Aula de Operações Unitárias - Destilação

Operações II -
Destilação
EDNILTON SILVA
E-mail: edniltonsilva@gmail.com

2ª Aula
Destilação (conceitos básicos, tipos de operação).

Conceitos básicos
Operações unitárias: conjuntos de processos de modificação
física. Operações como filtração; classificação, redução de tamanho
(cominuição), fluidização, destilação, lixiviação, adsorção.
Analogamente às operações unitárias, a denominação de
processos unitários, também chamados de converções
químicas foi desenvolvida para se classificar processos onde a
substância processada sofresse algum tipo de modificação química.

Operações Unitárias
Qualquer que seja o processo existirão etapas semelhantes.
As etapas são divididas em três grupos:
1. Etapas de preparação da carga;
2. Unidade de produção reator químico;
3. Purificação.
Operações Unitárias: São operações que envolvem mudanças físicas no
material, independentemente do material que está sendo processado.
 Divisões:
 Mecânico dos fluidos;
 Transmissão de calor;
 Operações de agitação e mistura;
 Operações de separação, e
 Manuseio de sólidos: moagem, peneiramento e fluidização.

Operação contínua e descontínua
Operação contínua:
carga alimentada e produção ininterruptas.
Geralmente processo de grande escala;
Menor perturbação ou parada;
Menor preço unitário do produto;
Regime permanente: As condições do processo não variam
com o tempo.
Operação descontínua (batelada):
ciclos descontínuos de alimentação, processo, descarga.
Produção de pequena escala;
Processo corrosivo;
Regime transiente.

Conceitos básicos
Vazão
Razão entre a quantidade que escoa de uma corrente de fluido e o tempo
gasto.
un : (m³/s), (l/h), (kg/h), (ton/h);
Fluxo: V = Q (m/s) = u (m/s)
A (m²)
Fator de Instrumento: baseiam-se em perda de energia(pressão), ∆P do fluido,
transformação em vazão por meio de equações apropriadas, que geram um
fator: vazão com ∆P do fluido.
s1 V1,Q1
Q = V x S
Q = Vazão
V = Velocidade
S = Área da seção
transversal
s2
V2,Q2
V1 > V2

Configuração de fluxo
Escoamento contracorrente : escoamento em sentido contrário.
Escoamento
Contato de duas correntes de fluido ou através de superfície de contato.
Escoamento Paralelo (cocorrente) : escoamento na mesma direção

Tipos de escoamento:
Regime permanente: Condição no qual o fluido escoa, mantendo-se
constante em relação ao tempo, as seguintes condições: temperatura,
pressão, velocidade e peso específico (e outras).
Fluxo laminar: o fluxo movimenta-se em camadas, sem que haja misturas
das camadas e variação de velocidade (não há deslocamento transversal das
partículas fluidas).
Uma boa aproximação de fluxo laminar em tubulações: fluidos muito
viscosos, a pequenas velocidades e em tubulações de grande diâmetro.
Fluxo turbulento: As partículas se movimentam desordenadamente,
ocupando diferentes posições em sucessivas seções transversais da
tubulação, com velocidades irregulares.
O escoamento dos fluidos na industria são quase sempre turbulentos, em
função das velocidades de escoamento e diâmetros das tubulações utilizadas
Conceitos básicos

Conceitos básicos
Numero de Reynolds (R, Re ou Rd - depende do autor)
Numero que permite caracterizar se o escoamento é laminar ou
turbulento, sendo definido através da seguinte equação:
Re =
V . D

V = Velocidade de escoamento do fluido
D = Diâmetro interno da tubulação
 = Viscosidade cinemática do fluido
Re < 2000 - Regime laminar
2000>Re<4000 - Regime de transição (* 2300 - quase turbulento)
Re > 4000 - Regime turbulento
Re =
. V . D

 = Viscosidade do fluido
 = Massa específica do fluido

Equilíbrio
Sistema está em equilíbrio quando não há tendência de
modificação de estado, ou seja, quando a força motriz da
modificação é zero
As força motrizes pertinentes as operações unitárias são a
diferença de concentração, diferença de temperatura, diferença
de pressão, diferença de densidade.
Ex: Temperatura, concentração etc.

Arraste
Arraste á a força exercida por um fluido em um corpo submerso,
na direção das linhas de escoamento
onde:
FP - força de pressão
ou arraste de forma.
FC - força de cisalhamento
ou arraste pelicular
Linhas de escoamento
do fluido
p
2
D
D
A
ρ
u
F
2
C 
FD - força que atua sobre o sólido;
u - é a velocidade da corrente livre em relação à partícula sólida;
AP - é a área da seção reta do sólido na direção normal ao escoamento;
 - densidade do fluido.
Coeficiente de arraste

Velocidade terminal
onde
FE = Força externa atuante na partícula
Fb = Empuxo
FD= Arraste (Drag Force)
Velocidade terminal ut: ponto em que as forças acelerativas e
resistivas se tornem iguais. A partir desse ponto, a velocidade
não varia mais com o tempo, sendo assim denominada
 
μ
ρ
ρ
18
gD
u P
S
t


S – massa específica do sólido
 - massa específica do fluido
DP – diâmetro da partícula
 - viscosidade do fluido
Lei de Stokes:
Usado para
determinar
viscosidade

Conceitos:
A temperatura na qual a pressão de vapor é igual a pressão atmosférica ou
externa, corresponde ao ponto de ebulição.
Calor sensível é o calor utilizado para elevar a temperatura de um líquido até o
ponto de ebulição, mas a quantidade de calor sensível necessária para o líquido
atingir o ponto de ebulição varia conforme o líquido em questão
Calor latente de vaporização o calor utilizado para vaporizar um líquido, então o
calor removido do vapor quando um gás se transforma em líquido é o calor latente
de condensação.
Calor específico - é a quantidade de calor para elevar a temperatura de um peso
unitário de uma substância por um grau.
DESTILAÇÃO
Calor

32
C
8
,
1
F
67
,
459
F
R
15
,
273
C
K
o
o
o
o






Escalas de temperatura

DESTILAÇÃO
Processo de vaporização da
água
Vaporização da água à pressão de 1 atmosfera
Simul

DESTILAÇÃO
Geração de Vapor
• Processo de vaporização da água
Fonte: <www.geocities.com>

Entalpia
 Entalpia é a grandeza física que descreve a energia interna total de um
sistema. No SIU, a unidade da entalpia é o Joule por mol.
 onde U é a energia interna do sistema e PV é o produto da pressão pelo
volume.
 Expressar o conteúdo calorífico de uma substância química.
Quantidade de calor armazenada por uma substância.
Energia térmica total contida numa unidade de massa:
Kcal/kg e Btu/Ib.
H = U + PV

