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Química Técnica 	2020
1. Processos tecnológicos fundamentais
1.1. Introdução ao estudo da Química Técnica
A Química Técnica é uma ciência que se ocupa dos processos, aparelhos e máquinas usadas na preparação, transformação, separação e junção de substâncias.
Tecnologia química ocupa-se nas transformações de substâncias.
1.1.1. Objecto de estudo da Química Técnica
O Objecto de estudo da Química Técnica são os processos, aparelhos e máquinas usadas na preparação, transformação, separação e junção das substâncias.
A preparação das substâncias é a alteração das propriedades físicas (secagem, trituração, etc.).
A transformação de substâncias consiste na alteração das substâncias pelas reacções químicas.
A separação de substâncias consiste na decomposição de uma mistura em seus componentes (destilação, filtração, etc).
A junção de substâncias é a preparação de uma mistura a partir dos seus componentes.
Os processos da técnica química decorrem nos aparelhos, onde são criadas condições de reacção necessárias como, por exemplo, a temperatura, a pressão, etc. Para a realização de uma tarefa química-técnica, muitas das vezes, são necessários diversos aparelhos ligados entre si por bombas, compressores e tubagens, designadas como instalação de produção ou aparelhagem.
1.1.2. Tarefas da Química Técnica
· Investigar a existência ou não de substâncias secundárias;
· Fornecer os processos de transformação;
· Investigar aspectos económicos – optimização – elevar o rendimento económico gastando menos energia;
· Investigar a questão e estado de agregação.
 (
Reflexão
: Quais são as condições necessárias para o decurso de uma reacção 
química?
)
1.2. Operações fundamentais
As operações fundamentais (básicas ou 0perações unitárias) são todos os processos que alteram a composição qualitativa e quantitativa, o grau de distribuição e o conteúdo de energia do material por processos físicos.
Um factor em todos os processos físicos é a superfície de contacto (tamanho das partículas) que influi no decorrer de reacção química. Por isso, os sólidos são transformados numa forma desejada (tamanho dos grãos). O aumento da superfície causa a aceleração da velocidade de reacção, garante um melhor manuseamento do material e favorece a formação do produto final.
Quanto menor é o tamanho das partículas que reagem, maior é a superfície de contacto exposta à reacção e consequentemente maior é a velocidade da reacção.
As operações fundamentais podem ser mecânicas, térmicas e electromagnéticas.
1.2.1. Filtração e Decantação
Filtração
É a operação que consiste na separação sólida de uma fluida (liquida ou gasosa) mediante um meio poroso, que retém o sólido mas deixa passar o fluido. Ao meio poroso e permeável chama-se filtro e retém o resíduo sólido. O fluído que passa através do filtro designa-se filtrado. 
Em geral, os poros do meio serão de forma tortuosa e maiores que as partículas que há que remover, e o filtro só trabalhará eficientemente depois do meio ter retido um depósito inicial.
As condições em que se efectua a filtração variam muito e a escolha do tipo de equipamento mais apropriado dependerá dum grande número de factores, entre os quais figuram: 
· As propriedades do fluido em particular a sua viscosidade, massa específica e propriedades corrosivas;
· A natureza do sólido – a dimensão e forma das suas partículas, a distribuição granulométrica e as características de empilhamento;
· A concentração de sólidos em suspensão;
· A quantidade de material a movimentar e o seu valor;
· O facto de o material valioso ser sólido, o fluido ou ambos;
· O facto de ser ou não necessário lavar os sólidos filtrados;
· O facto de ser ou não prejudicial ao produto uma contaminação muito leve causada pelo contacto da suspensão ou do filtrado com os vários componentes do equipamento.
· Os factores mais importantes de que depende a velocidade de filtração serão, pois:
· A queda de pressão entre a alimentação e o lado jusante do meio filtrante;
· A área de superfície;
· A viscosidade do filtrado;
· A resistência do bolo da filtração;
· A resistência do meio filtrante e das camadas iniciais do bolo.
Fluxo através do bolo de filtração
Nalguns casos a porosidade dependerá da velocidade de deposição como da natureza da superfície sobre a qual as partículas se depositam. Os períodos iniciais na formação do bolo são então de grande importância pelas seguintes razoes:
· Para qualquer pressão de filtração, o caudal é máximo no começo do processo, visto que a resistência nessa ocasião é mínima;
· Elevadas velocidades iniciais de filtração podem provocar entupimentos dos poros do meio filtrante e causar uma resistência ao fluxo muito alta;
· A orientação das partículas nas camadas iniciais pode influenciar apreciavelmente a estrutura de todo o bolo de filtração.
O meio filtrante
A função do meio filtrante é geralmente actuar como um suporte para o bolo de filtração, ao passo que as camadas iniciais do bolo constituem o verdadeiro filtro. É, por isso, importante que o começo da operação seja efectuado com grande cuidado. No caso de materiais muito grosseiros, como o feltro ou flanela, algumas das partículas finas passam através do leito e são aprisionadas no interior do próprio meio.
Condições a exigir a um meio filtrante
O meio filtrante deve ser mecanicamente forte, resistente à acção corrosiva do fluido e deve oferecer uma resistência tão pequena quanto possível ao fluxo do filtrado. Usa-se, por isso, muitas vezes um material relativamente grosseiro e não se obtém filtrado límpido enquanto não se formarem as camadas iniciais de bolo: o filtrado turvo inicial deve, pois, ser recirculado.
Os meios filtrantes mais importantes
· Materiais tecidos, como: lã, algodão, linho, seda, vidro, plásticos, fibras (por exemplo, nylon);
· Chapas perfuradas de metal;
· Materiais granulares, como: brita, areia, asbesto, carvão e terra de diatomáceas;
· Sólidos porosos;
· Materiais de fibras entrecruzadas, sendo mais largamente usado o papel poroso.
Os materiais tecidos são os mais usados correntemente, mas os materiais granulares e os sólidos porosos são praticamente úteis para a filtração de líquidos muito corrosivos. Dar-se-á apenas atenção ao fluxo através de panos filtrantes tecidos. Para estes materiais, o tipo de malha é muito importante, pois que afecta muitas vezes a aderência do bolo do pano.
 (
Reflexão: 
fale do fluxo de líquido através do pano filtrante; fluxo de filtrado
 através do pano e bolo conjuntamente; fluxo através dum bolo compressível e pano filtrante.
)
Problemas dos fluxos
Seja qual for o tipo de equipamento usado, acumula-se gradualmente um bolo de filtração sobre o meio filtrante e a resistência ao fluxo aumenta progressivamente no decorrer de toda a operação. O problema do fluxo pode encarar-se em duas partes: primeiro, o fluxo de fluido através do meio filtrante e a camada inicial de sólidos, e, em segundo lugar, o fluxo através dum leito formado pelas partículas que estão continuamente a ser depositadas.
Tipos de bolos
Os bolos de filtração podem dividir-se em duas classes: bolos incompressíveis e bolos compressíveis. No caso dum bolo de filtração incompressível, a resistência ao fluxo dum dado volume não é apreciavelmente afectada, quer pela diferença de pressão através do bolo, quer pela velocidade de deposição do material. Por outro lado, com um bolo compressível a aumento da diferença de pressão ou do caudal causa a formação dum bolo mais denso com maior resistência. Com bolos muito compressíveis, em certas gamas, o aumento da diferença de pressão pode na realidade diminuir a velocidade de filtração.
