Extração Líquido-Líquido

Extração líquido-líquido (ELL), também conhecida como extração por solvente e partição, é um método para separar compostos baseado em suas diferentes solubilidades em dois líquidos diferentes imiscíveis, normalmente água e um solvente orgânico. É um processo de separação que objetiva a extração de uma substância de uma fase líquida em outra fase líquida. Extração líquido-líquido é uma técnica básica em laboratórios químicos, onde é realizada usando-se um funil de separação. Este tipo de processo é comumente realizado após uma reação química como parte de work-up (rotina de trabalho em laboratório de química visando isolar e purificar o(s) produto(s) de uma reação química).

Em outras palavras, é a separação de uma substância de uma mistura por preferencialmente dissolver esta substância em um solvente adequado. Por este processo, um composto solúvel é normalmente separado de um composto insolúvel. Extração de solvente é utilizado no reprocessamento nuclear, processamento de minérios, a produção de compostos orgânicos finos, o processamento de perfumes e outras indústrias.

Por exemplo, em uma situação onde temos dois líquidos, A e B, miscíveis entre si, e queremos separar A de B, podemos usar um terceiro líquido, C, que seja mais miscível com A do que com B (veja figura). A separação entre o extrato, A e C, e o rafinado, A e B, é feita com uma ampola de decantação ou um funil separador, em escala laboratorial, e em equipamentos de extração industriais como colunas de extração ou misturadores-decantadores. O rafinado pode ser mais purificado com etapas adicionais sucessivas de extração líquido-líquido. A recuperação de A a partir do extrato é geralmente feita por destilação.

Extração líquido-líquido é possível em sistemas não aquosos: Em um sistema consistindo de um metal fundido (ou líquido) em contato com sal fundido, metais podem ser extraídos de uma fase para a outra. Isto é relacionado ao eletrodo de mercúrio electrode onde um metal pode ser reduzido, o metal irá frequentemente dissolver-se no mercúrio formando uma amálgama que modifica grandemente sua eletroquímica. Por exemplo, é possível para cátions sódio serem reduzidos em um cátodo de mercúrio para formar amálgama de sódio, enquanto em um eletrodo inerte (tal como a platina) os cátions sódio não são reduzidos. Em vez disso, água é reduzida a hidrogênio. Um detergente ou sólido fino pode ser usado para estabilizar uma emulsão, ou uma terceira fase.



Mecanismo da Extração

O mecanismo do processo de extração ocorre, basicamente, de acordo com as seguintes etapas:

a) Mistura ou contato íntimo entre o solvente e a solução a ser tratada. Ao longo desta etapa, ocorrerá a transferência do soluto da solução para a fase solvente;
b) A separação entre as fase líquida da solução, denominada de rafinado, e a fase líquida solvente, denominada de extrato;
c) Recuperação do dolvente e do soluto.

Para a recuperação do soluto do solvente, é necessário que estes tenham características que permitam a separação dos mesmos através de um simples processo de destilação ou qualquer outro tipo de separação simples e possível.
O ciclo da extração pode ser representado pela figura seguinte, de forma que a massa específica do solvente é menor do que a massa específica da solução, para que seja possível a extração.

TECNOLOGIA DA EVAPORAÇÃO EM ALIMENTOS

Na indústria de alimentos e sucos, evaporação se refere à operação que consiste em remover a água existente nos alimentos in natura (todo alimento contém água natural em sua composição).
Para a evaporação, usa-se transferência de calor para ferver o alimento, e obter um produto aquoso de concentração mais elevada. Este processo é utilizado para retirada da água dos alimentos mais variados
O evaporador tem a função principal de fornecer calor para evaporar a água do alimento (troca térmica), através da ebulição. Para que o alimento não perca a sua cor, aromas e ingredientes nutritivos, esta operação de fervura é realizada sob vácuo no interior do evaporador isto é, o alimento entra em ebulição a baixa temperatura. Alguns fatores são importantes na evaporação da água do alimento e que, deve ser observado:
Viscosidade do produto alimentício;
Pressão no evaporador;
Vácuo interno;

PROCESSO

Colheita, Recepção e Limpeza;
Torrefação;
Resfriamento;
Moagem;
Mistura;
Extração Sólido-Líquido;

