a transferência do soluto da solução para a fase solvente;
- a separação entre a fase líquida da solução, denominada de refinado, e a fase líquida solvente, denominada de extrato;
- recuperação do solvente e do soluto.

Para a recuperação do soluto do solvente,é necessário que estes tenham características que permitam a separação dos mesmos através de um simples processo de destilação ou qulaquer outro tipo de separação simples e possivel.
O ciclo da extração é de forma que a massa específica do solvente é menor do que a massa específica da solução, para que seja possível a extração.

Processo de fabricação do açúcar

Após passar pelas etapas de extração e tratamento do caldo, inicia-se o processo de fabricação de açúcar, por meio da concentração do caldo por evaporação da água em processo de múltiplo efeito. O xarope resultante é bombeado para os tachos de cozimento para a cristalização do açúcar.

O cozimento é feito em duas etapas, sendo que na primeira ainda ocorre a evaporação da água do xarope para a cristalização da sacarose (Figura 1). O produto resultante desse cozimento é uma mistura de cristais de sacarose com o licor-mãe (mel).
Na segunda etapa, ocorre o processo de nucleação, em que são produzidos pequenos cristais de tamanho uniforme.


(Figura 1)

A separação dos cristais de sacarose do mel é feita por meio de centrifugação(Figura 2), no qual são obtidos dois produtos: o açúcar e o melaço.


(Figura 2)

O melaço é enviado para a fabricação de álcool, enquanto o açúcar é destinado ao secador para a retirada da umidade contida nos cristais. Após a secagem, o açúcar é levado ao silo para ser ensacado e estocado (Figura 3).


(Figura 3)Estoque de açúcar estocado.

Visita a Portinari

No dia 17 de março de 2010 a Quarta fase do curso Técnico em Química da SATC foram visitar a Cerâmica Portinari.

Trocador de calor compacto

Os trocadores de calor compactos são usados, tipicamente, quando se deseja ter uma grande área de transferência de calor por unidade de volume e pelo menos um dos fluidos é um gás. Um bom exemplo é o radiador do sistema de refrigeração dos motores automotivos. Existem muitas configurações diferentes de tubos e de placas, cujas diferenças se devem principalmente ao modelo e à disposição das aletas. As características da transferência de calor e do escoamento foram determinadas para configurações específicas e se apresentam, nos casos típicos. Os resultados para a transferência de calor estão correlacionados pelo fator j de Colbum e pelo número de Reynolds, com o número de Stanton (St = h/Gcp) e o de Reynolds baseados na velocidade máxima.


Simples e Compacto
Trocador de calor vertical, incorpora em uma única peça todos os trocadores com o separador, proporcionando baixa perda de carga, eliminando vazamentos e economizando energia e espaço.

Moderno e Seguro
O microcontrolador digital monitora as condições vitais de operação do seu equipamento, que podem ser acessadas via porta de comunicação serial instalada RS-232 e a instrumentação fornecida garante uma operação constante, mesmo que ocorra uma variação de fluxo ao longo do dia.

Robusto e Confiável
Não ocorre a oxidação do trocador de calor, pois o mesmo é totalmente de cobre, proporcionando uma vida útil superior aos modelos tradicionais (casco-tubo). A confiabilidade dos secadores está respaldada pela tradicional garantia dos produtos Ingersoll-Rand.

Destilação Fracionada

A destilação fracionada serve para separar uma mistura homogênea composta por dois líquidos, com ponto de ebulição próximo.
O aparato de destilação fracionada é constituído por um balão de vidro com fundo plano, que é aquecido por uma chama. Nesse balão está a mistura homogênea. Na boca do balão está presa uma coluna de fracionamento, com bolinhas de vidro no seu fundo (geralmente). No topo da coluna de fracionamento está um termômetro, e na lateral, há uma saída para um condensador. O condensador é feito por um tubo interior, que será envolvido externamente por água fria. Ao final do condensador está um béquer.


Processo de destilação fracionada


No balão de vidro é colocada a mistura. Ao ser aquecido, a substância de menor ponto de ebulição irá evaporar primeiro, e logo em seguida, a outra substância vai evaporar também. Porém, ao encostar nas bolinhas da coluna de fracionamento, a primeira substância vai condensar, voltando para o balão, e a outra substância continuará subindo, até encontrar o condensador.
O termômetro serve para manter uma temperatura constante, um pouco acima do maior ponto de ebulição. Ao final do processo, o béquer conterá o líquido mais volátil, e o balão de vidro terá o líquido menos volátil.