Razões do controle no inicio da filtrado
A porosidade depende da velocidade da deposição das partículas e da natureza da superfície sobre a qual as partículas vão-se depositar.
Factores mais importantes na escolha dum filtro
· A resistência específica do bolo de filtração;
· A quantidade a filtrar e a concentração dos sólidos.
Para materiais de filtração fácil, um filtro rotativo de vácuo é geralmente o mais satisfatório, visto que temuma capacidade muito elevada para o seu tratamento e não precisa de muita assistência manual.
Se for necessário um alto grau de lavagem, é normalmente desejável repolpar o bolo de filtração e filtrar pela 2ª vez.
NB:Para ocorrer a filtração deve haver um filtro com pequenos orifícios porosos.
A propriedade porosa é um factor importante na escolha do filtrante.
Na filtração, primeiro observa-se a formação do bolo; em seguida, o fluxo vai diminuir e em resultado os poros vão-se fechar.
Bolo de filtração é a parte sólida que vai-se formar à medida que o líquido escoa.
Caudal de filtraçãoé a quantidade de líquido que escoa.
Porossão orifícios do meio filtrante.
Decantação
É um meio de separação grosseiro entre uma fase sólida e uma fase líquida ou entre duas fases líquidas. Baseia-se na força de gravidade em que os componentes têm alta diferença de densidade. 
Deixa-se a mistura em repouso para que as partículas mais densas depositam-se no fundo do recipiente – sedimentação sendo, então, o líquido sobrenadante transferido, lenta e cuidadosamente, para outro recipiente. Esta operação não separa completamente os sólidos, mas a suspensão clarifica-se. Os aparelhos de decantação são grandes bacias planas e cilíndricas.
1.2.2. Dissolução, Flutuação e solubilidade 
Dissolução
É a distribuição duma substancia sólida num líquido. Neste caso, o sólido deve ser solúvel.
Quanto maior for a agitação maior será a velocidade da dissolução
Influência da temperatura na concentração da solução saturada
Dissolução física e química – exotérmica e endotérmica (hidratos e cristalohidratos)
 A maioria das substâncias que se encontram no estado cristalino, dissolvem-se nos líquidos com absorção de calor. Porém, ao dissolver-se na água o NaOH, K2CO3, o sulfato de cobre anidro e muitas outras substâncias, dão lugar a um aumento sensível da temperatura. Liberta-se igualmente calor nos processos de dissolução na água de alguns líquidos e de todos os gases. A quantidade de calor que se liberta (ou se absorve) durante a dissolução de uma mole da substância tem o nome de calor de dissolução desta substancia.
O calor de dissolução tem um valor negativo, se a dissolução é acompanhada por uma absorção de calor, e positivo, no caso de se libertar calor.
A hipótese da existência de hidratos nas soluções aquosas foi formulada e demonstrada por D. MENDELEEV na década 80 do século XIX que considerava que a dissolução não é só um processo físico como também químico, e que as substâncias na água formam compostos com ela. O estudo dos calores de dissolução é uma prova disso.
A confirmação do processo químico da dissolução é igualmente o facto de muitas substâncias se separarem das soluções aquosas sob a forma dos cristais que contém a chamada água de cristalização, uma vez que a cada molécula do soluto corresponde um número determinado de moléculas de água. Mendeleev escrevia: “isso permite-nos pensar que nas próprias soluções existem os mesmos compostos ou compostos semelhantes do soluto com um solvente, só que no estado líquido (em parte no decomposto) ”.
 O processo de formação dos hidratos se é acompanhado pela libertação de calor. O efeito térmico total da dissolução das substâncias que formam hidratos, é igual à soma do efeito térmico da dissolução propriamente dita e do efeito térmico da hidratação. Visto que o primeiro destes processos é endotérmica e o outro é exotérmico, o efeito térmico total do processo de dissolução é igual à soma algébrica dos efeitos térmicos de cada um dos processos, e tanto pode ser positivo, como negativo.
Flutuação
É um método de separação de misturas de sólidos, usado industrialmente para separar minérios da ganga indesejada. A mistura é reduzida a pó, adiciona-se água e agentes espumosos e faz-se passar ar pela água. Com um agente espumoso adequado, as bolhas aderem apenas a partícula de minério transportando-as para a superfície e deixando as partículas de ganga no fundo.
Ganga: rocha e outros resíduos presentes num minério.
Os espumantes são cresóis, xilenóis, terpenos e álcoois gordos, compostos heteropolares que dividem o ar em bolhas e estabilizam a espuma formada.
O princípio deste método mecânico para a separação de sólidos consiste no aproveitamento das diferentes propriedades superficiais das partículas.
Condições para que haja flutuação
· As duas substâncias não podem ser solúveis no meio em que se encontram;
· O material sólido não pode absorver a água;
· Na hidrogravimetria, os líquidos devem ser imiscíveis.
Solubilidade
A solubilidade é a capacidade de uma substancia se dissolver num ou outro solvente. A solubilidade duma substancia em determinadas condições é medida pela concentração da sua solução saturada.
Uma solução que se encontre em equilíbrio com o soluto chama-se solução saturada.
A dissolução da maioria dos corpos sólidos é acompanhada por uma absorção de calor; isto significa que quanto maior for a temperatura maior é a solubilidade do sólido.
A dissolução dos gases na água é um processo exotérmico. Portanto, a solubilidade dos gases diminui com a elevação da temperatura.
Contudo a dissolução dos gases nos líquidos orgânicos é frequente ser acompanhada por uma absorção de calor; nestes casos, quanto maior for a temperatura, maior é a solubilidade dos gás.
1.2.3. Trituração, agitação e Peneiração
Trituração
É um método que visa aumentar a superfície de contacto.
Na trituração os torrões são divididos em fragmentos mais pequenos diminuindo assim o tamanho das partículas, para melhorar a superfície de contacto.
As finalidades da trituração são:
· Acelerar a velocidade da reacção;
· Melhorar o tratamento da matéria-prima (certos grãos desejados);
· Formação (configuração) de um produto final (granulados, por exemplo).
Tipos de Esforços aplicados na trituração 
· Golpe 
· Pressão
· Choque 
· Fricção 
· Cisalhamento 
· Corte 
A aplicação das forças mecânicas depende da dureza, ou da fragilidade. Muita das vezes actuam vários tipos de esforços ao mesmo tempo, por exemplo, pressão e fricção ou golpe e choque.
As safras do material podem ser obtidas em mais etapas de trituração. A trituração grossa produz partículas com mais de 50 mm; a trituração média entre 50 e 1 mm e a trituração fina entre 1 e 0,05 mm e a trituração finíssima menos de 0,05 mm.
Aparelhos de trituração-trituradores (britadores) e moinhos
· Triturador de maxilas: serve para triturar torrões grossos e consiste numa maxila fixa e numa britadora de queixada rotatória. As forças que actuam são de pressão e golpe. 
· Triturador de Martelos: o material é triturado por golpes e choques. O rotor gira com alto número de rotações através da força centrífuga.
