parte iii (capítulos 5 e 6)

7/25/2019 Parte III (Captulos 5 e 6)

1/126

PROCESSOS DE ENGENHARIA QUMICA

E BIOLGICA

CAPTULO 5 BALANOS DE MASSA A PROCESSOS ENVOLVENDO

EQULIBRIO LQUIDO-VAPOR

e

CAPTULO 6 BALANOS DE MASSA A PROCESSOS COM EXTRACO

LQUIDO/LQUIDO

Me!"#$% I&!e'"#$% e( E&'e&)#"*# B*%+,'*#

P"%. 0%1 A Le%"$% S#&!%

P"%.2 M#"*# $e 34!*(# C R%#

P"%.2 M#"*# C"*!* 3e"&$e

2013/2014

P-5 / A3R-565

A*" L*.! 3e"(e&!#!*%&

P-7 / DS-565

Ce&!"*.8'#!*%&

P-9 / DCDR-565

D%8:+e C%&e D";*&'

S-102

P-< / V-565

B+e&$*&' / S!%"#'e

S-103

S-101

S-104

S-105

S-106

S-108

S-109

S-107


2/126


3/126


E BIOLGICA

SLIDES DA MATRIA TERICA



Mestr!" I#te$r!" e% E#$e#&r' B'"()$'*

Pr"+, "s. A, Le"#r!" S#t"s

Pr"+/ Mr' !e 01t'% C, R"s

Pr"+/ Mr' Cr'st'# 0er##!es

2013/2014

P-2 3 A0R-242

A'r L'+t 0er%e#tt'"#

P-5 3 DS-242

Ce#tr'+6$t'"#

P-7 3 DCDR-242

D"68(e C"#e Dr9'#$

S-102

P-: 3 V-242

B(e#!'#$ 3 St"r$e

S-103

S-101

S-104

S-105

S-106

S-108

S-109

S-107


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209


EQUILBRIO LQUIDO-VAPOR

Jos A. L. Santos PROCESSOS DE ENEN!ARIA QUMICA E BIOL"ICA M#st$a%o Int#&$a%o #' Enn(a$)a B)o*+&),a

OBJECTIVO

Balanos de massa evolvendo equilbrio lquido-vapor de solues reais, ideais e delquidos completamente imiscveis

5.1 Introduo ao equilbrio lquido-vapor

5.2 olues ideais

5.! olues no ideais

5." - #quidos imiscveis

SUBCAPTULOS

210

DIERENA ENTRE /S E VAPOR

VAPOR $luido a uma temperatura abai%o da t#'0#$at1$a ,$2t),a. & variao dapresso pode ori'inar a condensao do vapor em lquido, ou a vapori(ao do lquidoem vapor. ) vapor pode coe%istir com a sua $ase lquida.

/S $luido a uma temperatura superior * t#'0#$at1$a ,$2t),a. )s 'ases esto auma temperatura acima da qual no podem e%istir na $ase lquida, mesmo aumentandoa presso.




5.3 INTRODU4O AO EQUILBRIO LQUIDO-VAPOR


6/126

211




DIARAMA DE ASES

+ondies de presso e temperatura para as quais podem ocorrer mudana de $ases

Gas

NOTA )s *12%os s10#$,$2t),os tm propriedades intermedirias entre um 's e um lquido. lesdi$undem como 'ases e dissolvem outros materiais como lquidos.

E6#'0*o s,-CO7 - / um e%celente solvente alternativo 0barato, biocompatvel, pouco a'ressivo,etc, sendo utili(ado em e%traco de produtos naturais, encapsulamento de $rmacos, meioreaccional, etc.

212

onto &234+ ! mm 6'

onto +234+ 783 mm 6'

onto B234+ 17,5" mm 6'

onto 91334+ 783 mm 6'

onto 1!34+ 783 mm 6'

m que:

- ;apor

- #quido9ia'rama de $ases para o 'ua0no est * escala

&

B

+ 9luidoupercrtico

-5,3 3,313 23 133 1!3 !7",!

= 04+

185 ?3@021@,! atm

783

17,5"

",5@!

0mm 6'

As





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213

ara uma t#'0#$at1$a )n#$)o$ a 839C,0temperatura ambiente, por e%. o CO7 / um:a0o$ e no um 's, como abitualmente /considerado.

