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Relatório Coluna de Adsorção de Vapor

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FACULDADE METROPOLITANA DE GUARAMIRIM 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
CRISTIAN GERSON 
MARCIO FERRARI 
WESLY VOLPI 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE PRÁTICA DE LABORATÓRIO 
Vaporizador em Potência Mínima 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Guaramirim 
2016
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 1 – Coluna de Adsorção................................................................................................. 5 
Figura 2 – Ciclos da Silica........................................................................................................ 8 
Figura 3 – Percentual de Umidade Media Após o Recheio da Coluna......................................8 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Vaporizador em Potência Baixa............................................................................. 7 
Tabela 2 – Vaporizador em Potência Média............................................................................ 7 
Tabela 3 – Vaporizador em Potência Máxima......................................................................... 7 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 4 
1.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................ 4 
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................... 4 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................. Erro! Indicador não definido. 
2.1 SUBTÍTULO (SEÇÃO SECUNDÁRIA) ........ ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 
2.1.1 Subtítulo (Seção terciária)................................................ Erro! Indicador não definido. 
2.1.1.1 Subtítulo (Seção quaternária)........................................................................................9 
3 METODOLOGIA ............................................................................................................. 5 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................................... 6 
5 CONCLUSÃO ................................................................................................................... 9 
REFERÊNCIAS ................................................................................................................. 10 
APÊNDICE A – INSTRUMENTO DE COLETA DE DADOS ............. Erro! Indicador não 
definido. 
ANEXO A – NORMA NBR XXXX .......................................... Erro! Indicador não definido. 
 
 
4 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
A operação unitária denominada de evaporação consiste em através da mudança de 
fase de um fluido concentrar uma solução e eliminar um solvente (McCabe, 1982). O 
principio ocorre na aplicação de um solvente que em sua grande maioria utilizamos a agua, 
visto que na evaporação queremos concentrar uma solução de um produto não volátil de uma 
solução volátil. Um dos processos de grande aplicação da evaporação encontramos a 
dessalinização, onde podemos operar com varias formas de estágios onde temos como 
objetivo a agua potável, sendo gerado como subproduto o sal. 
Nesta operação acontece por primeiro uma transferência de calor do meio calefator 
para a solução, onde esta transferência ocorre através de uma superfície solida ou, como em 
muitos casos este aquecimento é realizado através de um gás. Quando chegamos ao fim da 
operação temos a cristalização, também uma transferência de massa e calor entre o solvente 
os sólidos presentes. 
 
1.1 OBJETIVO GERAL 
 
Verificar a retirada e umidade do ar com sílica.Descrever o objetivo geral do trabalho. 
 
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
Verificar e medir a variação d umidade relativa do ar na passagem e entrada e saída co 
sílica, variando as potencias do evaporador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
2 MATERIAL E MÉTODOS 
2.1 MATERIAIS 
 
2.1.1 Equipamentos 
 
A coluna de adsorção utilizada em nosso experimento é a xp1510-7, composta por quatro 
estágios, em sua base possui um reservatório e um umidificador, logo após este primeiro 
estágio possui uma entrada para a umidade com uma abertura para inserção do higrômetro, 
mais acima a coluna possui o recheio de sílica separado por uma tela fina. Em cima do 
compartimento do recheio temos o quarto estágio formado no topo por um exaustor para 
acelerar a adsorção da umidade na sílica forçando o fluxo de ar e uma abertura para medir a 
umidade com o higrômetro. Todos os estágios são fixados por braçadeiras parafusadas que 
podem ser removidas para a troca do recheio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exaustor 
Abertura para 
o higrômetro 
Recheio de sílica 
Umidificador com 
reservatório de água 
Coluna de adsorção 
6 
 
2.1.2 MATERIAIS 
 Higrômetro 
 Cronômetro 
 Água 
2.2 METODOS 
 
Realizamos a troca do recheio de sílica da coluna, retirando a sílica úmida e adicionando 
um recheio de sílica seca. Depois de realizado a troca, ligamos o umidificador na parte 
inferior da coluna e Acionamos também o ventilador no topo da coluna, aguardamos por 5 
minutos para estabilização, após este tempo realizamos um ciclo de 5 medições do percentual 
de umidade e temperatura na parte inferior e superior da coluna com um intervalo de 1 minuto 
entre cada medição e 5 segundos para estabilização do higrômetro. 
O ensaio foi repetido por três vezes variando a potência do umidificador em cada ciclo 
realizado, no primeiro ciclo realizamos o ensaio com o umidificador em potência mínima, no 
segundo ciclo realizamos as medições com o umidificador em potência média e no ultimo 
ciclo realizamos as medições com o umidificador em potência máxima. Todos os parâmetros 
exceto a potência do vaporizador foram mantidos igualmente nos três ciclos realizados. 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
A coluna de adsorção de vapor composta em seu leito fixo por sílicas em esferas tem 
um grande potencial de adsorção das moléculas de água. A sílica possui alta porosidade o que 
permite que esses poros sejam preenchidos pelo material adsorvido até a sua total saturação. 
Porém durante esse processo de saturação a coluna vai perdendo sua eficiência de retenção de 
água com o passar do tempo, abaixo apresentamos a tabela de retenção da umidade da coluna 
em função do tempo e a perda de eficiência do recheio adsorvente. 
 
