OPU segunda área resumo

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OPU 2 
SEPARAÇÃO POR INTERCÂMBIO DAS FASES 
1) ABSORÇÃO DE GASES 
Gás se mistura na fase líquida; 
 Exemplo: água com gás = água + CO2 ; produção de HCL = Cl2 inserido na 
água; desodorização de óleos com vapor aquecido; tratamento de esgotos 
industriais = se insere ar e O2 em aeradores e lodos; 
Temperaturas menores favorecem a solubilização de gases 
Pressão maior favorece a solubilização dos gases; 
Absorção de gases envolve equilíbrio; 
Conceito: É uma OPU que envolve transferência de massa, em que um ou mais 
de um componente de uma mistura gasosa é dissolvido em um líquido – solúvel 
até atingir o equilíbrio 
Fenômeno físico: reversibilidade, equilíbrio 
A solubilização do gás no líquido depende: 
• Natureza do gás e do líquido: polaridade, hidrofilicidade; 
• Presença de material estranho dissolvido; 
• Pressão; 
• Temperatura 
• Tensão superficial gás-líquido 
• Viscosidade do líquido 
• Densidade 
Eficiência: 
• Taxa de vazão de gás e líquido; 
• Área de contato entre fase líquida e fase gasosa 
Equipamentos: 
Lavador de gases: minimização de gases poluentes; 
• Descontínuo; 
• Pouco eficiente: não borbulha muito e superfície de líquido pouco exposta; 
• Estação de tratamento 
 
Lavador Ströder: circular 
• Cilindros que mergulham parcialmente (~30%) na fase líquida, se 
movimenta e dispensa a fase líquida. Aumenta a área de contato; 
• Descontínuo 
Torre de pulverização (Scrubber) 
• Contínuo; 
• Fase líquida é borrifada, “spray”, pulvorizado 
• Contracorrente: além de ter grande superfície, aumenta a absorção 
porque é contracorrente; 
• Pode haver recirculação de líquido – não quer dizer que é descontínuo 
Tubos de Tyler 
• Metal ou cerâmica; 
• Encaixe de vários tubos de Tyler: quanto mais tubos, melhor a absorção; 
• Fluxo cruzado: gás entra por baixo e água cai como uma cachoeira 
(aumenta absorção tbm); 
• Anteparos auxiliam a misturar; 
• Contínuo 
 
Torres e Colunas 
• Gás e líquido escoam em contracorrente para proporcionar melhor fluxo 
de massa 
Coluna com recheio e pratos 
• Recheios: favorece maior área de contato; 
o Anéis ordenas ou desordenados para fazer a mistura entre G e L 
(desordenado é melhor); 
o G entra por baixo e L por cima; 
o Contínuo; pode rebobinar; 
o Boa eficiência 
Torres de pratos e campânulas 
• Boa eficiência; 
• Quantos mais pratos, melhor 
• Em cada prato há uma mistura entre L e G 
• Gás, que vem de baixo, para chegar por entre os pratos precisa passar 
pelas campânulas; 
• Líquido descente passa pelos pratos; 
• Contínuo. 
 
2) EXTRAÇÃO 
Operação baseada na transferência de massa; 
Operação na qual um dos constituintes de um composto sólido ou líquido é 
transferido para um líquido; 
Solvente tem afinidade pelo soluto; 
L-L (Partição: o quanto o soluto é solúvel no solvente); 
Cada produto tem um coeficiente de solubilidade característico, o qual é 
definido como sendo a concentração a determinada temperatura da 
respectiva solução saturada; 
Semelhante dissolve semelhante: Solubilização depende fundamentalmente 
das características comuns do soluto e solvente como por exemplo a 
polaridade 
Solventes 
• Precisam ser seletivos; 
• Grande poder de dissolução; 
• Ponto de ebulição entre 60-100ºC; 
• Menor toxicidade possível; 
POLAR Água Metanol Etanol ACN AcoEt Diclorometano Éter etílico hexano APOLAR 
• Inatividade química; 
• Recuperação do solvente: Mas o solvente recuperado só pode ser 
usado para fazer o mesmo tipo de extração porque pode ter resquício; 
• Solvente recuperado acaba tendo menos poder de extração. Usar no 
mínimo 50% de solvente novo; 
• Custo; 
• Obs: metanol e etanol não fazem extração pontual; não são seletivos. 
 
Artefato: substância formada durante a extração de propósito ou não. Exemplo 
proposital: camazuleno -> formado durante a extração da camomila 
Fatores que influenciam 
• Estado do produto: quanto menor, melhor (até que não adianta mais 
triturar); 
• Agitação: Acelera. 
• Temperatura: acelera e melhora desde que não degrade; 
• Natureza do solvente; 
• Tempo de extração: melhora 
• Viscosidade do meio: é ruim – aumentar T 
• Tempo de umectação: procede a extração; a hidratação da MP amolece 
ela; 
• pH do meio: depende da MP. Extração ácida ou básica; 
• natureza química das substâncias; 
• padronização da MP (ver primeiro tópico) 
Etapas da extração: 
1) Dissolução: contato MP – solvente (umectação). Solvente forma micela 
de extrato + solvente; 
2) Separação da micela/torta: decantação/filtração 
3) Separação extrato/solvente: evaporação, destilação 
4) Recuperação do solvente 
 