 Calcule a ∆U e ∆H para 1kg de água, quando ele é
vaporizado na temperatura const. de 100°C numa
pressão de 101,33kPa. Nessas condições os volumes
específicos da água são de 0,00104 e 1,673 m³.kg-¹.
Para essa transformação 2.256,9 kJ de colar é
adicionada à água.
1. W = -P∆V
2. ∆U = Q + W
3. ∆H = ∆U + P∆V = (kJ).
Entalpia

3ª Aula
Aplicação de exercício de fixação;
Balanço de massa

Conceito de Destilação:
Usada para separar uma mistura em duas outras misturas,
utilizando calor como agente de separação, Brasil (2004).
Operação unitária mais utilizada na indústria química em processo
de separação;
Baseada na diferença de volatilidade;
É um processo industrial final cujo objetivo é separar duas ou
mais substâncias presentes em uma mistura líquida ou gasosa pela
aplicação ou remoção de calor.
DESTILAÇÃO

Processos de separação por equilíbrio
DESTILAÇÃO

DESTILAÇÃO
Para proceder a separação utiliza-se o equipamento industrial denominado de
COLUNAS DE DESTlLAÇÃO.
CASCO
PRATOS / BANDEJAS
CONDENSADOR
VASO DE
REFLUXO
REFERVEDOR
OU REBOILER

DESTILAÇÃO
COLUNAS DE DESTlLAÇÃO.

Fonte: http://vega.eq.uc.pt
Coluna de Destilação
Fonte: www.poli.usp.br

A destilação fracionada é útil
para separar uma mistura de
substâncias com diferenças
pequenas em seus pontos de
ebulição sendo uma etapa
muito importante no processo
de refino.
Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br

É extremamente comum no processamento químico das industrias a necessidade
de separação de componentes em misturas homogêneas ou heterogêneas. O
processo de separação escolhido depende das propriedades físicas e químicas.
A atratividade de um determinado processo de separação é determinada em função
das exigências de energia, da integração das etapas do processo, dos materiais de
construção e do processo
DESTILAÇÃO
A destilação é normalmente o o mais barato e o melhor método para realizar uma
determinada separação de uma mistura de líquidos, exceto quando:
•A diferença entre as volatilidades relativas entre os componentes é muito pequena
(grandes equipamentos e alto custo);
•Pequena quantidade do componente pesado (alto ponto de ebulição) a ser
recuperado na mistura (carga). Neste caso implicaria na vaporização de
praticamente toda a carga para recuperação de pequena quantidade;
•Presença de componentes termicamente instáveis (degrada com temperaturas
altas), mesmo com processamento sob vácuo;
•A mistura é extremamente corrosiva ou altamente suja. A destilação emprega
estruturas no interior dos equipamentos para promover o contato líquido-vapor, que
podem ser atacadas por corrosão ou impregnadas por sujeira

MÉTODOS DE SEPARAÇÃO
Classificação dos métodos de separação:
Método de Separação Mecânica: o equipamento utilizado de acordo com o tipo de
mistura, faz a separação, as vezes, precisa-se impor determinadas condições para a
separação acontecer melhor tais como aumentar a pressão ou temperatura da mistura.
Os exemplos mais comuns desse tipo de método são: a filtração, a secagem, a
peneiração, etc.
Método de Separação por Equilíbrio de Fase: nesse caso para que aconteça a
separação é necessário que adicionamos à mistura um agente de separação que pode ser
matéria ou energia. A adição do agente de separação faz com seja criada uma segunda
fase, e esta nova fase com a inicial entram são colocadas em contato contínuo
possibilitando a transferência das substâncias através das fases, e obtendo-se com isto
uma separação entre as substâncias, como exemplos mais comuns desse tipo de
separação temos: a destilação, a extração, a absorção, etc..
DESTILAÇÃO

Métodos de Separação por equilíbrio de fase:
 Destilação:
O processo de separação mais amplamente usado na indústria química é a
destilação. Esta operação é também denominada fracionamento ou destilação
fracionada. O agente de separação deste método é o calor. Este método de separação
está baseado nas diferenças do ponto de ebulição de cada componente da mistura, ou
seja, a facilidade maior ou menor de cada componente de se tornar vapor.
No caso da separação de uma substância presente em uma mistura líquida composta
de várias substâncias, só será possível se esta apresentar um ponto de ebulição diferente
das outras substâncias presentes.
A separação dos constituintes da mistura está baseada nas diferenças de
volatilidade.
Na destilação uma fase vapor entra em contato com uma fase líquida e há uma
transferência de massa entre as fases. O efeito final deste contato é o aumento da
concentração do componente mais volátil no vapoe e do componente menos volátil no
líquido.
DESTILAÇÃO

DESTILAÇÃO
A destilação é amplamente usada para separar as misturas líquidas em componentes
mais ou menos puros. Em virtude da destilação envolver a vaporização e a condensação
das fases, são necessárias grandes quantidades de energia.
Uma grande vantagem da destilação está em que não se precisa adicionar nenhuma
substância para efetivar a separação, muitos outros processos de separação requerem a
adição de outro componente que deverá ser removido, numa etapa posterior o processo
separativo.
As aplicações da destilação tem a mais ampla diversidade:
O petróleo cru é separado inicialmente em diversas frações (como os gases leves, a
nafta, a gasolina, o querosene, os óleos combustíveis, os olhos lubrificantes e o asfalto)
e grandes colunas de destilação, estas frações são processadas posteriormente em
produtos acabados e a destilação é frequentemente utilizada nas etapas intermediárias
da obtenção desses produtos finais.
A destilação industrial nrmalmente é realizada em equipamentos multiestágios,
através da utilização de equipamentos de contato contínuo.