 
 
7 
 
 
Temp.°F 
Inferior 
% Um. 
Inferior 
Temp. °F 
superior 
% Um. 
Superior 
Amostra 1 81 79,20% 80,9 45,50% 
Amostra 2 82 76,50% 82,2 43,80% 
Amostra 3 82,4 70,40% 82 43,50% 
Amostra 4 83,1 70,70% 82,9 43,50% 
Amostra 5 82 71,10% 82,6 46,50% 
Média 1 82,1 73,58% 82,1 44,56% 
Vaporizador em Potência Minima 
 
Temp.°F 
Inferior 
% Um. 
Inferior 
Temp. °F 
superior 
% Um. 
Superior 
Amostra 1 80,7 85,40% 81,6 47,20% 
Amostra 2 78,2 90,70% 81,6 44,40% 
Amostra 3 79,7 91,50% 81,6 46,10% 
Amostra 4 79,1 89,70% 81,6 45,40% 
Amostra 5 81,8 86,90% 83,1 43,70% 
Média 2 79,9 88,84% 81,9 45,36% 
Vaporizador em Potência Média 
 
 
Temp.°F 
Inferior 
% Um. 
Inferior 
Temp. °F 
superior 
% Um. 
Superior 
Amostra 1 80,4 92,90% 83,3 53,00% 
Amostra 2 82 96,60% 85,2 55,00% 
Amostra 3 82 97,20% 84,2 57,50% 
Amostra 4 82,9 96,40% 85,4 56,20% 
Amostra 5 83,1 98,10% 84,4 56,00% 
Média 3 82,1 96,24% 84,5 55,54% 
Vaporizador em Potência Máxima 
A partir dos dados empíricos coletados, calculamos a média na tabela anterior e com 
os valores dos três ciclos de medições construímosabaixo um gráfico dos valores de umidade 
medidos após o recheio de sílica da coluna de adsorção. 
 
 
 
8 
 
Gráfico 1: 
 
 
Podemos observar pelo gráfico que o percentual de umidade com o passar do tempo 
foi aumentando, devido á saturação do recheio da sílica na coluna. A sílica tem a propriedade 
de alterar a sua cor com a variação de umidade, conforme a umidade aumenta sua cor passa 
de azul para rosa, conforme podemos observar nas imagens abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
44,56% 45,36% 
55,54% 
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
Média 1 Média 2 Média 3
% DE UMIDADE APÓS SILICA 
% DE UMIDADE
Percentual de umidade média após o recheio da coluna 
Primeiro ciclo Segundo ciclo Terceiro ciclo 
9 
 
4 CONCLUSÃO 
 
A prática foi clara e satisfatória, os resultados obtidos foram coerentes, o equipamento 
se mostrou eficiente e prático, com várias vantagens na indústria , como redução do tempo de 
secagem dos sólidos retidos, em comparação a sistemas como leito de secagem, redução de 
custo na implantação, manutenção e no consumo de energia, em comparação a sistemas como 
leito filtros tipo esteira rotativa, elevada redução nos custos de armazenagem, transporte e 
descarte (incineração, etc.), principalmente para aplicações em estações de tratamento de 
efluentes (ETE), possibilita o reaproveitamento do material retido, quando conveniente, 
permite uma condição favorável de manuseio dos sólidos retidos (torta), se comparado a 
polpas e lamas com alto índice de umidade, concentra elevada área de filtragem em pequeno 
espaço físico de instalação, não exige operadores qualificados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
REFERÊNCIAS 
 
MONTEIRO, Prof . Dr, Feliz Pereira, S.C.A. Evaporadores 
 Disponível em: <www.dequi.eel.usp.br/~felix/EVAPORADORES.pdf>. Acesso em: 07 
mar. 2016. 
FOUST, Alan S. Princípios das Operações Unitárias, Instituto de Química UFRJ, Rio de 
Janeiro, 2013

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