· Moinho triturador: os torrões são triturados pela combinação entre pressão e golpe.
· Moinho de bolas: servem para a trituração fina e finíssima. O princípio de funcionamento é a fricção ou a combinação de choque, golpe e fricção.
Agitação
É uma operação fundamental na trituração, homogeneização e mistura de materiais e indispensável à maioria das outras operações unitárias.
Tipos de agitadores: 
· Agitador magnético;
· Banho termostático com agitação;
· Agitador ultra-sónico;
· Agitador electrico..
Peneiração
É uma operação que consiste na separação de partículas sólidas em fracções de granumetria diferente, por passagem através de peneiros ou crivos. 
O peneiramento serve para a classificação de safras com tamanhos entre 40 e 25 mm.
Na indústria, aplicam-se máquinas de peneirar, elas consistem em várias peneiras dispostas uma sobre a outra ou uma atrás da outra.
As peneiras mais usadas na indústria são: Peneira vibrante e peneira de tambor.
1.2.3. Destilação
Tanto na indústria como no laboratório é necessário, muitas vezes, separar constituintes de misturas liquidas ou retirar impurezas de produtos provenientes de reagentes que não se gastaram, produtos de reacções laterais ou até mesmo o próprio solvente de uma solução. Uma das técnicas mais vulgarizadas para conseguir esta separação é a destilação.
É a separação de componentes de uma mistura líquida por ebulição e condensaçãosubsequente do vapor formado.
A separação de misturas líquidas nos seus constituintes é uma das principais operações das indústrias química e petrolífera, e a destilação é o método mais correntemente utilizado para conseguir este objectivo.
A destilação tem por finalidade a separação, por acção de energia calorifica, de:
· Substâncias voláteis de outras que não são (ou menos voláteis);
· Constituintes de uma mistura de líquidos com diferentes pontos de ebulição:
· Separação de líquidos miscíveis nos seus constituintes.
Quando se aquece um líquido, que contenha dois ou mais constituintes até o ponto de ebulição, a composição do vapor será normalmente diferente da do líquido.
É esta diferença na composição das duas fases em equilíbrio que constitui a base do processo de destilação e, por esta razão, é essencial conhecer o equilíbrio vapor – liquido para o tratamento analítico dum problema de destilação.
Uma qualquer destilação comporta, genericamente, três etapas fundamentais:
· Vaporização das substâncias voláteis;
· Condensação dos vapores formados;
· Arrefecimento do destilado.
Um requisito importante duma unidade de destilação é a promoção de contacto íntimo entre as correntes de vapor e de líquido, de maneira que haja aproximação do equilíbrio.
Equilíbrio vapor-líquido
A composição do vapor em equilíbrio com um líquido de composição dada determina-se experimentalmente usando um destilador em equilíbrio.
Há uma composição crítica em que o vapor tem a mesma composição que o líquido, pelo que não se verifica qualquer alteração ao fazer a ebulição. Chama-se a estas misturas críticas azeótropos e são precisos métodos específicos para efectuar a separação.
A vaporização parcial do líquido dá um vapor mais rico no constituinte mais volátil do que o líquido.
Métodos de destilação – mistura de dois constituintes
O vapor é sempre o mais rico no componente mais volátil do que o líquido a partir do qual ele se forma.
Há três métodos principais que se usam na prática da destilação, os quais assentam todos neste facto: destilação diferencial, integral ou de equilíbrio, rectificação. Ainda conhece-se a destilação descontínua, azeotrópica e extractiva, azeotrópica (etanol-água), destilação por arrastamento com vapor de água.
Destilação simples e fraccionada
Distingue-se a destilação simples que se usa para separar uma mistura cujos componentes têm PE muito diferentes. (Ex.: Separação de NaCl) e destilação fraccionada que se usa para separar uma mistura cujos componentes têm PE próximos (Ex.: Obtenção de derivados do petróleo – gasolina, querosene/petróleo vulgar, óleos lubrificantes, etc.).
Outra destilação fraccionada de importância industrial é a do ar líquido. Por este processo são isolados os componentes do ar, nomeadamente o oxigénio e o azoto.
1.2.4. Lavagem, Secagem e Congelação
Lavagem
Baseia-se, também, na alta diferença de densidade dos componentes da mistura. Consiste na passagem da água sobre ela e, a água arrasta a fase de menor densidade.
As partículas sólidas são ligadas e separadas através das gotas de água. Os sólidos aderem às gotas e são separados.
Ex.: Separação da mistura de ouro e areia (ρAu = 19,5 e ρareia = 2,5).
Secagem
É a operação que consiste na remoção de água ou de outro solvente do material.
Esta operação aplica-se tanto a sólidos como á líquidos e gases e tem subjacente uma mudança de estado (a vaporização) que, pela sua importância em muitas operações unitárias, merece especial destaque.
Congelação
Consiste em concentrar uma solução separando o solvente em forma congelada.
A dissolução de uma substância num solvente reduz a temperatura de solidificação da solução (abaixamento do ponto de congelação). O exemplo deste fenómeno é a água salgada cuja temperatura de solidificação é mais baixa do que a água pura.
1.2.5. Cristalização e Evaporação
Cristalização
Consiste na sua separação por formação de uma fase sólida cristalina.
Esta operação unitária constitui um processo clássico de separação e de purificação e os cristais podem ser obtidos através de:
Processos físicos – resultantes do arrefecimento da solução ou evaporação do solvente (cristalização propriamente dita)
Processos químicos: resultantes da adição de agentes precipitantes (precipitação).
A finalidade da cristalização é ultrapassar o grau de saturação duma solução.
Evaporação
A evaporação é um dos principais métodos usados na indústria química para a concentração de soluções aquosas.
O significado usual do termo é o de remoção de água duma solução mediante ebulição do licor num recipiente apropriado, o evaporador, e a remoção do vapor.
Se a solução contiver sólidos dissolvidos, o licor resultante pode ficar saturado, pelo que depositam-se cristais.
Classificação dos licores a evaporar
1. Aqueles que podem ser aquecidos até temperaturas elevadas sem decomposição e os que apenas podem ser aquecidos até uma temperatura baixa (130ºF ou 55ºC);
2. Conforme dão ou não formação de sólidos ao serem concentrados; aqui, a dimensão e a forma dos cristais pode ser importante;
3. Aqueles que, a qualquer pressão dada, fervem aproximadamente à mesma temperatura que a água, e aqueles que têm um ponto de ebulição muito mais elevado.
Realiza-se a evaporação fornecendo calor à solução para vaporizar o solvente. O calor é fornecido em grande parte para proporcionar o calor latente de vaporização e, adopção de métodos para recuperação do calor do vapor.
Requisito duma unidade de evaporação
O projecto duma unidade de vaporação requer a aplicação prática das noções sobre transferência de calor para líquidos em ebulição, tendo ao mesmo tempo presente o que acontece ao líquido durante a concentração.
Cuidado a ter com os licores
Além dos três tipos de licores, há que ter cuidado especial com os licores que têm uma curva de solubilidade com variação inversa, os quais, por isso, têm tendência a depositar incrustação sobre a superfície de aquecimento.
O tipo de equipamento usado depende, em grande parte, do método de fornecer o calor ao licor e do método de agitação.
