Evaporador a vacuo

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UNIVERSIDADE DO GRANDE RIO - “Prof. José de Souza Herdy”
UNIGRANRIO - ESCOLA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
ENGENHARIA DE QUÍMICA
 
PRÁTICA 6 - Evaporador a Vácuo
Duque de Caxias – RJ
2018
Alunas (os):
PRÁTICA 5 - Evaporador a Vácuo 
Relatório de Laboratório de Engenharia Química 2 da Universidade do Grande Rio – “Prof. José de Souza Herdy” como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Química.
 Duque de Caxias – RJ
2018
TÍTULO
 Evaporador a Vácuo
OBJETIVO
O objetivo desta prática é concentrar uma solução de ácido acético e água através da evaporação à vácuo. Os experimentos serão realizados no evaporador da UpControl disponível no laboratório.
 	
INTRODUÇÃO
Recorrendo à definição da IUPAC, entende-se por evaporação "O processo físico pelo qual uma substância líquida é convertida num gás ou vapor. Este processo pode ocorrer a uma temperatura igual ou inferior à do ponto de ebulição do líquido (a temperatura a que o líquido ferve à pressão de 1 atmosfera) e é um processo endotérmico", organizando esta informação saltam à vista 4 aspetos importantes: (Blogue EQ, 2018).
- A evaporação é um processo físico que envolve um líquido;
- O líquido não precisa de estar mesmo à temperatura de ebulição para evaporar;
- Pressão e temperatura são variáveis relevantes para perceber a evaporação;
- O processo de evaporação é endotérmico.
Basicamente um evaporador consiste de um trocador de calor para aquecer a solução à ebulição e um separador do vapor formado pela fase líquida em ebulição. O produto de um evaporador é geralmente a solução concentrada, o meio de aquecimento normalmente utilizado é o vapor d’água, que, ao passar pelo trocador, passa ao estado líquido cedendo o seu calor de condensação para a solução que então entra em ebulição. Funciona com água quente entre 85 – 90°C, vapor em baixa pressão, ou outras fontes energéticas. Construído com múltiplos estágios.  Existe uma infinidade de tipos de evaporadores sendo que a escolha do tipo adequado para a realização de uma determinada tarefa depende das condições e das características da solução a concentrar como também das características que se deseja para o produto final (Ebah, s.d).
Figura 1: Evaporador a vácuo com sistema rotativo. 
Fonte: Mercado Livre. 
Bomba peristálticas são equipamentos utilizados para a transferência de fluidos sob uma determinada vazão, seja ela em ml/minuto, litros/hora ou diversas outras unidades de medida. Um sistema completo da bomba é composto por três partes, o drive, a cabeça e a mangueira que posicionada e fixa no cabeçote é pressionada por roletes posicionados em volta do rotor que realiza movimentos circulares. Os roletes, ao se moverem, pressionam e fecham a mangueira, ocasionando o vácuo necessário para deslocar o fluido (Blogue SP, s.d). 
Figura 2: Bomba peristáltica. 
Fonte: Própria. 
MATERIAIS E REAGENTES
Tabela 1: Materiais e Reagentes.
	EQUIPAMENTOS
	REAGENTES
	Nome
	Capacidade
	Nome
	Quantidade
	 Béquer de vidro
	80 mL e 200mL
	Água
	De acordo com a coluna
	Cronômetro 
	-
	Ácido Acético
	De acordo com a coluna
	Pipeta
	-
	-
	-
 Fonte: Própria. 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
 
Calibração da bomba peristáltica
 1. Ligou- se os equipamentos
 2. Desconectou-se a bomba da entrada do evaporador
 3. Direcionou-se a saída da bomba para o béquer
 4. Com o medidor de potência a 20 ligamos e começou a saída de água através da bomba para o béquer neste momento foi colocado um cronômetro onde foram contados 3 min, logo ao terminar verificou-se o ml que foi obtido através desta potência.
 5. Repetiu–se o procedimento nº 4 com as potências 40 ,60 ,80 e 100 para ver o resultado dos mls obtidos.
Evaporação (batelada) 
 1. Verifique se o tanque água de aquecimento está cheio (TR-01); 
 2. Abra as válvulas de V-02, V-03 e V-04 e somente depois ligue a bomba de vácuo (B-03) para criar vácuo no sistema. 
 3. Ligar o controlador TIC-01, no quadro de comando, e ajustar a temperatura para 85°C. 
 4. Ligar a bomba de água quente, no quadro de comando, B-02. 
 5. Iniciar a alimentação do evaporador através da bomba peristáltica, B-01. 
 6. Ajustar a pressão do evaporador na bomba de vácuo igual a -400 psig. 
 7. Passar água no condensador de topo na saída do evaporador. 
 8. Após ter os tubos do evaporador preenchidos, desligar a bomba de alimentação. 
 9. Após algum tempo retirar uma amostra de topo e de fundo e determinar por titulação a concentração de ácido. 
RESULTADOS E DISCUSSÕES
 