Concentração
Na etapa de concentração faz-se com que o extrato precedente da extração que contém cerca de 20% de substâncias sólidas alcance uma concentração de 50% de matérias sólidas.
No caso de posterior secagem por atomização, o concentrado obtido com 50% de matérias sólidas deve ser misturado com a quantidade adequada de extrato solúvel de 20% para que no final sobre um produto com 32% de substâncias sólidas, o qual é enviado ao atomizador para proceder a secagem. Isto evita o aparecimento de problemas na atomização na corrente de ar quente para o caso de secagem por congelamento o extrato que sai da etapa de concentração com 50% de matérias sólidas deve ser misturado com um extrato de 20% de matérias secas, até se obter uma porcentagem de 40% de matérias sólidas do produto, que é enviado para o congelamento e sacagem.
Com a etapa de concentração é possível obter um extrato concentrado em menos de 1 segundo a uma temperatura de 50 a 60°C sem que os compostos aromáticos tenham tempo de se egradar.
O equipamento utilizado nessa etapa geralmente é um evaporador

Secagem;
Aglomeração;
Embalagem;

Visita técnica: PORTINARI

No dia 24 de março, fomos à Portinari em uma visita técnica para conhecer o processo completo de uma indústria cerâmica, desde a chegada da matéria prima até a finalização do produto. Destacando, como objetivo principal, conhecer secadores industriais, como o secador rotativo.
A Cecrisa S.A. é uma companhia aberta que produz e comercializa porcelanatos e revestimentos cerâmicos com as marcas PORTINARI e CECRISA.

Trocador de Calor

Trocador Duplo Tubo

O trocador duplo tubo é composto por dois tubos concêntricos, geralmente com trechos retos e com conexões apropriadas nas extremidades de cada tubo para dirigir os fluidos de uma seção reta para outra. Este conjunto em forma de U é denominado grampo, o que permite conectar vários tubos em série. Neste tipo de trocador, um fluido escoa pelo tubo interno e outro, pelo espaço anular, a troca de calor ocorre através da parede do tubo interno.
As principais vantagens são: facilidade de construção e de montagem, ampliação de área, facilidade de manutenção e de acesso para limpeza.


A maior aplicação de trocadores tipo duplo tubo reside na troca de calor sensível - aquecimento ou resfriamneto - onde a área de troca térmica requerida não ultrapassa 20m². Sua principal vantagem consiste na facilidade de arranjo da tubulação e facilidade de limpeza. Também permite um bom controle da distribuição de fluidos em ambos os lados. Sua principal desvantagem é seu alto custo por unidade de área de troca térmica.

Torre de destilação e separação de componentes do Petróleo

Torre de Destilação
Arquivo do curso de Tecnólogo em Processos Químicos Industriais na faculdade Centro Federal de Educação Tecnológica de Química de Nilópolis

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Utilização de secadores na indústria cerâmica:

Após a etapa de formação, as peças em geral ainda contém grande quantidade de água,
proveniente da preparação da massa. Para evitar tensões e, consequentemente, defeitos
nas peças (como trincas, bolhas, empenos, etc) é necessário eliminar essa água de forma
lenta e gradual até um teor suficientemente baixo, de 0,8% a 1,5% de umidade residual.

O calor de secagem é fornecido principalmente por queimadores a gás natural,
atingindo temperaturas de 70°C. É importante para a redução do consumo energético
que a secagem seja rápida, efciente e de baixo desperdício, controlando as taxas de
aquecimento, circulação de ar, temperatura e umidade. A secagem pode ser realizadas
em dois tipos de secadores, verticais ou horizontais:

• Secador Vertical: as peças são introduzidas a uma temperatura de 100oC, elevada
gradualmente ao longo do forno. Na parte superior do equipamento há dois queimadores
a gás natural, que aquecem o ar a temperaturas que variam de 125oC até 170°C,
eliminando o excesso de umidade das peças para aumentar sua resistência mecânica. O
material que deixa o secador vertical na mesma temperatura de sua entrada para evitar
choque térmico com o ar à temperatura ambiente. O ciclo de secagem vertical dura
entre 35 e 50 minutos, e a umidade residual da peça fca em torno de 2%;



• Secador Horizontal: neste caso as peças são introduzidas em diversos planos no interior
do equipamento, e se movem horizontalmente por meio de roletes. O ar quente, que entra
em contracorrente com as peças, é produzido por queimadores situados nas laterais do
forno, sendo que a temperatura máxima desse tipo de instalação é maior do que no caso
dos secadores verticais, e os ciclos de secagem menores (entre e minutos);

Por que é adicionado as bolinhas de vidro no balão durante a destilação?

Uma coluna de fracionamento permite a passagem dos vapores do líquido mais volátil, com menor ponto de ebulição. Como a coluna é preenchida com grãos de vidro, esses obstáculos bloqueiam os vapores do líquido menos volátil, que condensam na própria coluna e retornam para o balão. Também serve para evitar a ebulição tumultuosa.
beijinhos:*

O que é Destilação?