Tipos de aquecimentos
1. Aquecimento directo: corresponde à evaporação solar ou combustão submersa dum combustível;
2. Aquecimento indirecto: o calor fornecido geralmente pela condensação de vapor de água, passa através da superfície de aquecimento do vapor.
1.2.6. Extracção e rectificação
Extracção
Existem dois tipos fundamentais de extracção:
Extracção Líquido-Líquido
É uma operação unitária que consiste na distribuição ou partição de um ou mais solutos em duas fases líquidas, nas quais é diferentemente solúvel.
O líquido extractor, que será o solvente no qual o soluto pretendido é mais solúvel, deve apresentar, entre outras, as seguintes propriedades:
· Baixo ponto de ebulição – facilita a recuperação do soluto;
· Boa eficiência.
Extracção Sólido – Líquido ou Lixiviação
Consiste na separação de um ou mais componentes de uma mistura sólida por meio de um solvente líquido.
Esta operação ocorre em várias etapas:
· Contacto do solvente com o sólido;
· Separação da solução do sólido remanescente;
· Destilação ou evaporação.
A extracção pode ser:
Extracção múltipla: realizada a frio com quantidades repetidas de solvente, juntando-se as fracções no final.
Extracção contínua: quando há necessidade de:
· Evitar o consumo de grandes quantidades de solvente;
· Extrair grandes quantidades de soluto;
· Elevada eficiência do processo.
Rectificação
É o processo que consiste na separação de uma mistura por troca de substâncias entre o vapor e o líquido esfervescente, em contracorrente.
O pressuposto na separação por rectificação é uma mistura com componentes de diferentes pontos de ebulição. A rectificação é realizada numa coluna de rectificação ou coluna permutável. 
1.2.8. Centrifugação
Processo de separação de partículas sólidas em suspensão num líquido de diferentes densidades, fazendo girar em torno de um eixo o tubo que contém a mistura (centrifugador).
É uma operação unitária que consiste na separação de duas fases, por acção da força centrífuga a que fica sujeita a mistura, quando entreem movimento de rotação.
A centrifugação utiliza-se, por exemplo, na separação de:
· Sólidos em suspensão num líquido;
· Constituintes de misturas coloidais;
· Constituintes de líquidos imiscíveis.
Ex.: Purificação do leite (poeira, pêlos de animais, etc.).
O centrifugador mais importante é o centrifugador de discos. A máquina consiste de vários discos (pratos) cónicos, no interior, dividindo o espaço em várias camadas finas.
1.2.9. Absorção e Adsorção
Absorção
É uma operação que consiste na transferência de um componente de uma fase gasosa para uma liquida, na qual é solúvel.~
A absorção realiza-se fazendo passar o gás através de uma coluna com um enchimento sólido que serve de suporte à fase líquida.
Esta operação é usada na preparação de soluções de gases, como por exemplo, amoníaco, água de cloro, monóxido de carbono.
Adsorção
É o enriquecimento de gases na superfície limite de sólidos activos.
É uma operação que consiste na retenção, à superfície de um solido, de algumas partículas de um fluido quando entram em contacto mutuo.
Tipos de Adsorção 
O mecanismo da adsorção é relativamente complexo, havendo vários tipos de adsorção:
Adsorção física/deslocalizada/secundária:em que as partículas do fluido apenas ficam retidas à superfície do solido (adsorvente) devido as interacções moleculares (as forças são fracas).
Adsorção química/localizada/primária: quando as moléculas da substância adsorvida não se desloca na superfície do adsorvente (as forças são fortes). Estabelecem se ligações entre átomos ou moléculas da superfície do solido e átomos ou moléculas do fluido.
Troca Iónica: em que o solido cede iões ao fluido recebendo deste outros iões (processo usado para amaciar a água).
Aplicação da adsorção
· Purificação de produtos na indústria açucareira e alcoólica;
· Libertar o estômago de substâncias nocivas dissolvidas;
· Utiliza-se nas mascaras antigás para protecção de vias respiratórias de impurezas do ar.
Adsorventes mais importantes: AgNO3, BaSO4, bauxite, argilas tratadas, carvão activado, alumina, gel de sílica.
Aplicação prática da adsorção: remoção da sujidade.
Condição para que um gás adsorve-se num liquido: arrefecimento do líquido.
Condição primária da extracção líquida-líquida: os dois líquidos não podem ser miscíveis.
Gases muito solúveis: NH3, CO2;
Gás moderadamente solúvel: SO2;
Gases lentamente solúveis: O2, CO, NO.
2. Princípios de trabalho tecnológico
Máquina é um dispositivo através do qual se transmite força que é usada no trabalho técnico, com o qual uma parte da linha movimenta-se.
Classificação das máquinas
Máquinas de força;
Máquinas de energia;
Electromotores ou turbinas;
Máquinas de combustão ou termoeléctricas;
Máquinas de trabalho.
Aparelhoé um dispositivo constituído por várias partes em movimento interligadas entre si.
Aparelhagemé uma combinação de vários aparelhos e máquinas destinada para uma tarefa bem definida na condução de substâncias, transporte de energia, arrumação, medição, regulação, instalação de segurança, de realização duma tarefa.
Princípio de trabalho
Os princípios de trabalho são sistematizados em função dos objectivos de trabalho (tendências) e métodos de trabalho como meios para alcançar os objectivos.
O objectivo duma máquina é dar maior rendimento de produção, gastando menos energia.
Tendências preferenciais de trabalho
· Aplicação máxima do princípio de continuidade de processo;
· Aumento de rendimento das substâncias e o efeito útil energético;
· Decurso tecnológico mais curto;
· Dispêndio técnico mínimo: fácil aquisição dos seus acessórios;
· Transformação do material com alta intensidade: melhorar a estrutura da máquina e aperfeiçoar o processo tecnológico, isto é, dominar o funcionamento da máquina;
· Obter produtos com a mesma qualidade definida: índice de pureza e concentração da substância principal.
Rendimento de produção é o aumento qualitativo e quantitativo da produtividade.
Mecanização é a substituição da força humana por máquinas.
Tipos de princípio de trabalho
2.1. Princípio contracorrente, corrente contínua ou corrente cruzada
Juntam-se num sistema heterogéneo, continuamente, duas fases para se efectuar uma troca de substâncias e de energia ao longo do processo tecnológico. Num sistema homogéneo só pode-se aplicar a corrente contínua, onde pode-se misturar a massa fora do reactor. 
Na contracorrente as substâncias entram num reactor, uma a continuação da outra e com sentidos contrários, introduzindo-se uma corrente de ar ou de outra matéria-prima. Na aplicação da contracorrente a transmissão térmica é melhor e, em consequência disso, na troca de substâncias, o rendimento de uma operação é melhor.
2.2. Princípio circular 
Princípio circular
É uma parte da matéria que não foi tratada. Aqui o processo não é descontínuo.
Características do princípio de circulação
· As condutas, meios de transporte e aparelhos formam um percurso fechado entre eles;
· A existência de pelo menos uma entrada;
· A existência de pelo menos uma saída;
· A existência de “resistências” para o fluxo da matéria (aparelhos, maquinas);
· A existência de instalações (meios) para superar estes obstáculos (bombas, fontes de energia).
