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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SUL-RIO-GRANDENSE TÉCNICO EM CONTROLE AMBIENTAL PROCESSOS INDUSTRIAIS Relatório de Processos Industriais sobre a prática de destilação Ester Peter Peglow e Renata Espindula Gabriel Rockenbach Camaquã 2019 1. Introdução A destilação é um processo de separação de misturas homogêneas (soluções). O processo de destilação é amplamente utilizado em vários setores industriais. A indústria de bebidas alcoólicas utiliza a destilação para obter bebidas de elevado teor alcoólico, a partir de bebidas doces fermentadas. As bebidas, tais como cachaça, vodka e whisky, são obtidas pela extração do excesso de água e concentração do teor alcoólico. O caldo da cana-de-açúcar fermentado que é usado para obter cachaça também pode ser utilizado para obter álcool etílico (etanol), que é empregado como combustível. Neste caso, o teor alcoólico é superior a 90%, ou seja, todas as impurezas e quase toda a água é eliminada da mistura. A indústria petroquímica também utiliza esse método físico de separação de misturas para obter produtos diferentes a partir do petróleo. No entanto, o processo de destilação do petróleo e o utilizado para obter etanol são diferentes do que o utilizado para separar água e sal, por exemplo. Existe diferença, pois as misturas de líquido + líquido, ou líquido + gás são mais difíceis de separar do que uma mistura de líquido + sólido, pelo simples fato das temperaturas de ebulição de dois líquidos serem mais próximas do que as temperaturas de ebulição de um líquido e um sólido. Dessa forma, foram desenvolvidos dois diferentes métodos de destilação, a destilação simples e a destilação fracionada. A destilação Simples é um método regularmente utilizado para separar misturas homogêneas de líquido + sólido, mas também pode ser utilizado para separar misturas homogêneas entre dois ou mais líquidos com temperaturas de ebulição bastante distantes. No processo de destilação simples a mistura é aquecida pela manta de aquecimento até entrar em ebulição. Os vapores formados no balão de destilação passam pelo condensador, que tem água fria em movimento constante, condensando e escorrendo para o erlenmeyer. A parte sólida, menos volátil ou não volátil da mistura ficará no balão, pois a temperatura atingida não é suficiente para provocar a sua vaporização. É importante destacar que o processo de separação deve ser totalmente acompanhado, para identificar o momento certo de parar o aquecimento. 2. Objetivo Realizar um destilação simples, separando o álcool e a água presentes no vinho executando um balanço químico de massa da reação envolvida e a criação de um fluxograma do processo envolvido. 3. Metodologia 3.1. Para a realização desta prática foram utilizados os seguintes materiais: ● 2 suportes universais; ● 2 garras; ● 2 pinças de fixação; ● Condensador de bolas; ● Balão de destilação ● 1 rolha; ● Manta aquecedora; ● 1 Erlenmeyer; ● Béquer de 200mL; ● Proveta de 200mL; ● Proveta de 250mL; ● Alcoômetro; ● Termômetro; ● Vinho; ● Pérolas de vidro ( condensador de bolhas); 3.2. Equipamentos utilizados: (Figura 1: Ilustração de equipamentos para destilação simples) (Figuras 2 e 3: Equipamentos utilizados na prática) 3.3. Procedimento experimental: Primeiramente, para realizar a destilação, foram medidos 250mL de vinho com a proveta e o seu conteúdo foi passado para um balão de destilação, o mesmo contém pérolas de vidro para evitar que solte bolhas ao ser aquecido. O balão foi tampado com uma rolha, que tinha acoplada a si um termômetro para controle da temperatura do líquido. Entre o termômetro e a rolha foi colocado um pedaço de papel toalha para evitar que houvesse perda de material