Ponto de bolha e ponto de orvalho
Ponto de bolha é a temperatura onde principia a vaporização de
um líquido e ponto de orvalho é a temperatura onde principia a
condensação do vapor.
Em um líquido puro, o ponto de bolha e o ponto de orvalho
coincidem com o ponto de ebulição, porém, em uma mistura de
líquidos, o ponto de orvalho e o ponto de bolha variam de
acordo com a composição da solução.
Pressão de Vapor
Tanto a vaporização do líquido como a condensação do vapor,
realizadas à pressão e temperatura constantes, são processos
em equilíbrio , Brasil (2004).
Conceitos básicos
DESTILAÇÃO

DESTILAÇÃO
Pressão de Vapor:
É o equilíbrio entre a vaporização do líquido e a condensação do vapor,
realizados a pressão e temperatura constantes, Nilo Índio (2004).
Fonte: <http://fisica.ufpr.br
>

Conceitos básicos
Volatilidade: A volatilidade de uma substância é a tendência que
uma substância tem em passar da fase líquida para a fase vapor. É
medida em função de pressão de vapor para uma determinada
temperatura.
Volatilidade relativa: relação entre volatilidades
B
A
AB
P
P
=
α
B
B
A
A
B
A
AB
x
y
x
y
P
P
= =
α
Considerando-se válida a Lei de Raoult:
yA: fração molar do componente A na fase gasosa
xA fração molar do componente A na fase líquida
yB: fração molar do componente B na fase gasosa
xB: fração molar do componente B na fase líquida
αAB > 1 A é mais volátil
αAB < 1 B é mais volátil
DESTILAÇÃO

Se o valor da volatilidade relativa é alto, indica a tendência de um dos
componentes em vaporizar mais facilmente em relação ao outro
(componente mais volátil), indicando que o método da destilação é
indicado para realizar a separação.
Por outro lado, se a volatilidade relativa for pouco maior que 1, indica
dificuldade de separação por destilação.
Volatilidade relativa ij =1, é impossível a separação por destilação.
Volatilidade relativa:
A volatilidade relativa entre dois componentes i e j é definido como:
ij =
Ki
Kj
DESTILAÇÃO

Equilíbrio de fases: Equilíbrio líquido-vapor
As operações de destilação industriais ocorrem em estágios, nos quais as
correntes de líquido e vapor entram em contato para produzirem duas
outras correntes cujas composições diferem da original. Nas operações
ideais os diversos estágios são teóricos ou de equilíbrio.
As composições das duas fases (L e V) estão relacionadas entre si através
da relação de equilíbrio entre elas
Constante de equilíbrio (K) e volatilidade relativa:
Ki =
Fração molar do componente i na fase vapor
Fração molar do componente i na fase líquido
A constante de equilíbrio (K) mede a tendência do componente i em se
vaporizar. Se o valor de K é alto, o componente tende a se concentrar na
fase vapor. Se K é baixo este componente tende a se concentrar na fase
líquida. Se K=1, este componente i se distribuirá igualmente nas fases
líquida e vapor.
K depende da pressão, temperatura e da composição da mistura.
Fonte: Prof. Murilo Amurim

DESTILAÇÃO
Esta equação representa a fração molar do componente mais volátil na fase vapor,
em função da fração molar na fase líquida e da volatilidade relativa. Esta equação é
plotada na figura abaixo, chamada diagrama x-y
1,2 = =
K1
K2
y1(1 – x1)
x1(1 – y1)
y1 = 1,2 x1
1 + (1,2 – 1)x1
x1
x, fração molar no líquido
y,
fração
molar
no
vapor
y1
y1=x1
=5
=3
Curva de equilíbrio

Operações Unitárias - Processos de separação / destilação
Sistemas ideais e não ideais:
Sistemas ideais são aqueles em que o vapor obedece a lei do gás ideal e o líquido
obedece a lei de Raoult.
O gás ideal obedece a lei de Dalton: pi = yiP
Para uma solução ideal (líquido), a lei de Raoult: pi = xipoi
pi – pressão parcial do componente i na solução
poi – pressão de vapor do componente puro
xi - fração molar de i no líquido
Ki = =
yi
xi
poi
P
Das equações acima e da definição de K:
DESTILAÇÃO
Ex pg 50

Diagramas de fase:
Diagrama “Temperatura – composição” ( T-x )
Fração molar, x ou y
T1
Y1 ou x1
D
B
T2
T
.
.
.
.
.
A
C
E
L
V
A - Líquido
B – Ponto de bolha (buble point)
C – Líquido + vapor
D – Ponto de orvalho (dew point)
xc yc
E – Vapor
Azeótropos
Fração molar, x ou y
T1
Y1 ou x1
D
B
T2
T
.
.
.
.
.
A
C
E
L
V
xc yc
DESTILAÇÃO

4ª Aula
Aplicação de exercício de fixação;
Balanço de massa

DESTILAÇÃO
Processo de Destilação
Podem ser classificados como:
Tipo de Operação
Característica do equipamento
Agentes de separação

Tipo de Operação:
Processo de destilação contínua
Processo de destilação em batelada
Característica do Equipamento
Flash
Destilação fracionada
Agentes de Separação
Destilação simples
Destilação extrativa
Destilação azeotrópica
DESTILAÇÃO

DESTILAÇÃO
Aspectos importantes na Destilação
Tipos de Coluna quanto ao Dispositivo de Contato Líquido/Vapor:
Colunas de Recheio
Colunas de Pratos
1. Tipos de Escoamento:
Bandejas com escoamento cruzado
Bandejas com escoamento em contra corrente
2. Tipos de Pratos:
Pratos com borbulhadores
Pratos Valvulados
Pratos perfurados.

DESTILAÇÃO
Características dos Principais Pratos:
Tipo Capacidade Eficiência Custo flexibilidade
Perfurados
Média-alta;
usualmente >
borbulhadores
Alta, tão boa
ou melhor que
a de
borbulhadores
Baixos Média
Borbulhadores Baixa – média Média – alta
Alto,
aprox. o 2
X maior
que o
perfurado
Média
Valvulados
Média – alta, tão
boa quanto a do
perfurado
Alta, tão boa
quanto a do
perfurado
Médio –
10% a
20% >
Perf
Média – alta.

DESTILAÇÃO
Pratos e Condições:
Condições Pratos
Perfurados/valvulados Com borbulhadores
Pressão moderada O melhor Usualmente aplicável
Alta pressão O melhor Usualmente aplicável
Alta flexibilidade Usualmente aplicável O melhor
Baixa vazão de líquido Uso com cuidado O melhor
Alta vazão de líquido Usualmente aplicável Uso com cuidado
Sistema com espumas Usualmente aplicável Uso com cuidado
Sistemas com sólidos Usualmente aplicável Uso com cuidado
Sistemas com retiradas laterais Muito bom Muito bom
Sistemas corrosivos Usualmente aplicável Uso com cuidado
Pequeno diâmetro da coluna Uso com cuidado Uso com cuidado
Grande diâmetro da coluna O melhor Usualmente aplicável
Líquido viscoso Usualmente aplicável Uso com cuidado
Baixa perda de carga Uso com cuidado Não use
Baixo custo Usualmente aplicável Uso com cuidado

Destilação
•Tipos: Simples: um estágios
Fracionada: vários estágios.
Destilação Simples
Consiste basicamente na vaporização de líquidos
Destilação Flash
Ocorre em único estágio;
Destilação ocorre mediante a um pré-aquecimento da mistura;
Válvula redutora de pressão.
DESTILAÇÃO