Todas as características mencionadas não existem em outras transformações normais.
Distinguem-se as circulações naturais (circulação de água, de sangue) das circulações forçadas conscientemente realizadas por tecnólogos. Estas circulações podem ser de substância ou de energia.
2.3 Princípio de turbilhão
É um processo químico-técnico em que uma substância gasosa inicial é introduzida em jacto num aparelho através de buracos e que depois da ocorrência da reacção é mantida em suspensão.
Ex.: - Produção de SO2 a partir da pirite (sulfureto de ferro II).
 - Gaseificação do carbono.
2.4. Princípio regenerativo
Depois de expulsar os gases quentes do aparelho e estes são introduzidos nos regeneradores e dai são conservados e posteriormente, são usados no pré-aquecimento dos reagentes ou outros gases.
Ex.: Produção de cimento.
2.5. Métodos de trabalho: contínuo e descontínuo
Processos contínuos e descontínuos
Método Contínuo 
A substância inicial é introduzida num aparelho de reacção chamado reactor. Aqui a mistura e as reacções químicas assim como as condensações não são interrompidas até a formação do produto, durante um determinado tempo.
Cada processo fundamental, operação ou reacção decorre em três etapas (carregamento, processamento e descarregamento), as etapas estão ligadas uma à outra. A instalação técnica funciona continuamente. As grandezas temperatura, pressão e concentração não alteram. Não existe tempo de repouso no método de trabalho contínuo.
Ex.: Produção de NH3.
Vantagens do método de trabalho contínuo
· Reduzidas perdas de substâncias e de energia;
· O aproveitamento de aparelhos é mais eficaz (os aparelhos não param);
· Garante grande corrente de massa, de volume e dispêndio mínimo da mão-de-obra, assegurando maior produtividade;
· O processo de produção é facilmente controlável com ajuda de instrumentos de medição e regulação, devido a existência de um estado estacionário;
· Garante uma qualidade igual e definida de produtos. Os erros que podem ser cometidos são de grande magnitude, enquanto que no processo descontínuo cada carga é quase um novo início e os erros não se repetem;
É evidente que o método de trabalho contínuo leva certas vantagens em relação ao descontínuo, apesar de que em certos casos, na indústria haver necessidade de se usar o método descontínuo.
Modo Descontínuo
A substância inicial é introduzida num reactor, processando-se a reacção química até ao fim e retira-se o produto da reacção (o aparelho é carregado com uma carga limitada). Depois volta-se de novo a introduzir este produto noutro reactor para a formação de outro produto.
O processo é iniciado e interrompido depois de um certo tempo. Durante o tempo de interrupção altera-se a temperatura, pressão, concentração e a velocidade da reacção.
A desvantagem deste método baseia-se no carregamento e descarregamento, devido o tempo em que oprocesso é interrompido. 
Ex.: Produção do aço.
Semelhança do modo contínuo com o descontínuo
Carregamento Transformação química Produto final
 (carga)	(processamento da matéria-prima)		(descarga)
A tendência favorável ao processamento contínuo, em contraposição à operação descontínua – especialmente nos processos em grande escala – envolve uma instrumentação do processo que não apenas regista a temperatura, pressão e volume, mas requer o máximo no controle de desvios e a correcção automática de afastamentos indesejados frente a padrões estabelecidos – vantagens. Para controlar os procedimentos complicados de alguns processos químicos, especialmente dos contínuos, estão sendo usados, em escala crescente, computadores automáticos, que economizam trabalho e tempo. 
Os processos descontínuos, a bateladas, ainda são extensamente usados, em especial quando a produção é pequena ou quando as razões de segurança exigem que se opere, de cada vez, com pequenas quantidades; é o caso de explosivos. Além disto, as operações descontínuas propiciam uma cinética óptima, embora variável, para as reacções lentas, em contraposição ao estado permanentemente do processo contínuo, e são frequentemente mais fáceis de controlar.
A fabricação de muitas substâncias químicas se faz, no início, mediante operações descontínuas; quando o mercado se amplia, passa-se para o processamento contínuo. A redução do custo da fábrica, por unidade de produção, constitui, muitas vezes, o factor decisivo da mudança.
Controle e instrumentação dos processos químicos
Uma característica que é quase universal na planta química moderna é a instrumentação indicadora, registadora e controladora de variáveis de processo. Em muitas usinas químicas as despesas com os instrumentos atinge a 15% da despesa total da instalação. A instrumentação atingiu esta posição eminente graças à expansão dos processos contínuos, ao aumento do custo da mão-de-obra e da supervisão e à disponibilidade de todos os tipos de instrumentos e computadores, inclusive:
· Informação instantânea/instrumentos indicadores para a temperatura, termómetros de mercúrio e termopares; para a medição da massa, balanças convencionais; para a pressão, manómetros.
· Registos contínuos de instrumentos especiais, para registar a temperatura, a pressão, a massa, a viscosidade, a vazão de fluidos, a percentagem de CO2 e muitos outros dados físicos e químicos. O registo de energia eléctrica necessária frequentemente é o indício do aparecimento de um determinado estágio de execução de um processo químico, como por exemplo, a cristalização do açúcar numa bandeja a vácuo.
· Automação integral/controle por computador das diversas variáveis de um sistema de processo químico. Os instrumentos especiais para a manutenção de uma certa pressão, ou temperatura, ou pH, ou vazão do material, são dispositivos complicados, porém necessários.
As reacções sensíveis, as disposições novas de equipamentos ou esquemas de controlo excepcionalmente complexos constituem sistemas tão complicados que é praticamente impossível ao Homem conceber ou calcular comportamento do processo durante a partida ou depois de ser perturbado em relação à condição de estado permanente. A facilidade com que o computador pode ser programado pelo engenheiro, sua velocidade e exactidão na resolução de equações diferenciais e a visão que ele fornece sobre a natureza do comportamento do processo são as 3 maiores razões do sucesso do computador analógico nas indústrias de processamento – vantagens. Esta divisão de controlo é uma especialização particular, que está em rápido crescimento graças à disponibilidade dos controles de optimização e a melhor aplicação das matemáticas.
O controlo químico tem uma função tripla dos procedimentos fabris:
· Análise das matérias-primas (afluentes);
· Análise dos produtos da reacção durante a manufactura, isto é, controle do processo;
· Análise dos produtos acabados (efluentes).
3.Indústria Química
3.1. Importância e posição da Indústria Química
Importância
· Obtenção de azeites lubrificantes e gases combustíveis;
· Obtenção de grandes substâncias orgânicas;
· Transformação química de substâncias fósseis que dão grande quantidade de substâncias orgânicas.
Posição
· Desenvolveu-se na Alemanha.
3.2. Produtos químicos importantes
Substâncias fundamentais inorgânicas: ácido sulfúrico, cloro, amoníaco, soda e adubos minerais.
Substâncias fundamentais orgânicas: acetileno, olefinas, parafinas, compostos aromáticos, gás de síntese, álcoois, esteres, tensidas, solventes, corantes orgânicos, produtos preliminares para fibras sintéticas.
Produtos de petróleo e alcatrão: combustíveis e lubrificantes, ceras, alcatrão, lacas.