Destilação Simples

Destilação Simples


A destilação simples serve para a separação de uma mistura homogênea de sólido e líquido, como NaCl e H2O, por exemplo. É importante que os pontos de ebulição das duas substâncias sejam bastante diferentes. A solução é colocada em um balão de destilação, feito de vidro com fundo redondo e plano, que é esquentado por uma chama. A boca do balão é tampada com uma rolha, junto com um termômetro. O balão possui uma saída lateral, inclinada para baixo, na sua parte superior. Nessa saída é acoplado o condensador.
O condensador é formado por um duto interno, onde em volta desse duto passa água fria corrente. Esse duto desemboca em um béquer ou erlenmeyer.


Processo de destilação


A solução no balão é esquentada, até que o líquido com menor ponto de ebulição comece a evaporar. Ao evaporar, ele só tem o condensador como caminho a seguir. As paredes do condensador são frias, pois a sua volta passa água fria. Ao entrar em contato com essas paredes frias, o vapor se condensa, retornando ao estado líquido. Após algum tempo, todo o líquido de menor ponto de ebulição terá passado para o béquer, e sobrará a outra substância, sólida, no balão de vidro.

Torre de destilação

Definição


A destilação fracionada, serve para realizar a separação em uma mistura de produtos, utilizando a propriedade física ponto de ebulição. Ela é um processo de aquecimento, separação e esfriamento dos produtos e é empregada quando a diferença entre os pontos de ebulição dos líquidos da mistura é menor.
Ela é muito comum em refinarias de petróleo, para extrair diversos tipos de compostos, como o asfalto, gasolina, gás de cozinha entre outros. Nestas separações são empregadas colunas de aço de grande diâmetro, compostas de pratos ou de seçoes recheadas. Os internos, sejam pratos, chicanas ou recheios, tem como função colocar as fases vapor e líquido em contato, de modo a que ocorra a transferência de massa entre elas.


Destilação industrial


Destilação é a mais comum tecnologia de separação usada no refino do petróleo, petroquímica, plantas químicas e processamento do gás natural. Na maioria dos casos processo continuo. Novas matérias-primas estão sempre sendo alimentadas na coluna de destilação e produtos estão sempre sendo removidos. A menos que o processo seja perturbado devido a mudanças nas matérias primas, calor, temperatura ambiente, ou condensação, a quantidade de matéria prima a ser adicionada e o volume de produto a ser retirado são normalmente iguais.
A destilação industrial é tipicamente realizada em grandes colunas cilíndricas verticais conhecidas "torres de destilação ou fracionamento" ou "colunas de destilação" com o diâmetro variando entre 65 cm a até 6 metros e altura variando de 6 a 60 metros ou mais. As torres de destilação tem escoadouros de líquidos a intervalos na coluna, os quais permitem a retirada de diferentes frações ou produtos que possuem diferentes ponto de ebulição. Os produtos mais leves (aqueles com pontos de ebulição mais baixo) saem do topo da coluna e os produtos mais pesados (aqueles como o ponto de ebulição mais alto) saem da parte inferior da coluna.
Por exemplo, a destilação fracionada usada nas refinarias de petroleo para separar o óleo cru em diferentes substâncias (ou frações) uteis tendo diferentes hidrocarbonetos de diferentes pontos de ebulição. As frações de óleo cru com maior ponto de ebulição:

• tem mais átomos de carbono;
• tem maior peso molecular;
• são mais escuros;
• são mais viscosos;
• são mais difíceis de se iniciar a combustão.


Diagrama de uma típica torre de destilação industrial


Torres industriais de larga escala usam o refluxo para atingir uma separação mais completa dos produtos. O refluxo refere-se a porção do liquido condensado de uma torre de fracionamento que é retorna para parte superior da torre como mostrado no diagrama esquemático típico de uma torre de destilação industrial de larga escala. Em dentro da torre, o liquido do refluxo descendo prove um resfriamento necessário para condensar o vapor que sobe, desta forma aumentando a eficiência da torre de destilação.
A destilação fracionada é também usada na separação do ar, produzindo oxigênio líquido, nitrogênio líquido. E argônio de alta pureza. A destilação de clorosilano também possibilita a produção de silício de alta pureza usada como um semicondutor.