E6#'0*os %# &as#s - ar, metano, 's natural, mon


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215




Va$)a@=o %a 0$#ss=o %# :a0o$ ,o' a t#'0#$at1$a:

216

& 0$#ss=o %# :a0o$ 0pv / uma 'rande(a caracterstica de cada substEncia e que variacom a temperatura.




0p' 1" das F=abelasG


9/126

217

& variao da 0$#ss=o %# :a0o$ 0pv com a temperatura pode ser descrita pela equaode C*a1s)1s-C*a0#$on:

=0HB-&pln v = & e B so constantes 0B / a entalpia de vapori(ao

a obteno desta equao $oram consideradas vrias apro%imaes:

) vapor comporta-se idealmente

0;mliq JJJ 0;mvapor 0presses no muito elevadas & entalpia de vapori(ao no varia si'ni$icativamente com a temperatura




218

& variao de pv com = no / linear.

< / linear a variao de *n 0:com 3T>?

*n 0:

3 T>?

;ariao da pv com =, para a 'ua

v 0a

=emperatura 0H

9eclive D -B)rdenada na ori'em D &




=0HB-&pln v = Y D & B K


10/126

219

+=

B-&plo' v13 +=

+ompostos >


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221

EEMPLO

9eterminar a presso de vapor * temperatura de

!34+ :

A? Ntili(ando a equao de C*a1s)1s-C*a0#$on

B? Ntili(ando a equao de Anto)n#

C? or interpolao linear

D? Ntili(ando a equao de pv D $ 0=0das p' "-? das F=abelasG

a tabela se'uinte esto indicados os valores da 0$#ss=o %# :a0o$ do ,*o$o+$')o

0triclorometano, +6!+l em $uno da temperatura.

=0H pv 0mm 6'-7,1

3,5

"3

13,"

25,?

"2,7

81,!

83

133

233

"33

783




0p' 17 das F=abelasG

222

3

233

"33

833

@33

-13 3 13 23 !3 "3 53 83 73

=emperatura 04+

2ressode;apor0mm6'

A? Ut)*)Fan%o a #1a@=o %# C*a1s)1s-C*a0#$on

& variao de 0:com Tno / linear.

=0H

B

-&pln v=

0em que & e B so constantes

A #1a@=o %# C*a1s)1s-C*a0#$on

/ a equao de uma recta, pois ...

RESOLU4O





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223

13

133

1333

2,@ !,3 !,2 !," !,8 !,@ ",3

01O=0H % 13!

pv0mm6'1

>'1%an@a %# :a$)


13/126

225

B? Ut)*)Fan%o a #1a@=o %# Anto)n#

"!,15-=1218-7,38plo'

0H0mm6'v13 =

= D !3!,1" H 0:H 735 '' !&

Ntili(ando a equao anterior:

0utili(ando o %cel 0solver

+=B-&plo' v13 +

=E1a@=o %# Anto)n#

nto:3

233

"33

833

@33

1333

283 2@3 !33 !23 !"3

T>C?

0:>''!&?

a1st# %a #1a@=o

0em que &, B e + so constantes




226

K-K

P-PK-K

P-P1

1

21

21=

K

P

K2K1

P1

P2

R

K-K

P-PK-K0PP21

2111

+=

C? Int#$0o*a@=o *)n#a$ >,o' '1%an@a %# :a$)


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227

=0H v 0mm 6'-7,1

3,5

"3

13,"

25,?

"2,7

81,!

83133

233

"33

783 M1%an@a %# :a$)


15/126

229




quao de +lausius-+lapeTron

Interpolao linear0com mudana de var.

quao pv D $ 0=

quao de &ntoine

pv 0mm6'

2!7,"

2"2,"

2!?,3

2"1,5

Modo de clculo

Uesumo:

230

& equao $undamental de equilbrio lquido-vapor, para um qualquer componente i,/ dada pela se'uinte equao:

iTi D i %i $io

em que: i - coe$iciente de $u'acidade$io - $u'acidade do componente puroi - coe$iciente de actividade

Ti - $raco molar do componente i na mistura 'asosa

%i - $raco molar do componente i na mistura lquida - presso do sistema






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231

ara a maioria dos processos qumicoObiolT?