Destilação simples
F
D
W
aquecimento
DESTILAÇÃO

Destilação FLASH
Fonte: http://vega.eq.uc.pt

Conceitos de destilação:
Stripping (esgotamento), retificação e fracionamento completo:
L1 V2
2
1
3
1
2
3
L2 V3
V1 (produto vapor)
V1 (produto vapor)
V3
L2
L1
V2
F
carga
F
carga
Seção de
retificação
3
F
carga
L3 (Produto líquido)
2
1
L2
V3
aquecimento
L2 V3
3
2
V1 (produto vapor)
F
carga
1
L1 (produto líquido)
Seção de
esgotamento
Resfriamento
L1
L1
V1 (produto vapor)
V1 (produto vapor)
DESTILAÇÃO

Conceitos de destilação:
Stripping (esgotamento), retificação e fracionamento completo:
1
2
3
L3 V4
V1 (produto vapor topo)
V3
L2
L1
V2
F
carga
Seção de retificação
5
L5 (Prod líquido fundo)
4
L4
V5
aquecimento
L2 V3
3
2
V1 (produto vapor topo)
1
L1 (produto líquido topo)
Seção de esgotamento
F
carga
resfriamento
L3
V4
L1 (produto líquido
topo)
4
5
L1
L4 V5 V5

Destilação Fracionada com Refluxo
Aumenta e eficiência a medida que destila varias vezes cada fração;
Processo mais usado na indústria;
Separação de multicomponentes;
Cortes:
Retirada de frações em determinada altura da coluna de destilação

Destilação
Fracionada
com Refluxo
DESTILAÇÃO

Pratos:
Promover maior contato entre o vapor
ascendente e o líquido que desce pela ação
da gravidade.
Pratos com borbulhadores
Formação de pequenas bolhas pelo gás
ascendente
Impede a passagem do líquido pelas
aberturas em caso de baixa velocidade do
gás.
Pratos perfurados
Consiste numa chapa metálica perfurada;
São mais populares: simples e de baixo custo;
Não controla a taxa de velocidade de escoamento.
Fonte: www.poli.usp.br
DESTILAÇÃO

DESTILAÇÃO
Estágio - pode ser definido como uma unidade de equipamento onde
entram em contato íntimo duas fases diferentes, que são depois separadas
mecanicamente.
Por meio dos contatos e separações sucessivos das fases diferentes (operação
em vários estágios), são possíveis grandes modificações nas composições das
fases;
Num estágio de equilíbrio as duas fases ficam bem misturadas durante um
intervalo de tempo suficiente para que se estabeleça o equilíbrio termodinâmico
entre as fases que efluem do estágio;
Em virtude de o estágio de equilíbrio proporcionar a maior modificação possível
a composição, para um conjunto de condições operacionais, ele é também
denominado estágio ideal ou teórico.
O cálculo das características do equipamento para as operações industriais em
vários estágios envolve a determinação do número de estágios de equilíbrio
seguido pela utilização da eficiência de estágio para se ter o numero real de
estágios necessários.

Equipamento para operações em estágios
O equipamento para as operações em estágios tem grande diversidade de
dimensões e de detalhes de construção, mas apresenta também grandes
semelhanças;
Em geral cada estágio do equipamento mistura completamente as duas fases
afluentes, de maneira completa, de modo que o material possa ser transferido tão
rapidamente quanto possível de uma para a outra fase.
Cada estágio deve então separar as duas fases resultantes, da forma mais completa
nas dadas circunstâncias, e transportá-Ias para os estágios adjacentes.
Podem ser em único estágio ou vários estágios;
DESTILAÇÃO

DESTILAÇÃO
Contato gás-liquido
A grande diferença de densidade entre os gases e os líquidos faz com que a
separação das fases seja relativamente fácil. As duas fases podem ser misturadas
pelo borbuIhamento ascendente do gás no líquido.
As bolhas de gás separam-se do líquido, formando uma fase contínua gasosa,
quando atingem a superfície da fase líquida;
Os estágios são construídos em coluna vertical, de modo que o líquido possa fluir
descendente mente, por gravidade, de estágio para estágio;
O gás escoa para cima em virtude da diferença de pressão mantida por um
compressor ou por um soprador ou por um refervedor;
Os estágios reais numa coluna vertical são denominados pratos ou bandeias.

Tipos de colunas
Pratos perfurados e pratos com borbulhadores
Pratos perfurados Pratos com borbulhadores
DESTILAÇÃO

DESTILAÇÃO
Prato com borbulhadores - o fluxo
cruzado, para o contato de duas fases fluidas.
Os borbulhadores dispersam o gás no liquido.
São projetados para tornar mínimo o
vazamento do liquido através dos canais do gás.
Alta eficiências de estágio;
A quantidade de líquido que flui pelas
passagens do gás é pequena, e pode-se manter
num nível desejado a altura do liquido em cada
prato.
O contato gás-liquido é bom, numa ampla faixa
de taxas de escoamento e mantêm-se
relativamente constante as eficiências de
estágio.
Desvantagem – são relativamente caros.

Prato com borbulhadores e fluxo cruzado
DESTILAÇÃO

Pratos com borbulhadores
Os borbulhadores fazem com que o gás
ascendente flua por entre o líquido em forma
de pequenas bolhas e impede a passagem do
líquido pelas aberturas do gás em caso de
baixa velocidade de escoamento do gás. São
relativamente mais caros que os pratos
perfurados
DESTILAÇÃO

DESTILAÇÃO
Pratos perfurados
•São muito populares devido a sua simplicidade
e ao baixo custo;
•O tipo mais comum é a bandeja perfurada.
•bandeja perfurada é uma chapa metálica
provida com centenas de orifícios circulares;
•O líquido escoa sobre a chapa e as bolhas
atravessam o líquido, ascendendo nele, depois
de passar pelos orifícios.

O diâmetro do prato é determinado primordialmente pelo volume da fase gasosa
que passa pela torre.
O escoamento de líquido sobre o prato deve proporcionar uma profundidade
suficiente para a cobertura adequada dos canais de gás, em todas as velocidades
do gás.
DESTILAÇÃO
Uma modificação mais moderna dos pratos perfurados simples é a bandeja
valvulada.
• As perfurações numa bandeja valvulada são cobertas por opérculos móveis;
• As válvulas direcionam o gás horizontalmente no líquido, proporcionando
misturação mais completa que nos pratos perfurados simples, onde o gás passa
verticalmente pela camada líquida.