durante a evaporação. Acoplado ao balão tinha-se o condensador de bolas, o qual tinha passagem constante de água fria para resfriamento. Na saída no condensador, foi colado um Erlenmeyer para armazenar o álcool que saiu do procedimento. Após adicionar o vinho dentro do balão de destilação, foi ligado a manta do destilador para começar a elevar a temperatura e separar o álcool do vinhoto. Em seguida, ligamos a torneira de água para que haja seu fluxo durante o procedimento, assim através do termômetro foi possível perceber quando a temperatura chegou em 90ºC, para poder desligar a manta do destilador. 3.4. Procedimento após a separação do álcool do vinhoto com o destilado: Após esperar sair todo o álcool do vinhoto, foi transferido o mesmo para uma proveta de 50mL e anotado o volume do destilado. Em seguida, foi adicionado 210mL de água destilada em uma proveta de 250mL e adicionado o destilado, após a sua adição, realizamos a medição do teor alcoólico contido no destilado, com o auxílio de um alcoômetro. 3.5. Procedimento realizado com o resíduo: Por fim, foi adicionado o vinhoto em uma proveta de 250 mL e medito sua temperatura e volume. 4. Resultados 4.1.FLUXOGRAMA DO INÍCIO DA DESTILAÇÃO: V1= 250mL V2=26mL Y1.1=10,7% V1.2= 13,65mL Y2.1=89,3% V2.2= 12,35mL V1.1=26,25mL Y1.2= 52,5% V2.1=223,75mL Y2.2= 47,5% 1. Álcool 2. Vinhoto V3= 210mL V1.3=13,1mL V2.3= 196,9mL Y1.3= 6,23 Y2.3= 93,77% V1 x Y1.1 = V2 x Y1.2 + V3 x Y1.3 26,75 = 13,65 + 210 x Y1.3 13,1 = 210 Y 1.3 Y 1.3 = 0,06 X 100% Y 1.3 =6,2 % 4.2. FLUXOGRAMA DO BALANÇO DO VOLUME COM AS PERDAS: V2=26mL Y1.2=100% Y2.2=0% V1.2=26mL V2.2=0 V1= 250mL Y1.1=10,5% Y2.1=89,5% V3=210mL V1.1=26,25 mL Y1.3= 0% V2.1=223,75mL Y2.3= 100% V1.3=0mL V2.3=210mL 1. Álcool 2. Vinhoto 3. Vapor com impurezas V4=14mL Y3.4=5,6% Porcentagem de perdas: 250mL--------100% 14mL----------X X = 5,6 % O percentual de perda pode ser dado pelo acúmulo de resíduoremanescente no material utilizado, bem como evaporação de uma parte do destilado durante o processo. Para determinar a quantidade de perda ocorrida durante o processo, subtrai o volume da corrente de entrada com a soma dos volumes obtidos nas correntes de saída, como mostrado abaixo: V4 = 250 mL - ( 210 mL + 26 mL ) V4 = 14 mL 4.3. FLUXOGRAMA DA ADIÇÃO DE ÁGUA DESTILADA NO ÁLCOOL: V3=236mL V1.3=26mL V2.2=210mL Y1.3=11,02% Y2.3=88,98% V1=26mL V1.1=26mL Y1.1=100% 1. Álcool 2. Água destilada V1.1 + V1.2 = V1.3 26 + 0 = 236 x Y1.3 Y1.3= 11,02% 5. Conclusão Com base na destilação simples realizada, pode-se observar grande eficiência na prática, pois cumpriu seu principal papel de destilar, separando o álcool do vinhoto. Alguns possíveis desvios na quantia de líquido junto ao álcool normalmente devem-se ao fato da prática necessitar ser feita em temperatura específica para somente o álcool evaporar, em alguns casos podendo ultrapassar esta temperatura chegando ao ponto de ebulição da água, em razão do controle da temperatura ser feito de forma manual no aparelho e por termômetro, além destes fatores, o aparelho utilizado e as vidrarias também podem causar interferências nos resultados obtidos, devido às mesmas nem sempre estarem secas 100%. No geral foi possível concluir que o procedimento foi realizado de forma correta e obteve os resultados esperados, dentro de suas margens de erros. REFERÊNCIAS M. G. CONSTANTINO, et al. Fundamentos de Química Experimental. EdUSP, 2004. Destilação simples e destilação fracionada Disponível em: <http://quiprocura.net/w/2015/07/27/destilacao/#inline_content> Destilação simples. Disponível em: <https://www.docsity.com/pt/destilacao-simples-5/4789391/> http://quiprocura.net/w/2015/07/27/destilacao/#inline_content https://www.docsity.com/pt/destilacao-simples-5/4789391/