Produtos químicos especiais: filmes, papel fotográfico, pesticidas.
Produtos químico-técnico especiais: detergentes, lacas, tintas, meios auxiliares têxteis, óleos técnicos, perfumes, essências.
Plásticos e produtos plásticos:polivinilcloreto, poliolefinas, poliestireno, polianilcrilnitrila, fenoplásticos, aminoplásticos, poliuretana, resinas epoxídicas, silicone.
Fibras químicas: fibras poliamida, de poliéster, de poliacrilnitrila, fibras celulósicas.
3.3. Particularidades da Indústria química
· Uso de matéria-prima diferentes na produção de produtos químicos;
· Aplicação de processos químicos diferentes na produção de vários produtos;
· A partir de um produto inicial produz-se muitos outros produtos;
· O alto grau de tratamento (para alcançar-se o alto grau de índice de pureza);
· Pouca força humana;
· Alta produtividade;
· Alta concentração (concentração da matéria-prima deve ter a componente principal) e a especialização da produção.
Enriquecimento/aumento da concentração da matéria-prima
· Trituração;
· Separação magnética;
· Separação electromagnética e electrostática;
· Flotação/flutuação.
Vantagem da elevação da concentração da matéria-prima
· Intensificação do processo;
· Melhoramento da qualidade com menor gasto.
3.4. Economia industrial
 (
Economia 
)
 (
Economia industrial
)
 (
Economia 
energética
)
 (
Produção mecânica 
) (
Produção química
)
 (
Produção de máquinas 
)
 (
Produção de ferramentas 
)
Processo químico tecnológico
É um processamento industrial de matéria-prima que leva a obtenção de produtos com valor industrial realçado.
Em geral, o processamento envolve uma conversão química (ou reacção).
 - Parte sócio-económica: é determinada através de relações de produçãoProcesso(RP)
- RP: conjunto de relações que se verifica entre trabalhadores duma industria.
Químico -Parte material técnico: é determinada através de forca produtiva (FP): 
Homem, 
De produção 	meios de produção, ciência, planificação, direcção e organização.
Meios de produção: é a matéria-prima natural (recurso natural).
Ex.: O alumínio pode ser obtido pelabauxite.
 (
Componentes
 do processoquímico-técnico
)
 (
Transformção química
)
 (
Processo tecnológico químico 
) (
Matéria-prima pré-fabricada ou bruta 
)
 (
Processos tecnológicos fundamentais 
) (
Princípios de trabalho e economia 
) (
Aparelhagem 
)
Processos tecnológicos fundamentais
Operações básicas, fenómenos científicos naturais, instalações técnicas, factores influentes (catalisadores, temperatura e pressão), reacções básicas.
3.5. Matéria-prima para a indústria
A matéria-prima é um dos elementos fundamentais de processo tecnológicos que determina um grau considerável da sua rentabilidade, a técnica de produção e a qualidade do produto.
As matéria-primas são materiais naturais que se utilizam na fabricação de produtos industriais.
Classificação da matéria-prima
· Pode ser dividida segundo a sua origem em mineral, vegetal e animal;
· Também podemos classificar segundo o seu estado de agregação em sólida, líquida e gasosa;
· Ainda pode-se classificar segundo a sua composição em orgânica e inorgânica;
· Pode-se classificar ainda mais em metalífera e não metalífera.
Materiais ou substâncias auxiliares para a produção química
A água, o ar, solvente, catalisadorese energia.
· O ar: serve para aquecimento, combustão, comburente nos altos-fornos para arrefecer.
· A água: serve de solvente, aquecimento, arrefecimento, sedimentação, limpeza, meio de flotação/flutuação e filtração.
Reacções básicas na fase de transformação
É uma das etapas do processo tecnológico.
As reacções que são usadas na Química Técnica são:
· Reacções redox/homolíticas (a cisão é feita por igual);
· Reacções ácido-base/neutralização/heterolíticas (a cisão é desigual);
· Reacções de decomposição;
· Reacções iónicas;
· Reacções de intercâmbio de radicais;
· Reacções de polimerização e condensação;
· Reacções de hidrogenação.
Importância das reacções
· Reacções redox: são importantes na obtenção de metais;
· Reacções ácido-base/neutralização: obtenção de sais, originam partículas nucleofílicas (aniões) e electrofílicas (catiões);
· Reacções de decomposição: fundamentais para compostos inorgânicos;
· Reacções iónicas: produção de sais, ácidos e bases, etc.
· Reacções de intercâmbio de radicais: tratamento de águas residuais;
· Reacções de polimerização: obtenção de plásticos, etc.
· Reacções de hidrogenação: produção de alguns compostos inorgânicos e orgânicos.
3.6. Formas de transmissão de calor na produção industrial
Por condução: dentro de um ou entre corpos em contacto directo. A condução de calor ocorre entre as partículas que transmitem umas às outras. Não ocorre no vazio.
Ex.: Aquecimento do metal.
Por radiação: ocorre entre corpos que não se contactam, por falta de qualquer meio medianeiro. A transmissão dá-se em forma de calor que se realiza num espaço vazio.
Ex.: Raios solares.
Por convecção: ocorre entre corpos que têm um meio medianeiro (ar). A causa desta forma de transmissão são as moléculas de ar, por exemplo, que são aquecidas.
Transmissão de calor
Calor é uma parte de energia que se transfere ao sistema e que é provocado por diferenças de temperatura entre o sistema e os arredores.
Objectivos de transmissão do calor
· Garantir e alterar, respectivamente, as temperaturas pretendidas para as propriedades determinadas (exemplo: a viscosidade) ou as condições de reacções favoráveis (por exemplo, reacções catalíticas de gases);
· Alterar o estado de agregação das substâncias como forma de incentivar a evaporação, a condensação, a fusão, etc;
· Alterar parcialmente o estado de agregação para separar misturas por destilação, rectificação, cristalização. 
3.7. Sistematização de um processo químico-técnico
Os processos da Técnica Química decorrem em aparelhos onde são criadas as condições de reacção necessárias como, por exemplo, temperatura, pressão, etc.
Para a realização de uma tarefa química-técnica, muitas vezes são necessários diversos aparelhos ligados entre si por bombas, compressores e tubagens como instalação de produção ou aparelhagem.
A indústria química recebe a (as) matéria-prima (as) e gera produtos; a matéria-prima pode ser separada em fracções (sem sofrer transformação química) ou em outros produtos (sofrendo transformação química).
3.8. Apresentação esquemática dos processos técnicos (Fluxograma de Produção)
Apresentação esquemática dos processos técnicos (Fluxogramas de produção)
Fluxogramaé uma forma de ilustrar um processo químico industrial de maneira que o leitor perceba a interligação entre as operações unitárias com a finalidade de converter a matéria-prima no produto final.
São representações esquemáticas de um processo, representando fluxo de material, operações, equipamentos e energia. No início de um processo ou para apresentar todas as sequências de processo de uma grande indústria são utilizados diagramas de blocos.