Pratos perfurados
Desvantagem entre estes pratos está no fato de que os pratos
perfurados apresentam um range bem definido de velocidade de
escoamento para os fluidos
Variação: pratos válvulados
 Reduzem o vazamento do
líquido na bandeja em caso
de pressões baixas;
A eficiência de estágios e
custo de uma bandeja em
situação intermediária.
DESTILAÇÃO

DESTILAÇÃO
Coluna valvulada, com escoamento cruzado
O custo destas bandejas fica entre o dos pratos
com perfurações simples e o das bandejas com
borbulhadores.
As eficiências de estágio são elevadas e, num
amplo intervalo de velocidades do gás, são
quase constantes.;

DESTILAÇÃO
Bandeja
valvulada

DESTILAÇÃO
Bandeja valvulada

DESTILAÇÃO
Representação esquemática do
funcionamento de uma torre

Coluna recheada
Entrada da fase L
Distribuido
r
Recheio
Entrada da fase V
Saída da fase V
Saída da fase L
Corpo cilíndrico vertical recheado com material apropriado que possua grande área
de superfície.
DESTILAÇÃO

Componentes da coluna recheada
Fonte: www.sermatmon.com.br
Fonte: www.acoplast.com.br
Estruturados
Randômicos

Comparação entre as colunas
Colunas de Pratos:
Proporcionam melhor contato entre
as fases;
Maior capacidade de carga sem
haver risco de inundação;
São limpas com maior facilidade;
São mais utilizadas na destilação;
São mais caras.
Colunas de Recheio:
Podem formar caminhos
preferenciais;
Operam com menor queda de
pressão, importantes para operação
a vácuo;
Menor retenção de líquidos;
Operam em ambiente mais
agressivos;
São preferidas para colunas com
diâmetro pequenos.

Problemas que ocorrem nas colunas
de destilação
Arraste: o vapor arrasta gotículas de líquido para o prato
superior. VELOCIDADE ALTA DE VAPOR
Inundação: arraste excessivo ou quando há acumulo muito
grande de líquido no vertedor da coluna. O ESPAÇAMENTO
ENTRE OS PRATOS É DETERMINANTE
Pulsação: vapor ascendente não tem pressão suficiente para
vencer continuamente a perda de carga entre as bandejas. Nesta
situação, o vapor cessa temporariamente sua passagem por esta
bandeja e, ao retomar a pressão necessária, vence a perda de
carga de forma brusca.

A inundação ocorre quando o líquido é acumulado sobre o prato com maior
rapidez de que pode fluir para a bandeja inferior. À medida que o nível de líquido
sobre o prato aumenta, a diferença de pressão entre os pratos também aumenta,
até que o líquido é arrastado para o prato superior pelo vapor.
CAUSAS:
 O arraste, quando a velocidade com que o vapor sobe através da coluna é
muito grande, carregando o líquido de um prato para o imediatamente superior.
 Vazões líquidas demasiadamente altas, enchendo os "downcomers".
 Espuma.
Inundação
Fotografia de uma espuma
COMO PODE SER VERIFICADA:
 Aumento da pressão diferencial da
secão.
 Redução anormal da temperatura na
região inundada.
 Não fechamento dos balanços material
e de energia.

WEEPING (GOTEJAMENTO)
Ocorre para baixas vazões de vapor no prato. Neste caso, há gotejamento de
líquido através dos furos do prato afetando a eficiência e ∆P.
DUMPING
Condição onde ocorre vazamento de todo o líquido através dos furos do prato.
Caracterizado por uma súbita e significativa perda de eficiência no prato. Esta
condição limita a operação da torre e representa a menor vazão de vapor
permissível para uma dada vazão de líquido.
Outros Problemas

Balanços da destilação
fracionada com refluxo
Fonte: http://pt.wikipedia.org

Influência das variáveis de projeto
Razão de refluxo
 Razão de Refluxo Externo
 Razão de Refluxo Interno
Enriquecimento Esgotamento
A eficiência de separação
de uma coluna de
fracionamento está
relacionada diretamente
com os valores dos
refluxos internos
q c
q r
V ; qV
D ; qD
Ln
Lm
F ; qF
Vm
Lm
L ; qL
W ; qW
condensador
refervedor
Vn
m
m
V
L
Ri 
n
n
L
V
Ri 

Razão de Refluxo Mínima: Existe um valor chamado de razão
de refluxo mínima, para o qual o número de estágios (pratos)
deve ser infinito para que a separação seja alcançada
Relação entre Razão de Refluxo Externa
e Número de Bandejas
D
L
=
Mín.
e
R ∞
→
N
portanto
A condição de operação com razão de refluxo mínima é inviável,
pois o projeto da coluna deveria prever infinitos estágios, o que
é impossível
Quanto menor a relação:
Maior será a necessidade de estágios;
Maior será a probabilidade de contaminantes pesados no destilado.
Maior a quantidade de D

Relação entre Razão de Refluxo Externa
e Número de Bandejas
Razão de Refluxo Máxima: Quando o refluxo aumenta, o
número de estágios necessários para o fracionamento
especificado diminui
D
L
=
Máx.
e
R mínimo
N
portanto →
Quanto maior for a relação:
Menor será a necessidade de estágios;
Menor será a probabilidade de contaminantes pesados no destilado.
Menor a quantidade de D Menor Produção
Menor será a alimentação da coluna
Maior carga hidráulica Maior consumo de vapor

Os dados de razão de refluxo mínima e de razão de refluxo
máxima servem principalmente para que se possa ter os
limites de operação e para se estimar a dificuldade de
separação e o desempenho da coluna.
PONTO ÓTIMO DE
OPERAÇÃO

Variáveis de Acompanhamento de
Processo
A análise da performance da coluna de pratos baseia-se:
Balanço material;
Balanço de energia;
Equilíbrio de fases.
Outras variáveis que devem ser acompanhadas:
Relação vapor carga;
Relação refluxo/produto de topo;
Temperatura de fundo;
Pressão de topo e/ou fundo ou ∆P.