Enfatizamos que não houve possibilidade de completar a prática toda por conta de uma vidraria quebrada, impossibilitando a separação dos líquidos. Ao acionar o botão de ligar, no painel de controle, o liquido, a água e o ácido acético são misturados e elevados a uma temperatura à 85ºC até o liquido mais volátil evaporar e passar para o tanque 4, causando a separação, o liquido menos volátil vai para o tanque 2 e o tanque 3 é o recipiente que faz o vácuo. Nesse caso o liquido mais volátil é o ácido acético, mesmo possuindo o ponto de ebulição maior que o da água. Por opinião própria, de repente o ácido acético apenas parece ser mais volátil porque possui cheiro e a água não, para ter a total certeza disso deveríamos mostrar tabelas comparativas, que mostrassem a pressão de vapor desse ácido e a do vapor d’água, em várias temperaturas, para vermos se os valores referentes ao ácido acético são sempre mais elevados, que os do vapor d’água.
Tabela 2: Ponto de Ebulição.
	Água
	118,1º C
	Ácido Acético
	100 ºC
Fonte: Própria.
Conforme a metodologia da calibração da bomba peristáltica descrita no título acima, iniciamos o sistema que através do drive ajustando a potência incialmente para 20, o sistema faz com que a mangueira seja posicionada e fixa no cabeçote e pressionada pelo rolete e fazendo os movimentos circulares para que o liquido seja direcionado corretamente, após, foi coletando as amostras de 3 em 3 minutos e a potência foi sendo regulada e aumentada para 40, 60, 80 e 100. O volume foi coletado referente a cada potência, e foi observado que quanto mais elevada mais liquido era extraído e a vazão aumentando conforme a potência, como podemos ver na Tabela 3 abaixo. 
Tabela 3: Determinação do volume.
	Potência 
	Tempo
	Volume
	Vazão
	20
	3 min
	13,5ml
	4,5
	40
	3 min
	41,0 ml
	13,6
	60
	3 min
	62,0 ml
	20,6
	80
	3 min
	82,0 ml
	27,3
	100
	3 min
	92,0 ml
	30,3
Fonte: Próprio.
	
Gráfico 1: Determinação da vazão
Fonte: Próprio.
Figura 3: Volume da amostra coletada.
Fonte: Próprio.
CONCLUSÃO 
Com os dados obtidos na tabela podemos afirmar junto ao gráfico o aumento da vazão em relação a potência, quanto mais o aumento da potência maior será o volume e a vazão. Como dito nos resultados acima só foi feito a prática da bomba peristáltica por conta da vidraria quebrada, porém conforme as pesquisas podemos afirmar que o ácido acético é mais volátil, atingindo o ponto de ebulição mais rápido e passando do estado liquido para o gasoso. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
BLOGUE, Engenheira Química. Sobre o evaporador rotativo e a destilação a vácuo. Disponível em < http://engenharia-quimica.blogspot.com/2012 /05/sobre-o-evaporador-rotativo-e.html> Acesso em: 18 de out. 2018.
BLOGUE, Splabor. Como funciona uma bomba peristáltica. Disponível em < http://www.splabor.com.br/blog/bombas-peristalticas-2/aprendendo-mais-o-que-e-e-como-funciona-uma-bomba-peristaltica/> Acesso em: 23 de out. 2018.
EBAH. Evaporadores. Disponível em < https://www.ebah.com.br/content/ ABAAAACkkAI/evaporadores> Acesso em: 18 de out. 2018.
MONOFRIO. Evaporador a vácuo. Disponível em < http://www.monofrio.com. br/tratamentoEfluentes/evaporadorVacuoDetalhado>Acesso em: 18 de out. 2018.