Separar o puro do impuro. Para os Alquimistas, esta era a finalidade da técnica de destilação. E continua sendo, até hoje. Destilação é um dos processos mais comuns nas indústrias químicas - desde as indústrias farmacêuticas aos polos petroquímicos. O petróleo, uma mistura de líquidos orgânicos, é destilado e separado em diversas frações, de onde saem os éteres, gasolina, o piche, e a grande maioria dos compostos aromáticos que usamos no laboratório.

A destilação é o modo de separação baseado no fenômeno de equilíbrio líquido-vapor de misturas. Em termos práticos, quando temos duas ou mais substâncias formando uma
mistura líquida, a destilação pode ser um método adequado para purificá-las: basta que tenham volatilidades razoavelmente diferentes entre si.

Simplificando: a destilação é o processo no qual duas substâncias são separadas através do aquecimento. Ex.: solução de àgua e sal. Aquecendo a solução, quando a àgua entrar em ebulição e passar pelo condensador, sairá como água líquida, enquanto o sal ficará no primeiro recipiente. Separando assim a àgua destilada e o sal.

O petróleo é um exemplo moderno de mistura que deve passar por várias etapas de destilação antes de resultar em produtos realmente úteis ao homem: gases (um exemplo é o gás liquefeito de petróleo ou GLP), gasolina, óleo diesel, querosene, asfalto e outros.

Em teoria, não se pode purificar substâncias até 100% de pureza através da destilação. Para conseguir uma pureza bastante alta, é necessário fazer uma separação química do destilado posteriormente.

As aplicações da destilação são principalmente relacionadas à separação do petróleo em diversos hidrocarbonetos de menor peso molecular. Também pode ser utilizada na obtenção do oxigênio puro, através da destilação do ar previamente liquefeito. Em alimentos, a destilação é especialmente importante na fabricação de bebidas destiladas e na obtenção de essências vegetais.

Os principais tipos de destilação são:

- Destilação simples: para que dois componentes possam ser separados eficientemente por destilação simples é necessário que a diferença entre seus pontos de ebulição seja alta.

- Destilação fracionada (contracorrente): Para separar componentes com pequenas diferenças de pontos de ebulição, separa-se as primeiras frações do destilado, que são destiladas novamente, sofrendo um crescente enriquecimento do componente mais volátil. Utiliza-se uma coluna de retificação entre a alimentação e o equipamento de condensação dos vapores, que proporciona várias destilações simples sucessivas.

- Destilação à pressão reduzida: O conjunto é submetido ao abaixamento de pressão, para purificar substâncias que se decompõem a temperaturas abaixo do seu ponto de ebulição sob pressão normal ou àquelas com pontos de ebulição muito elevados.

- Destilação por arraste a vapor d’água: é usada para purificar substâncias que se decompõem a temperaturas elevadas e para separação de compostos voláteis de uma mistura de outros não voláteis. A substância a ser separada por esse processo deve ser insolúvel em água, porque os vapores d’água é que vão conduzir essa substância.

As aplicações da destilação são principalmente relacionadas à separação do petróleo em diversos hidrocarbonetos de menor peso molecular. Também pode ser utilizada na obtenção do oxigênio puro, através da destilação do ar previamente liquefeito. Em alimentos, a destilação é especialmente importante na fabricação de bebidas destiladas e na obtenção de essências vegetais.

Secador de Impacto

Os fornos secadores de impacto utilizam impacto rotativo para quebrar materiais aglomerados e um tubo de arrasto vertical para secagem.

Como funciona

A maioria dos materiais de alimentação úmidos podem ser introduzidos diretamente no secador de impacto. Se o material é muito úmido ou pegajoso, pode ser alimentado para um misturador reserva para misturar-se com material previamente seco antes de entrar no secador. Na entrada, o material de alimentação é exposto a gases quentes, e a umidade superficial é rapidamente evaporada. A alimentação é arrastada para dentro do secador pelos gases quentes, onde o rotor rápido desaglomera qualquer massa e o ar quente e turbulento evapora a umidade das partículas expostas.

Ainda que seja usado principalmente para secagem, o sistema de secagem por impacto é usado com sucesso também como calcinador de gesso.


Os sistemas de secagem por impacto são versáteis e eficientes e oferecem várias opções para a remoção de umidade de materiais finos ou fibrosos. Estas unidades desaglomeram material de alimentação úmido em uma corrente de gás quente e turbulenta, produzindo partículas de produto seco. Aplicações típicas incluem secagem de polpas filtradas, polpas de alta densidade e carrinhos.

Versatilidade:
Uma grande variedade de materiais pode ser processada, dependendo da configuração do sistema.