Balanço Material
Lavoisier: a matéria se transforma, nunca criada nem destruída.
Um balanço material no sistema deverá contabilizar as entradas e
saídas de materiais e a variação da quantidade de materiais no interior
sistema devido aos consumos e geração
Acúmulo = Material Entra + Geração - Material Sai – Consumo
Sistema em Estado Estacionário:
Material Entra = Material Sai
SISTEMA

Balanço Material
Um determinado sólido contendo 20,0% em massa de água necessita ser
secado para produzir um sólido que contenha no máximo 4,0% de água.
Calcule a % de remoção de água do sólido original.
Secador
F
Sólido úmido
fágua,F=20%
fsólido,F=80%
P
Sólido seco
fágua,P=4%
fsólido,P=96%
W Água vapor
fF = % massa no sólido úmido (carga) e fP = % massa no sólido seco (produto)
% de água removida = ___massa de água removida___ x 100
massa de água no sólido úmido
Base de cálculo F = 100,0 kg de sólido úmido

Balanço Material
Solução:
Base de cálculo F = 100,0 kg de sólido úmido
•Balanço de massa do sólido:
entra = sai
(100).(80) = (P). (0,96) + (W).(0,0) 80 = (P).(0,96) P = 83,3 kg
Portanto, a massa de água em P é : 83,3 – 80,0 = 3,3 kg
A massa de água presente no sólido úmido F é: 100,0 – 80,0 = 20,0 kg

Balanço Material
Solução:
A massa de água presente no sólido úmido F é: 100,0 – 80,0 = 20,0 kg
•Balanço de massa para a água:
entra = sai
(100).(20) = (83,3). (0,04) + (W).(1,0)
W = 20 – 3,3 W = 16,7 kg
Se fizermos o balança de massa total, teremos:
F = P + W 100 = 83,3 + W W = 16,7 kg
% de água removida = 16,7kg x 100 = 83,5%
20,0 kg
Ver pág. 37

Balanço de Energia
A energia se conserva:
Acumulação = Energia entrada - Energia saída + Geração – Consumo
A energia se apresenta nas mais variadas formas:
potencial;
cinética;
Entalpia;
interna, etc...

Balanço de Massa e Balanço Energético
F: Alimentação (carga) kg/h;
D: produto (destilado) kg/h;
L: refluxo externo do condensador kg/h;
V: Vapor de topo kg/h
W: produto de fundo kg/h;
m: seção de enriquecimento;
n: seção de esgotamento;
qF: calor contido na carga;
qW: calor contido no produto de fundo;
qR: calor fornecido pelo vaporizador;
qC: calor retirado pelo condensador;
qD: calor que sai com o produto;
qL: calor que entra na torre com a corrente
refluxo
q c
q r
V ; qV
D ; qD
Ln
Lm
F ; qF
Vm
Lm
L ; qL
W ; qW
condensador
refervedor
Vn
Ver Pág. 37 do módulo

Balança de Massa e Energia:
O principal balanço material é dado por:
F = D + W
onde a massa da corrente de alimentação(F) é igual à soma das massas do
produto destilado(D) e do produto de fundo (W).
Na região que engloba o condensador e parte da região de enriquecimento,
temos o seguinte balanço material:
Vm= Lm+ O
onde a massa da corrente de vapor que ascende pela coluna (Vm)é igual à soma
das massas da corrente de líquido que desce pela coluna (Lm) e do destilado (D).
A corrente de vapor Vm é constituída do vapor do produto de fundo mais a parte
da carga relativa aos componentes mais voláteis, que são vaporizados pelo vapor
em ascensão.

De modo análogo, pode-se realizar o balanço na região que engloba o
refervedor e parte da seção de esgotamento. Assim temos que:
Ln=Vn+W
onde a massa da corrente de líquido que desce pela coluna (L) corresponde à
soma das massas da corrente de vapor que sai do refervedor (Vn) e do produto
de cauda (W).
Exemplo:
Uma torre de destilação é alimentada com uma carga de 10t/h de óleo cru.
Sabendo-se que o projeto prevê a retirada de 4 t/h de produto de cauda, que o
refluxo no condensador é de 20 t/h e que a vazão mássica da corrente que
chega ao refervedor é de 35 t/h.

calcule as vazões do:
(a) destilado;
(b) vapor que chega ao condensador;
(c) vapor que sai do refervedor.
Solução:
a) F = D + W D = F - W = 10 - 4 = 6t/h
b) Vm = Lm + D= 20 + 6 = 26t/h
c) Ln = Vn + W Vn = Ln - W = 35 - 4 = 31t/h.

Balanço térmico ou energético:
O balanço energético global é dado por:
F.qF + qr = D.qD + W.qW + qC
Neste balanço, a carga F, o calor qF contido nesta, o produto de cauda W, o
produto destilado D e os calores contidos nesses produtos são geralmente
determinados por projeto. Então, o calor que deve ser retirado da corrente para
se condensar a quantidade requerida para o refluxo é determinado pela
quantidade de calor introduzida pelo refervedor.
o balanço energético realizado no condensador é dado por:
V.qV = D.qD + L.qL + qC

Observando-se que o balanço material é dado por V = D + L, e sabendo-se que
qL = qD, pois as duas correntes L e D têm a mesma composição e estão na
mesma temperatura, é possível substituir as variáveis V e qD no balanço acima,
obtendo-se:
L + D = qC / (qV - qL)
Onde a quantidade (qV - qL) é o calor de condensação do vapor no topo coluna.
Desse modo, pode-se estimar a quantidade de calor que deve ser retirada pelo
condensado.

Exemplo:
Considere uma carga de óleo cru de 10 t/h que entra em uma coluna de
fracionamento contendo uma quantidade de calor de 25kcal/kg a 50°C.
Sabendo-se que:
-a corrente do produto de cauda é de 4t/h e contém uma quantidade de calor de
50kcal/kg a 100°C;
- o calor introduzido pelo refervedor é de 540 000 kcal/h;
- o destilado depois de condensado possui um calor de 15kcal/kg a 30°C;
- o calor latente de condensação do vapor de topo é de 50kcal/kg.
Pede-se:
a) a vazão de refluxo L nas condições estipuladas acima.
b) o valor de refluxo L, se todas as condições permanecessem as mesmas e
apenas o calor introduzido pelo refervedor aumentasse para 1 000000 kcal/h?
Solução:
Balanço material:
F=D + W D= F-W = 10000 - 4000 = 6 000kg/h

Balanço térmico global:
F.qF + qr = D.qD + W.qW + qc
qC = F.qF + qr - D.qD - W.qW
qC =10 000x25 + 540 000 - 6 000x15 - 4 000x50
qC = 500 000 kcal/h de calor retirado do condensador
Balanço no condensador:
L + D = qC / (qV - QL) L + D = 500 000 I 50 = 10 000kg/h
Portanto:
L + D = 10 .000kg/h L = 10000 - D
L = 10000 - 6 000 = 4 000kg/h

Destilação azeotrópica e destilação extrativa
Misturas difíceis de separar, volatilidade próxima de 1;
Apresentam em certa composição, ponto de ebulição constante e fixo;
Separação mediante a adição de solvente, gerando aumento da volatilidade
relativa;
Volátil Destilação Azeotrópica
Mistura Azeotrópica Solvente
Pouco Destilação Extrativa
Volátil

Um exemplo de mistura com ponto de ebulição mínimo:
Formada por etanol (P.E.= 78,3 °C, componente A) e tolueno (P.E. = 110,6 °C,
componente B). O ponto de ebulição da mistura azeotrópica é de 76,7 °C e a
composição em peso tem 68 % de etanol.
mistura com ponto de ebulição máximo é a formada por acetona (P.E. = 56,4 °C,
componente A) e clorofórmio (P.E. = 61,2 °C, componente B). O ponto de
ebulição da mistura azeotrópica é de 64,7 °C com composição de 80 % em
clorofórmio.
Fonte: http://qaonline.iqsc.usp.br:8180

Se o composto adicionado é relativamente volátil e ele aparece
em grande quantidade no destilado, ocorre uma destilação
azeotrópica. Em muitas situações forma um azeótropo de
mínimo na temperatura de ebulição, com um dos componentes
da mistura.
Se o composto adicionado for pouco volátil, ele escorre
descendentemente pela coluna, aumentando a volatilidade
relativa e aparece no produto de cauda. Neste caso, temos a
destilação extrativa.

