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.

Fabricação de tijolos

O tijolo (do espanhol tejuelo, diminutivo de tejo - caco de telha) é um produto cerâmico, avermelhado, geralmente em forma de paralelepípedo e amplamente usado na construção civil, seja em empreendimentos populares ou de alto padrão (especialmente no Brasil, onde a racionalização da construção não se encontra em estado avançado). É considerado um dos principais materiais construtivos, assim como a alvenaria de tijolos é uma das técnicas mais difundidas na construção popular.
O tijolo passa por vários processos antes de chegar na parte da secagem.


Tipo de secador e sua temperatura


O consumo de energia é entre 426 e 258 Kcal/kg (1780 a 1080 kJ/kg), sendo o último valor relativo a um forno túnel, com temperatura de queima de 750ºC. Por sua vez, Facincani (1992), apresenta uma ampla faixa de 300 a 800 kcal/kg (1256 a 3349 kJ/kg), incluindo o consumo de energia para a secagem do material. Esta associação queima-secagem é bastante pertinente, pois se torna interessante aproveitar o calor recuperado do material no processo de resfriamento dentro do forno túnel, evitando-se a necessidade de uma nova fonte de calor para o secador. Dados da equipe de autores do presente artigo (Nicolau etal, 2002), indicam um consumo de 1975 kcal/kg para o consumo de óleo combustível e de 1730 kcal/kg para o consumo de gás natural em um mesmo forno intermitente, que sofreu conversão. Este consumo elevado deve-se à elevada temperatura de queima, 1100 ºC, ao tempo de glasura do material e às enormes perdas inerentes ao processo.

Curiosidade sobre Destilação

Por que é adicionado as bolinhas de vidro no balão durante a destilação?

Uma coluna de fracionamento permite a passagem dos vapores do líquido mais volátil, com menor ponto de ebulição. Como a coluna é preenchida com grãos de vidro, esses obstáculos bloqueiam os vapores do líquido menos volátil, que condensam na própria coluna e retornam para o balão. Também serve para evitar a ebulição tumutuosa.

Secagem

Esta entre as operações mais usuais na indústria química. Que esta destinada à remoção de um líquido agregado a um sólido para uma fase gasosa através de vaporização térmica, e tem como finalidade reduzir o teor de umidade do produto a nível adequado à sua estocagem por um período prolongado, mantendo ao máximo a sua qualidade. Existe 2 classificações para os secadores: o direto e o indireto. Existe diversos tipos de secadores e um dos mais importantes é o secador rotativo.

O secador rotativo é constituído por um cilindro que gira mediante suportes apropriados, usualmente um pouco inclinado em relação à horizontal. Os sólidos da alimentação entram por uma extremidade, de onde saem como produto acabado. Os gases de saída são descarregados, em geral, num equipamento de eliminação de poeira e fumaça para evitar a contaminação da atmosfera.
As fontes de calor podem ser múltiplas: queimadores para biomassa, biocombustíveis, resistências elétricas, carvão mineral, coque, mas as condições operacionais ideais de um secador rotativo são sempre a utilização dele mediante um ciclo combinado com a cogeração energética, para reduzir drasticamente os custos energéticos; onde existir um grupo eletrogêneo, por exemplo, é possível enviar os gases de descarga para câmara de mistura instalada antes do secador, obtendo assim uma significativa economia de energia.
O sistema de secagem de cilindro giratório consiste principalmente no secador, fornalha hot-air, exaustor, coletor do ciclone da eficiência elevada, ventilador do dinamitador, secador encapsulated do alimentador do raspador é consiste principalmente no corpo giratório, placa de alimentação da matéria- prima, condução e dispositivo de apoio, etc. A especificação é ajustável [(1.5m-5.2m) ×L m], capacidade é 10t/h-500t/h.


SECAGEM DO CARVÃO


A Fornalha é alimentada por finos de carvão para dar a temperatura necessária para secagem de carvão, que varia de 800ºC á 950ºC. A fornalha fica próxima do secador, de onde parte uma tubulação conduzindo a caloria até o cilindro giratório do secador. O carvão é colocado dentro de um silo, e por baixo dele existe um alimentador que determina a quantidade de material despejado na correia que é controlado por “red” no painel do secador. Dependendo da umidade do carvão ajusta-se os “reds”, quanto mais úmidade menos “red”, quanto menos umidade mais “red”.Os “reds” controlam a velocidade do alimentador. Depois de passar pelo alimentador o carvão é transportado através de correias até o cilindro giratório onde é feita a secagem, no painel é controlado a temperatura que varia de 250ºC a 300ºC. Saindo do cilindro giratório o carvão cai encima de outra correia onde o operador do painel verifica visualmente se o material esta úmido ou seco, se o material cair com fumaça (vapor) o operador tem que baixar o reds para melhorar a secagem. Depois de passar por todo esse processo o próximo passo é a moagem.