De acordo comJÚNIOR& MEIRELLES(1996:78),“Podem ser usados alguns artifícios: figuras geométricas, simbologias de equipamentos e máquinas, mistos, dentre outros. O importante num fluxograma é que ele seja o mais didáctico possível e que não deixe dúvidas no usuário ou leitor”
 Em sequências de produção menores ou em etapas avançadas de projecto o fluxograma deve ser feito de forma mais detalhada, incluindo convenções adoptadas para indicação dos equipamentos.
 (
Animal Produtorn
) (
Filtração
ouResfriamento
) (
Ordenha
)Exemplo do Fluxograma:
 (
Leitepasteurizado/
esterilizado
) (
Pasteurização
/
esterilização
) (
Padronização
)		Leite fresco	leite filtrado e 	
Leite Padronizado	
Esquema
Substâncias iniciais	tª, pressão		Produto final
Uma tarefa muito importante na tecnologia química é a apresentação dos conteúdos abstractos por meio de gráficos (esquema corrente, desenho, diagrama).
A afirmação mais simples e prática é o esquema corrente.
Eles podem ser de diferente conteúdo:
Esquema corrente qualitativo do processo: apresentação qualitativa das operações;
Esquema corrente quantitativo do processo: apresentação quantitativa das massas aplicadas.
Esquema corrente aparativo: apresentação dos aparelhos;
Esquema corrente tecnológico: descrição sucessiva das operações que ocorrem nas máquinas e aparelhos correspondentes;
Esquema montagem: apresentação da montagem dos aparelhos.
O esquema corrente qualitativo permite uma vista geral sobre o processo químico-tecnológico sem mencionar quaisquer pormenores, caracterizando só o princípio simbolizado.
3.9. Tipos de Operações e Equipamentos
Operações
As operações unitárias constituem as partes envolvidas num processo químico industrial. Elas podem ter natureza física, mecânica, química, bioquímica ou mista. Podem ser classificadas de acordo com a modificação provocada na matéria-prima, sendo comum as seguintes: preliminares, conservação, transformação, separação e complementares.
a)Operações unitárias preliminares, como já diz o próprio nome, são normalmente realizadas antes de qualquer outra operação. Suas funções estão associadas a uma preparação do produto para o posterior processamento ou uma melhoria das condições sanitárias da matéria-prima. As principais operações unitárias preliminares são: Branqueamento; Classificação; Colheita e recepção; Eliminação de indesejáveis; Limpeza; Selecção. 
b) Operações de conservação têm como finalidade eliminar ou diminuir os agentes responsáveis pela deterioração dos alimentos, aumentando assim sua vida de prateleira. Os agentes de deterioração mais importantes são os microrganismos, sobretudo as bactérias e mofos, e as enzimas, os quais são susceptíveis às alterações de temperatura, pH, humidade e nível de oxigénio. Estes compõem os principais parâmetros a serem trabalhados nas operações unitárias que são: Atmosfera controlada; Congelamento; Evaporação; Fermentação; Irradiação; Processamento térmico (Apertização); Refrigeração; Secagem. 
c) Operações unitárias de transformação podem também promover a conservação de um alimento, mas sua principal função é modificar a matéria-prima para a obtenção de um novo ingrediente, ou um produto com melhores características funcionais, sensoriais ou nutritivas. Normalmente quando uma destas operações é aplicada sobre uma matéria-prima, tem-se uma significativa mudança em seu aspecto físico. As principais operações unitárias de transformação são: Emulsificação; Extrusão; Gelificação; Homogeneização; Mistura; Moagem; Redução de tamanho; Tratamento térmico. 
d) Operações de separação estão relacionadas principalmente com a aplicação de meios físicos ou químicos. No primeiro caso modificam-se as forças da gravidade, centrífuga ou cinética para promover a separação de materiais que apresentam características diferenciadas em relação a tamanho, forma, densidade, viscosidade, densidade, etc. Nas separações químicas trabalha-se com as igualdades ou diferenças nas afinidades apresentadas pelos meios a separar. As principais operações de separação são: Absorção; Centrifugação; Clarificação; Cristalização; Destilação; Extracção sólido-líquido; Filtração; Prensagem; Sedimentação. 
e) Operações unitárias complementares são equivalentes às operações preliminares, com a diferença de que estas ocorrem ao longo do processamento e não directamente nas matérias-primas. Estas duas classes de operações diferenciam-se das operaçõesunitárias convencionais por não promoverem mudanças significativas nas características químicas, físicas ou microbiológicas dos produtos. Algumas das principais operações unitárias complementares são: Aditivação; Armazenagem (de matérias-primas); Desaeração; Envasamento ou embalagem; Estocagem (de produtos finais); Fechamento (de latas (recravação)/de vidros ); Resfriamento; Rotulagem; Formatação. 
Equipamentos
Um equipamento é definido como sendo um instrumento necessário a determinada função.
Os equipamentos industriais podem apresentar diversas funções, podendo estas ser resumidas em: transformações físicas e químicas de materiais sólidos e líquidos, armazenamento de materiais e distribuição de fluidos. 
Os equipamentos industriais podem ser divididos e classificados em relação a sua função, conforme apresentado a seguir:
· Equipamentos de calderaria (vasos de pressão, tanques, torres, reactores, fornos, caldeiras, trocadores de calor, resfriadores, aquecedores, filtros, separadores);
· Equipamentos de Maquinaria (bombas, compressores, sopradores, centrifugadores);
· Tubulações (elemento físico de interligação entre os outros equipamentos).
Para a optimização dos processos industriais, é fundamental saber se uma reacção atinge ou não o estado de equilíbrio, e até que ponto o rendimento dessa reacção depende das condições experimentais em que é realizada. Por isso uma indústria deve possuir equipamentos e aparelhos de medição acoplados a mecanismos automáticos que acompanham e controlam a temperatura, pressão, concentração e outras variáveis das reacções, a fim de manter valores adequados para eficiência na obtenção de um produto.
Formas de energia que se usam na indústria química
Energia eléctrica: é empregue em empresas químicas para realizar os processos electroquímicos (electrolise das soluções e massas fundidas), processos electrotérmicos (que engloba a fusão, síntese e altas temperaturas) e processos electromagnéticos.
Na indústria química emprega-se amplamente a transformação da energia eléctrica em mecânica que é necessária principalmente para as operações físicas, por exemplo, a pulverização, centrifugadora, funcionamento dos ventiladores, compressores, etc.
Energia térmica: emprega-se em primeiro lugar, para realizar os variados processos físicos que não são acompanhados por processos químicos, por exemplo, fusão, secagem, evaporação, destilação, etc., e em segundo lugar, para realizar os processos químicos (processos acompanhados com reacções químicas).
Energia luminosa: emprega-se para realizar as reacções fotoquímicas, por exemplo, síntese do HCl(g) a partir dos seus elementos respectivos, halogenação das substancias orgânicas e outros processos.
Os fenómenos fotoeléctricos se empregam para o controlo e comando automático dos processos tecnológicos.
3.10. Indústria química e meio ambiente
De acordo com a tendência actual de consumo surge a necessidade de aumento de produção a actual demanda. Por conseguinte, isto implica maior expansão da rede industrial e a respectiva automatização, assim como o aumento da exploração da matéria. Estas exigências humanas implicam um desgaste ambiental. Por exemplo, quando a indústria química lança anualmente 4,6% de gás de SO2 e 2,9% dos gases do azoto. Assim sendo, a indústria química tem de ser considerada como uma indústria de desenvolvimento e protecção ambiental ao introduzir o conceito de quimização.