Regra de fases
Equilíbrio
•Sistema em que se mantém em condições nas quais não há
tendências para ocorrer uma modificação de estado;
•A tendência de modificação é causada por uma força motriz de
algum tipo.
Variáveis
•Diferentes tipos de forças motrizes tendem a causar diferentes
tipos de modificações: Forças mecânicas por exemplo;
•Diferença de temperatura tendem transferências de calor.
J.M. Smith, 2000

Regra de fases
Sistema
• É qualquer parte de matéria ou um equipamento escolhido para
que possamos analisar um problema.
Ex: reator químico, coluna de destilação, uma bomba etc;
• Pode ser também, uma quantidade de uma substâmcia: 1m³ de
vapor d´água à pressão de 200 kPa a temperatura de 500 K.
Tipos
•Aberto: quando existe a transferência de massa e/ou energia
entre os limites;
•Fechado: não há transferencia de massa entre seus limites,
porém há passagem de energia;
•Isolado: não transferencia nem de massa, nem energia.
Brasil, 2004

Regra de fases
Equilíbrio:
Quando duas fase estão em equilíbrio, o estado do sistema é
definido se somente uma dessas propriedades for definida:
Ex: vapor d´água e água líquida em equilíbrio, na pressão atm só
pode existir somente na temperatura 100ºC.
J.M. Smith, 2000
Propriedade do sistema:
A propriedade é um atributo ou característica de um sistema, que pode ser
medida ou calculada e é função das condições do sistema.
Estado de um sistema:
Para maioria das situações, o estado de um sistema pode ser definido por
valores das seguintes propriedades: composição mássica, fase, temperatura e
pressão.

Estado de um sistema:
O número de variáveis independentes que devem ser especificadas para
estabelecer um estado de qualquer sistema é chamado
grau de liberdade, dado pela regra de fases de Gibbs:
F + V = C + 2
Regra de fases
F = nº fases no sistema;
V = nº de variáveis a serem especificadas (grau de liberdade do sistema);
C = nº de componentes do sistema.
Brasil, 2004

Regra de fases
Determine o número de propriedades necessárias para definir o estado de um
sistema, para a água pura presente numa única fase.
F + V = C + 2 1 + V = 1 + 2 V = 2
Duas variáveis (temperatura e pressão), podem ser especificadas para se ter
água pura.
Dependendo dos valore de P e T escolhidos, a água poderá estar em um dos 3
estados: sólido, líquido ou vapor.

Entre componentes são muito pouco voláteis
Temperatura necessária para a separação especificada é muito
próxima, igual ou superior a temperatura em que um dos
compostos sofre degradação térmica
Os componentes têm aproximadamente a mesma volatilidade
Quantidades muito reduzidas do soluto que se quer extrair, o
que torna inviável a destilação
Aplicações a extração líquido-líquido

EXTRAÇÃO LÍQUIDO / LÍQUIDO
Soluto contido em um solvente A, é extraído deste, mediante a adição de outro
solvente B.
O soluto é mais solúvel no solvente B utilizado para extração.
Etapas da extração:
O solvente extrator com a mistura – formação de duas fases – contato entre as
fases;
Separação das fases formadas;
Recuperação do soluto pelo solvente extrator.

Equilíbrio
Situação inicial Condição de equilíbrio
Legenda:
Solvente extrator -
(na condição de
equilíbrio é o extrato)
Solução inicial -
(no equilíbrio é chamado
de refinado)
Soluto -
Soluto contido em um solvente, é extraído deste, mediante a adição de outro
solvente.
O soluto é mais solúvel no solvente utilizado para extração.
Etapas da extração:
O solvente extrator com a mistura – formação de duas fases – contato entre as
fases;
Separação das fases formadas;
Recuperação do soluto pelo solvente extrator.

Equipamentos utilizados na extração
líquido-líquido
São basicamente
os mesmos que
se utilizam para
destilação.
Preferencialment
e pratos
perfurados e
colunas
recheadas
Operação em
contracorrente
Entrada da fase L
Distribuido
r
Recheio
Entrada da fase V
Saída da fase V
Saída da fase L

Fatores que influenciam na extração
Pureza do solvente
Relação solvente/carga
Temperatura
Reatividade
Recuperatividade

Aplicações em Refinarias
Melhorara a qualidade dos óleos lubrificantes, removendo os componentes
asfálticos, tendo o propano como solvente
Recuperação de aromáticos (benzeno, tolueno e xileno) separando dos alifáticos,
tendo como solvente o glicóis polietilenicos.

Absorção e Dessorção de Gases
• Absorção: transferência de um soluto de uma fase gasosa para
um solvente líquido não-volátil;
• Dessorção: remoção de um soluto dissolvido em uma fase
líquida através do contato com uma fase gasosa;

• O líquido absorvedor deve estar abaixo do seu ponto de bolha
• A fase gasosa deve estar acima do seu ponto de orvalho
• Assim, garante-se que haverá transferência de massa apenas do
constituinte solúvel

• Aplicações:
• Recuperação da gasolina natural do gás de poço
• Remoção de GLP do gás natural
• Remoção de H2S/CO2 do GLP

• Exemplos de líquidos absorvedores:
• DEA (dietanolamina)
• MEA (monoetanolamina)
• DEG (dietilenoglicol)
• TEG (trietilenoglicol)

Torre ou coluna absorvedora Representação esquemática
Brasil, 2004

• Absorção física: Soluto é solubilizado na fase líquida, sem
estabelecimento de reação química.
• Absorção química: Soluto reage reversivelmente com o solvente
líquido, de tal forma que as taxas de absorção são maiores.

• Absorção em UPGN: o gás natural, após passar por uma etapa de
remoção de sólidos e água, passa por uma torre de absorção onde
os componentes mais pesados (C3+) são absorvidos em
contracorrente com um óleo absorvedor.
• Dessorção em UPGN: o óleo absorvedor é recuperado mediante a
extração dos componentes solubilizados por injeção de vapor
d’água na base de uma coluna de esgotamento (dessorção).