0pivap D 0piliq pi presso parcial




232

ara so*1@#s )%#a)s 0solues $ormadas sem variao de entalpia e de volumetem-se que:

i 0coe$iciente de actividade D 1

E1a@=o 1n%a'#nta* %# #1)*2;$)o*21)%o-:a0o$ s)'0*)),a%a

Ti D %i 0:)>T?

>A? t#'0#$at1$a %# #;1*)@=o %o ,o'0on#nt# '#nos :o*B? t#'0#$at1$a %# #;1*)@=o %o ,o'0on#nt# 'a)s :o*A?

>B?

3

- lina do vapor- lina do lquido

6))



5.7 SOLUES IDEAIS


L#) %# Rao1*t pi D %i 0:)>T?

ara uma mistura binria


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233

EEMPLO

+onsidere a mistura 'asosa arOvapor de 'ua saturada * presso atmos$/rica e *

temperatura de 254+. 9eterminar a composio desta mistura.

RESOLU4O

pv0254+ D 2!,758 mm 6' 0p' ! das F=abelasG

%'ua pv D T'ua quao de equilbrio lquido-vapor:

ara a 'ua 0que / o vapor o ar / o 's:

1 2!,758 783 mm 6'

838+omposio da mistura 0saturada:

A$ - KVa0o$ 838




234

3? Ponto %# ;o*(a 0ou de borbulamento de uma mistura lquida:

Co'0os)@=o

T#'0#$at1$a

L2.

Va0o$

L2.Va0o$

>A?

>B?

3

T#'0#$at1$a %# )n2,)o %# #;1*)@=o %a')st1$a *21)%a.

+omo calcular esta temperaturaR

abendo a presso do sistema e a composiodo lquido, ento:

Ti D %i 0:)>T?

D %i 0:)>T?

pois Ti D 1 Ti D %i 0:)>T? O

C


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235

7? Ponto %# o$:a*(o de uma mistura 'asosa:

Co'0os)@=o

T#'0#$at1$a

L2.

Va0o$

L2.Va0o$

>A?

>B?

3

T#'0#$at1$a %# )n2,)o %a ,on%#nsa@=o %a')st1$a &asosa.

+omo calcular esta temperaturaR

abendo a presso do sistema e a composiodo vapor, ento:

%i D 0 Ti O 0:)>T?

pois %i D 1 %i D Ti O 0:)>T?

C


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237




o entanto, para uma mistura 'asosa que para al/m de :a0o$#s tamb/m tenam &as#s

temos a se'uinte equao:

D 0 %i 0:)>T?i vapores Q 0TS S 'ases

D 0T1 Q T2 Q Wi vapores Q 0T! Q T" Q WS 'ases9onde:

%emplo:+onsiderar a mistura 'asosa composta por @X de etanol, !X de 'ua e ar. abendo queesta mistura est saturada nestes vapores, calcular a presso, sabendo que atemperatura / de 28,34+.

D %etanol pv etanol0284+ Q %'ua pv 'ua0284+ Q Tar

D 3,3@ 6 83,3 Q 3,3! % 25,21 Q 3,@?

D 5,58 Q 3,@? D 5,58 O 01 - 3,@5 D 53,5 mm6'01- 3,@? D 5,58

238

%emplo:Mistura binria cicloe%anoOtolueno

C),*o(#6ano >3? To*1#no >7? D 885 mm6'- $ase lquida - $ase vapor

%1 T1

T >9C?

9o dia'rama de #; tiramos que

%1 D 3,"!7 %2 D 01 %1 D 3,58!

T1 D 3,888 T2 D 01 T1 D 3,!!"

abs D 885 mm 6' e = D ?34+ 33





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239

T1 D %1 0:1>K9C?T2 D %2 0:2>K9C?

&trav/s da relaes de equlibrio >,),*o(#6ano >3?to*1#no >7?? :

T1 D %1 0:1>K9C?01-T1 D 01-%1 0:2>K9C?

e D 885,3 mm 6'

222,?=123"-8,@"5plo' v13 +

=

21?,"=1!""-8,?5!plo' v13 +

=

+icloe%ano 01:

=olueno 02

resses de vapor de 0equao de &ntoine:

p:1>K9C? D ??!," mm 6'

p:2>K9C? D "38,5 mm 6'

0v em mm6' e = em 4+




240

T1 885,3 D %1 ??!,"

01-T1 885,3 D 01-%1 "38,5

T1 885,3 D %1 ??!,"

885,3 - T1 885,3 D "38,5 - %1 "38,5

885,3 - %1 ??!," D "38,5 - %1 "38,5

%1 D 3,""3

T1 D 3,882

%2 D 01 %1 D 3,583

T2 D 01 T1 D 3,!!@





21/126

241

? Co'0os)@#s %as ,o$$#nt#s *21)%a # &asosa e as suas respectivas 1ant)%a%#s,quando uma mistura lquida / parcialmente vapori(ada 0$lasB, para uma determinadapresso e temperatura.