Quimização: é a introdução dos métodos, processos e materiais químicos para a economia nacional, mas obedecendo os seguintes critérios:
· Ordenamento das substâncias nocivas e a forma de diminuir a produção quantitativa;
· Produção de produtos que neutralizam os produtos nocivos;
· Dialogo entre a indústria química com a sociedade;
· Implementação do processo de reciclagem.
3.11. Reactores: Classificação dos reactores
Reactores químicos
Reactor químico (câmara de reacção): é um aparelho em que se levam a cabo os processos químico-tecnológicos que conjugam as reacções químicas com a transferência de massa (difusão).
Exemplos de reactores químicos típicos para processos que transcorrem nos sistemas gás-sólido e líquido-sólido: estufas industriais, os aparelhos de contacto, volumes de síntese, reactores com misturadores, etc.
NB: A eficiência de todo o processo tecnológico depende da selecção correcta do reactor e sua estrutura perfeita.
Requisitos principais que devem satisfazer os reactores industriais
· Produtividade e intensidade máxima do trabalho;
· Alto rendimento do produto e a selectividade máxima dos processos. Este requisito assegura-se pelos parâmetros óptimos de regimes tecnológicos (todos os factores que afectam o processo como: temperatura, pressão, concentração das substâncias iniciais e produtos da reacção);
· Gastos energéticos mínimos para agitar os materiais e transportá-los através do reactor. Assim como melhor utilização do calor de reacções exotérmicas. Para que o gasto energético seja mínimo tem que rebaixar a resistência hidráulica, isto é, simplificar a estrutura;
· Manejo fácil, estabilidade de regimes e segurança no trabalho. Estas condições são asseguradas pela estrutura reaccional do reactor e por pequenas oscilações dos parâmetros de regime tecnológico que permite automatizar facilmente o funcionamento do reactor;
· Baixar o custo de fabricação do reactor e de sua aplicação.
Classificação dos reactores
1. Quanto ao modo de operações temporais
a) Reactor contínuo: quando a mistura reaccional é alimentada continuamente e os produtos de reacção são removidos continuamente
I. Reactor contínuo tanque agitado: permite a homogeneidade da mistura reaccional.
II. Reactor contínuo tubular: constituído por um ou mais tubos por onde passa a mistura reaccional e onde ocorre a transformação química desejada.
Neste tipo de reactor a concentração da mistura não é uniforme observando um gradiente longitudinal ao longo da tubagem.
b)Reactor descontínuo: quando durante a transformação química não ocorre nem alimentação de mistura reaccional, a nem remoção dos produtos da reacção.
O reactor descontínuo é um reactor de grande interesse prático nomeadamente ao nível laboratorial, sendo o único para o qual existe uma igualdade entre a variação da concentração de uma espécie e a respectiva velocidade da reacção pelo que é frequentemente utilizado para estudos cinéticos.
No entanto, a produção de um reactor descontínuo depende não só do seu volume e a conversão do ciclo, mas também da duração das operações da carga (t-carga); descarga (t-descarga); lavagem (t-lavagem).
Produção por ciclo = V. CAO.X
Onde: V – volume (constante)
	CAO – concentração do reagente
	X – variável de conversão
Duração total do ciclo = Reacção + t-carga + t-descarga + t-lavagem
Onde; t-carga – tempo de carga
	t-descarga – tempo de descarga
	t-lavagem – tempo de lavagem
c)Reactor semi-contínuo: quando a mistura reaccional (na sua totalidade ou um dos seus componentes) é alimentada continuamente ou o efluente é removido continuamente não existindo, contudo, continuamente as duas correntes.
Efluente – é a parte da matéria-prima que não foi transformada.
2. Quanto ao número de fases que neles existem
a) Reactores homogéneos: dentro do reactor existe uma única fase.
b) Reactores heterogéneos: dentro do reactor encontram-se mais do que uma fase.
c) Reactores fluído-sólido: são reactores de grande importância, contendo uma fase sólida e uma fase fluida. A fase sólida pode ser um catalisador como no processo de cracking catalítico ou um reagente como na combustão de carvão.
d) Reactor multifásico: contendo mais do que duas fases, normalmente uma sólida ou duas ou mais fluídas. Em muitos casos, a fase sólida pode funcionar unicamente como suporte para aumentar o grau de mistura entre as duas fases fluidas.
3. Quanto ao regime térmico
a) Reactor isotérmico: o reactor funciona à uma temperatura constante, sendo este independente do tempo e da posição espacial.
b) Reactor adiabático: o reactor não efectua trocas de calor com o exterior através das suas paredes.
c) Reactorpolítropo/politérmico: o reactor pode efectuar permuta de calor com o meio exterior através das suas paredes.
NB: Dos reactores contínuos e descontínuos é mais selectivo o descontinuo, porque num determinado tempo o processo pode ser interrompido e analisado.
· A principal classificação porque vai condicionar fortemente o tipo de equações que vão usar-se para descrever o reactor refere-se ao seu modo temporal.
Comparação entre reactores
	Tipo de reactor
	Uso/aplicação
	Vantagem
	Desvantagem
	Descontínuo
	- Produção em pequena escala;
- Produção de produtos intermediários em afins.
	- Muito flexível;
- Elevada conversão por unidade de volume;
- Fácil limpeza;
	- Elevados custos de operação;
- Qualidade de produto mais variáveis que na operação contínua.
	Tubular 
	- Produção em grande escala;
- Uso de reacções em fase gasosa e líquida.
	- Elevada conversão por unidade de volume;
Baixo custo de operação;
- Operação continua.
	- Baixo controle de temperatura,
- Maior risco de contaminação de produtos;
- Paragem e limpeza muito honerosas.
	Contínuo com agitação
	- Produção em grande escala;
- Uso de reacções em fase liquida, gás-líquido, sólido-líquido.
	- Adaptação fácil a reacções com duas fases;
- Simplicidade de construção;
- Baixo custo de operação;
- Fácil limpeza em relação ao tubular;
- Operação contínua;
- Fácil de controlar em relação ao tubular.
	- Baixa conversão por unidade de volume;
Possibilidade de curto-circuito no caso de uma agitação.
	Semi-contínuo ou semi-descontínuo
	- Produção em pequena escala;
- Uso de reacções competitivas e reacções gás-líquido.
	- Elevada conversão por unidade de volume;
- Boa reactividade, minimização de reacções secundárias;
- Flexibilidade de operação.
	- Elevado custo de operação;
- Qualidade de produto mais variável que na operação continua.
Classificação de baterias de reactores
Se o grau de transformação num reactor não é elevado/grande, requer-se conectar em série vários aparelhos do mesmo tipo, ou seja, formar uma bactéria de reactores.
Existem dois tipos de bactérias:
a) Semi-contínuo: consiste na disposição em série de não reactores idênticos e que um dos reagentes é continuamente removido.
Ex.: Processo de sufonação.
b) Contínuo: consiste na disposição de 3 reactores contínuos em série. 
Jorge Ernesto (Lic. Em Ensino de Química)	Página 31