Extração L-L 
Baseia-se na distribuição ou partição de um ou + solutos entre duas fases 
líquidas; 
Princípio de distribuição de um soluto entre 2 solventes imiscíveis 
Coeficiente de partição: g/L (solvente A) / g/L (solvente B) 
Equipamentos 
Tanques: 
• Não esgota; 
• Maceração; 
• Bota solvente – espera 24h – escoa – bota + solvente 
Soxhlet: 
• esgota, não troca o solvente; 
• a quente; 
• Destilação faz sempre entrar solvente “novo”; 
• extração contínua, mas a operação é descontínua; 
Turbo agitação: 
• muito forçado. Cuidar T -> usar banho de gelo; 
• não causa esgotamento; 
• Materiais moles podem ser desintegrados; 
Percolador 
• A frio; 
• Descontínuo; 
• Precisa tirar a torta; 
• Não Esgota; 
• Caro porque usa muito solvente; 
• Ideal para termolábeis; 
• Leito fixo 
 
Extrator em carrossel 
• Cada estágio recebe MP; 
• Extração com fluido supercrítico; 
• Cada estágio recebe solvente novo – gasto expressivo de solvente 
 
Dia 30/4 – n vim 
 
3) DESTILAÇÃO 
Separação dos componentes de uma mistura líquida por vaporização parcial da 
mesma; 
Contato entre uma fase líquida e outra vapor, havendo transferência simultânea 
de massa entre ambas as fases e de calor; 
Adjuvante: baixa a TE por aumentar a P de vapor. Ex: etanol em água; 
Durante a destilação: aumento de [C] na fase vapor do componente + volátil; 
aumento da [C] na fase líquida do componente menos volátil; 
Destilação: uma fase vapor entra em contato com uma fase líquida e há 
transferência de massa do líquido para o vapor e vice-versa; 
Para a vaporização e condensação das misturas são necessárias grandes qtdes 
de energia 
 
Destilação simples 
Os vapores são condensados e afastados do sistema sem possibilidade de 
refluírem; 
Ordem do melhor para o pior (bancada): 
Destilador em espiral ou serpentina > destilador de bolas > condensador reto 
(dificuldade de condensar) 
 
Destilação Fracionada (retificação) 
Uma parte considerável do condensado volta em contracorrente com os 
vapores para maior contato líquido-vapor 
Pratos teóricos: é a unidade teórica da coluna que consegue um 
enriquecimento maior do composto +volátil que corresponde ao equilibro entre 
o L e o vapor. Qto + pratos, mais eficiente 
• Colunas com recheios 
• Colunas com pratos com campânulas 
Aplicações: 
• PEs de uma mistura diferem menos de 80ºC; 
• Água purificada, esterilizada; 
• Purificação de solventes; 
• Separação de partes do petróleo. 
Equipamentos 
Sistema Pilsen: Destilar água (destilação simples ou retificada) 
• Destilação em corrente de vapor; 
• Separação de componentes + voláteis de outros – voláteis com uma 
diminuição do PE, que sejam imiscíveis em água; 
• Baixo rendimento; 
• Grande qtde de energia; 
 
Destilação por arraste de vapor 
• Exemplo de utilização: óleos voláteis de plantas; 
• No destilador de aço inox pode ficar só a planta e passar o vapor ou 
planta + águaque é aquecida direto; 
• Obs: dps que o óleo sai da planta não existe o mesmo sistema de 
pressão de vapor, então não dá pra fazer a extração assim; 
 
 
Destilação de retificação (fracionada) 
• Possui anteparos: várias regiões de equilíbrio líquido-vapor 
Coluna de Vigreux 
• Aumento da superfície de contato; 
• Purificação de solventes; 
• Vários túbulos dentro da coluna 
 
4) EVAPORAÇÃO 
 
1º : Diferença entre concentrado e destilado: concentrado é oq fica dps de 
uma destilação ou evaporação e destilado onde recolhe da destilação 
(SURPRISE). 
Conceito: Concentração de uma solução pela vaporização do solvente; 
Há transferência simultânea de calor e massa do líquido para a fase de 
vapor; 
Há transferência de calor do equipamento para a solução: 
• Indireto: Fonte – equipamento (parede dele) – solução 
• Direto: Fonte (gases de combustão por exemplo) – solução 
 
Influência das propriedades dos líquidos: Determinam a escolha do 
evaporador utilizado 
• Viscosidade: pode grudar nas paredes dos evaporadores – forma crosta 
e diminui a eficiência porque diminui a troca de calor; 
• Deposição de materiais: tbm menor troca de calor; 
• Formação de espuma: atrapalha mto – concentrado vai pra vapor 
• Sensibilidade a T: Degradação e perda do aroma; 
• Perda de aroma – orgânicos voláteis de alimentos; 
• Corrosivo: equipamento deve ser resistente à corrosão; 
 
Equipamentos 
Salinas 
• Agente de calefação é o soooooool (contato direto) 
Evaporador rotatório 
• Tem bomba de vácuo para auxiliar na evaporação – diminui PE 
• Tem balão para recolher solvente; 
Spray Drier 
• Tem um nebulizador para aumentar a superfície do líquido com o 
calor; 
Camisa aberta 
• Usado para a produção de geleias; 
• Hélice para raspagem para não grudar; 
• Contato indireto; 
Tubos Verticais Curtos 
• Usado para a concentração de açúcar; 
• Não pode ser material viscoso ou corrosivo; 
• Não pode ser termolábel; 
• Os tubos verticais curtos impedem que materiais depositem ppt ou 
formem espuma 
Tubos Horizontais 
• Usado para fazer xaropes e suco de fruta; 
• Vapor passa por dentro dos tubos; 
• Material concentrado fica por fora dos túbulos; 
• Para materiais que não tem deposição; 
Camisa fechada 
• Usado pra fazer leite condensado; 
• Usado para materiais viscosos; 
• Possui raspador 
Tubos verticais longos 
• Circulação forçada; 
• Chicana evita que o concentrado saia com vapor; 
• Materiais concentrados dentro dos tubos