& t#'0#$at1$a de $uncionamento do destilador tem de estar situada entre o 0onto %#;o*(a e o 0onto %# o$:a*(o.

&limentaolquida

>ase vapor

>ase lquida

vapor

D#st)*a@=o >o1 :a0o$)Fa%o$? 5*as(.

9estilador contnuo de um Vnico andar deequilbrio utili(ado para separaes simples:separao de compostos com uma ra(oveldi$erena de volatilidade.

& corrente de alimentao $resca / previamentepr/-aquecida 0ver $i'ura do slide se'uinte, so$rendoem se'uida uma vapori(ao parcial 0so$re umadescompresso.




242

Va0o$)Fa@=o=,

;apor T1 , T2 , ... , Ti

;

#

#quido %1 , %2, ... , %i

&limentaolquida >(1 , (2, ... , (i

> Massa ou moles 0ou caudal de lquido a ser vapori(ado.0alimentao $resca

# Massa ou moles 0ou caudal de lquido a no equilbrio.; Massa ou moles 0ou caudal de vapor a no equilbrio.(i +omposio 0mssica ou molar da corrente de alimentao%i +omposio 0mssica ou molar do lquido a no equilbrio

Ti +omposio 0mssica ou molar do vapor a no equilbrio

ara a resoluo de problemas de vapori(ao rpida 0$lasB / necessrio combinar os;a*an@os %# 'assa com as $#*a@#s t#$'o%)n'),as %# #1)*2;$)o.

m que:





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243

Ti D %i 0:)>T?

T1 D %1 0:3>T?

T2 D %2 0:7>T?...

%i D 1

Ti D 1

E1a@#s %# #1)*2;$)oBa*an@os %# 'assa

(1 > D %1 # Q T1 ;

(2 > D %2 # Q T2 ;

(0i-1 > D % 0i-1 # Q T 0i-1 ;

> D # Q ;

...

or $im e$ectua-se a resoluo simultEnea 0ou no da vrias equaes dosistema obtido.




244

C),*o(#6ano >3? To*1#no >7? D 885 mm6'- $ase lquida - $ase vapor

%1 T1

T >9C?

%emplo:Mistura binria cicloe%anoOtolueno

Va0o$)Fa@=o= D ?34+

+icloe%ano - 53X=olueno - 53X1333 molesO

;apor T1 T2

#quido %1 %2

= D @34+ 33

A

B

C

# moles da $ase lquida; moles da $ase 'asosaMi moles iniciais

M

&+

B+# i= M

&+

&B; i=

9o dia'rama de #; tiramos que

%1D 3,"!7 %

2D 01 %

1 D 3,58!

T1 D 3,888 T2 D 01 T1 D 3,!!"

0ou atrav/s das 2 relaes de equilbrio 0slide 2"3





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245

At$a:s %os Ba*an@os %# Massa

(1 > D %1 # Q T1 ;

> D # Q ;

3,5 % 1333 D 3,"!7 # Q 3,888 ;

1333 D # Q ;

3,5 % 1333 D 3,"!7 01333 ; Q 3,888 ;

# D 725 moles

; D 275 moles

533 D "!7 3,"!7 ; Q 3,888 ;

moles72713333,"7,251

1,25M

&+

B+# i =

+

==moles27!13333,"7,251

3,"7M

&+

&B; i =

+

==

At$a:s %o %)a&$a'a %# ELV

comprimento 0cm dos se'mentos de recta




246

#quido

>ase vapor

>ase lquida

vapor

Con%#nsa%o$

...#quido

&limentaolquida

>ase vapor

>ase lquida

vapor

Con%#nsa%o$

#' s$)# %#st)*a@=o ,ont2n1aVa0o$)Fa%o$ 5*as(





24/126

247

D#st)*a@=o ,ont2n1a %# $a,,)ona'#nto

D#st)*a@=o $a,)ona%a / o processo deseparao onde se utili(a uma coluna contnuade $racionamento na qual / possvel reali(ara separao de di$erentes componentes, queapresentam di$erentes pontos de ebulio.

