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Operações Unitárias III – 2020 – 5a Lista de Exercícios - Destilação
1. Considere duas soluções aquosas; uma contendo 100 ppm em massa de etanol e a outra 100 ppm em
massa de decanol normal primário. Estas soluções são submetidas à ebulição sob uma pressão de 2 x104
Pa e temperatura de 60oC. Pergunta-se qual a composição do vapor em equilíbrio com cada uma destas
soluções? Dados: coeficientes de atividade a diluição infinita 4,0 para etanol e 125.000 para decanol. 
Resposta: solução A: 935 ppm etanol; solução B: 18170 ppm decanol.
2. Os ácidos graxos láurico (12C), mirístico (14C) e palmítico (16C) são obtidos por hidrólise da gordura de
côco. Como aproximação, a mistura dos três pode ser considerada ideal. Dados de pressão de vapor
para os ácidos graxos em termos da equação de Antoine: log P = (A/T) + B (P em mmHg e T em K). [12C]:
A = -3.737,87; B = 9,4902; [14C]: A = -4.041,44; B = 9,7275; [16C]: A = -3.899,57; B = 9,1379.
a. No caso de termos uma mistura líquida contendo 50% de ácido láurico (12C), 30% de ácido mirístico
(14C) e 20% ácido palmítico (16C), em porcentagens molares; qual o ponto de ebulição da mistura a
uma pressão total de 10 mmHg absoluta? Qual a composição do vapor?
b. Se tivermos uma mistura gasosa (vapor) contendo 50% de (12C), 30% de (14C) e 20% de (16C), qual
seria a temperatura de condensação quando a pressão total for de 10 mmHg abs? Qual a composição
do líquido?
Respostas: (a) T=450 K: Y12C=0,77; Y14C=0,17 e Y16C=0,06 (b)T=460 K; X12C=0,22; X14C=0,34 e X16C=0,44.
3. Numa coluna de destilação, que só tem o refervedor e uma seção de esgotamento, quer-se concentrar
uma solução de etanol e água. A carga líquida é injetada no prato superior e o refluxo de vapor é fornecido
pelo refervedor, que recebe o líquido do prato da base e o vaporiza completamente (refervedor total). O
produto de cauda é retirado também do prato da base. Pede-se, pelo método Ponchon-Savarit:
a. Calcular o número de pratos teóricos necessários para a operação nas seguintes condições: carga:
100 lb-mol/h de solução com fração molar 0,2 à 100oF e 1 atm. Vapor recolhido no topo: fração molar
de etanol = 0,5. Produto de cauda: fração molar de etanol = 0,03.
b. Qual a carga térmica do refervedor em BTU/h?
Resposta: 3 pratos teóricos; carga térmica do refervedor, qs = 800.000 BTU/h.
4. Uma mistura etanol-água contendo 15% de etanol (massa/massa) deve ser destilada continuamente a
uma taxa de 80 kg/h de líquido saturado, utilizando uma coluna com um condensador total e um
refervedor parcial. O destilado deve conter 95% do etanol da alimentação e deve ter 80% de concentração
em etanol (massa/massa). A razão de refluxo deve ser 2 vezes o refluxo mínimo. Determinar o número de
pratos teóricos requeridos, o calor a ser removido no condensador e o calor fornecido no refervedor, pelo
método Ponchon-Savarit.
Resposta: 6 pratos teóricos (alimentação 3o prato); qc = -11.970 kcal/h (condensador); qs = 12.492 kcal/h
(refervedor ).
5. Temos 1000 litros de vinho de cana a 13oGL, que vai ser destilado em um alambique simples.
Considerando que os primeiros 5% (em volume) são desprezados (material indesejável constituído por
álcoois superiores, aldeídos e cetonas). O restante é recolhido até que a concentração alcance 40oGL na
aguardente. Pergunta-se, quanto aguardente é produzida desta maneira? Nota: considere uma eficiência
de contato de 95% (diminuindo a concentração dos vapores que se esperaria do equilíbrio) e o vinho
formado apenas por etanol e água. Use dados de equilíbrio dados no xerox distribuído. Resolva o
problema em duas etapas: a primeira para separação dos primeiros 5%-volume e a segunda para obter a
aguardente com 40oGL.
Resposta: Concentração do líquido após separar primeiros 5% = 10,7oGL; Destilado formado a 40oGL =
214 litros; Concentração do líquido remanescente no alambique = 2,4oGL.
6. O antranilato de metila C8H9NO2 é o principal constituinte aromático do suco de uva. Sua volatilidade
relativa á água é de 3,5 e que podemos considerar constante (isto é, independente do teor de sólidos e da
temperatura). O suco de uva vai ser concentrado de 12 a 30% de sólidos solúveis, em um evaporador.
Nesta operação, sabemos que uma parte dos aromas são perdidos. 
a. Se o evaporador for descontínuo (isto é carrega-se o evaporador, concentra-se até 30% de sólidos, e
só então se descarrega, como em um alambique), qual a fração do antranilato que será perdido?
b. Se o evaporador for contínuo (como em um flash), qual a fração do antranilato que se perde? Neste
caso, considere AB = (YA/XA)/(YB/XB) = KA/KB, onde KB =1 (água pura).
Resposta: (a) evaporador descontínuo: 98,2% do aroma perdido no vapor (ou, massa aroma no
líquido/massa aroma inicial = 0,018, ou 1,8% sobra no líquido); (b) evaporador contínuo: 88,2% aroma
perdido no vapor (ou, massa aroma vapor/massa aroma inicial = 0,882).