Vn+1  Vazão mássica de gás natural
L0  Vazão mássica de óleo
absorvedor
n  número de estágios de absorção

Extração sólido-líquido
Dissolução seletiva de um composto contido na fase sólida em uma
fase líquida por meio de um solvente.
Também chamada de lixiviação ou lavagem
Somente o componente desejável deve ser solúvel e o sólido
indesejado seja insolúvel.
O aumento da área de contato facilita a transferência de massa 
diminuição do tamanho das partículas

Aplicações da extração sólido-líquido:
Fabricação de café solúvel
Extração de óleo de soja e óleos essenciais
Corantes e pigmentos
Flavorizantes e outros aditivos de alimentos

Equipamentos utilizados:
Tanques agitados;
Extratores com cestos;
Tipo de Operação
Contínuo
Descontinuo

Extrator de Bollman para separação
de óleo de soja das sementes:
as sementes são colocadas em cestos
transportadores, que giram enquanto
entram em contato com o solvente
extrator.
Esta unidade é capaz de processar até
400 toneladas diárias de soja.

Evaporação
É a concentração de uma solução mediante o aquecimento e
vaporização do solvente.
O produto de interesse pode ser a solução concentrada ou o solvente
puro
Quando a evaporação é conduzida até a precipitação do soluto este
processo é chamado de cristalização

Evaporação
O evaporador deve conter um trocador de calor, para levar a solução à
fervura, e dispositivos para separação da fase vapor e líquida
Devido ao aumento da área de troca térmica que deve se obter em
evaporadores, pode haver problemas de incrustrações, corrosão e
espumejamento em função das vazões de vapores maiores
Tipos de evaporadores: cesta, tubos horizontais, tubos verticais curtos
e circulação natural, tubos verticais longos e circulação forçada,
combustão submersa, etc.

Evaporação
• Evaporador de tubos verticais
e circulação natural: a solução
ferve no interior dos tubos
verticais e o vapor d’água passa
por fora dos tubos. Maiores
coeficientes de troca térmica
são obtidos na configuração
vertical.

• Evaporador tipo cesto: a
cesta possui a função de
superfície de separação entre
o líquido e o vapor. O líquido
não evaporado escoa para
baixo no anel circundante à
cesta e recircula para os
tubos.
Evaporação

Evaporação
• Evaporador de circulação forçada
e aquecedor horizontal externo:
utilizado quando se deseja impedir a
ebulição nos tubos para evitar a formação
de depósitos sólidos.
Maiores valores de coeficientes de
troca térmica U (W/m2 K).
Fonte: FOUST, Alan S. Princípios das Operações Unitárias.

Evaporação
• Evaporador de combustão submersa:
os produtos da combustão borbulham
através da solução, promovendo maior
transferência de energia. Utilizado para o
processamento de materiais viscosos e/ou
corrosivos.

Cristalização
Processo de fabricação quando se deseja recuperar sólidos
que se encontrem dissolvidos em meio líquido;
Através do método de concentração da solução até a sua
Saturação e propiciar a precipitação do soluto na forma de
cristais;

O produto rentável da empresa encontra-se na forma de partículas
sólidas;
A forma final dos cristais varia com as condições de operação,
equipamentos, presença de impurezas, etc;
Na presença de impurezas ou em uma solução com concentração
não-homogênea, pode-se formar cristais longos e distorcidos.
Cristalização

Os cristalizadores são classificados conforme o método utilizado para
promover a cristalização:
Cristalizadores por resfriamento de uma solução concentrada e quente;
Cristalizadores mediante evaporação de uma solução (cristalizadores-
evaporadores);
Cristalizadores mediante evaporação adiabática e resfriamento
(cristalizadores a vácuo).
Cristalização

Cristalizador Swenson-Walker:
é um cristalizador por resfriamento, que
opera continuamente.
A solução quente é inserida em uma
das extremidades do cristalizador e flui
lentamente para a outra extremidade
enquanto vai sendo resfriada.
Fonte: FOUST, Alan S. Princípios das Operações Unitárias
Cristalização

Cristalização
Cristalizador Krystal:
este é um modelo de evaporador –
cristalizador. Trata-se de um evaporador com
circulação forçada, com aquecimento
externo, filtro para o sal e classificador de
partículas.
Utilizado para a produção de sulfato de
amônio.

Cristalização
Cristalizador a vácuo: equipamento contínuo, a
evaporação é conseguida mediante o
flasheamento da solução quente no vaso à
pressão reduzida. Pode ser operado em
vários estágios, com pressões
consecutivamente menores.

• A secagem se dá mediante a passagem de um gás a temperatura e
umidade constantes.
Remoção de um líquido de um sólido molhado para uma fase gasosa não
saturada;
Quanto às características de secagem, os sólidos se dividem em dois
grupos: sólidos granulados e cristalinos, e sólidos orgânicos (amorfos,
fibrosos e gelatinosos)
Secagem

Comportamento do processo de secagem:
Secagem

Trecho AB: período no qual o sólido tende a atingir a
temperatura de bulbo úmido do gás, no ponto B;
Trecho BC: período de taxa constante de secagem, onde esta
evolui como se fosse a evaporação de uma massa de água, sem
interferência do sólido. O ponto C é chamado de umidade crítica
do sólido;
Trecho CD: período de taxa decrescente linear.
Trecho DE: período de taxa decrescente não-linear. O ponto E é
chamado de umidade de equilíbrio.
Secagem

Secagem
Quanto ao comportamento durante a secagem:
Sólidos cristalinos e granulares: a umidade é retida nos
interstícios entre as partículas ou em poros superficiais, sendo o
movimento da umidade relativamente fácil. As condições de
secagem são definidas em termos econômicos. Ex.:
catalisadores, sulfato de zinco, dióxido de titânio, etc;
Sólidos orgânicos: a umidade é parte integral da estrutura do
sólido, ou é retida no interior de fibras ou de poros delgados
internos. Por fazer parte da estrutura do sólido, este é afetado
pela remoção da umidade e é mais difícil de secar. Ex.:
detergentes, colas, cereais, amido, extrato de soja, etc.

Secagem
Tipos de secadores:
De bandeja: Este secador é muito
eficaz para secar grandes
quantidades de frutas, folhas ou
ervas.
Com esteira transportadora;
Rotatórios: ideal p/ sólidos
granulados;
Parafusos geminados;
A tambor.
Fonte: www.tilz.tearfund.org

Secagem
Secador rotatório com tubos de vapor internos,
utilizado na secagem de sólidos granulados.

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