Nma coluna de destilao / equivalente avrios destiladores $lasB em s/rie.

Co*1na %#$#,t)),a@=o

Co*1na %#st$)00)n&

A*)'#nta@=o

$#s,a

Con%#nsa%o$

E;1*)%o$

R#*16o >L).?

Va0o$

L21)%o

Va0o$

Co'0on#nt#sM#nos :o*


25/126

249

M)st1$a ,o' aF#+t$o0o '


26/126

251

&limentao0L'ua Q tanol

tanol ?5XL'ua - 5X

tanol puroL'ua L'ua

0com vest'ios decicloe%ano

Co*1na %#%#st)*a@=o

Co*1na %#%#st)*a@=oaF#ot$+0),a

Co*1na %#st$)00)n&

D#,anta%o$

as# )n#$)o$

as# s10#$)o$

+icloe%ano Q L'ua+orrente recirculada+icloe%ano $resca

Fraco molar do Etanol

Temperatura(C

)

E6#'0*o M)st1$a ;)nT?) clculo das condies de equilbrio, a uma dadatemperatura, quando em presena de so*1@#s$#a)s, / e$ectuado utili(ando a equao se'uinte:

)s ,o#),)#nt#s %# a,t):)%a%# 0i sero di$erentes da unidade, sendo o seu clculobastante trabaloso 0i depende da temperatura e da concentrao das esp/cies.

Pa$a '1)tas so*1@#s a1osas >%# sa)s ;as#s

#


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253

E6#'0*o

vaporador

62) ?3Xa2+)! 13X

62) @3Xa2+)! 23X

62) 0vapor

retende-se concentrar uma soluo de carbonato de sraco molar do carbonato em :1,3 3,?83 !55,1 mm 6' 0p' ! das F=abelasG

D !"3,? mm 6'




254

A? E1)*2;$)o n=o )%#a*

T2 D %! 0: 9C? H 0)

D 0) D !25 mm 6'

+omo T2 D 1




0p' "! das F=abelasG


28/126

255

E'1*s=o / a mistura entre dois lquidos imiscveis em que um deles 0a $ase dispersa encontra-se na

$orma de $inos 'l


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257

E6#'0*o

retende-se destilar descontinuamente, * temperatura =, uma mistura lquida binriaconstituida por & 83X e B - "3X 0X molar. abendo que & e B so completamenteimsciveis, escrever as equaes que permitem determinar a presso de equilbrio ea composio da $ase 'asosa.

P$#ss=o %# #1)*2;$)o

Co'0os)@=o %a as# &asosa

0=0=0=0= vBv&vBv& ppp%p% B$aseB&$ase& YZYZ +=+=

R#so*1@=o

T& D pv&0=O

TB D pvB0=O com T& Q TB D 1,3

D#st# 'o%o a t#'0#$at1$a %# #;1*)@=o %a ')st1$a )n#$)o$ W t#'0#$at1$a %##;1*)@=o %o ,o'0on#nt# 01$o 'a)s :o*


30/126

259

+omo a temperatura de ebulio da mistura / in$erior a temperatura de ebulio docomponente puro mais voltil, este processo / Vtil na 01$)),a@=o %# ,o'0ostos 1#0ossa' so$#$ %#&$a%a@=o t$'),a, e%emplo dos +*#os #ss#n,)a)s.

9estilao descontnua

S-101

S-102

S-103

L'ua[leoImpure(as

L'ua[leo

L'uaImpure(as

L2D1)%o

L2D1)%o

Va0o$

&s destilaes so e$ectuadas em presena deum *21)%o %# ;a)6o 0onto %# #;1*)@=o 0pore%. 'ua )')s,2:#* ,o' o 0$o%1to a 01$)),a$.

& t#'0#$at1$a %# #;1*)@=o s#$< ,onstant#enquanto e%istirem as duas $ases.

) composto de bai%o ponto de ebulio deverestar em #6,#sso no incio do processo.

O ,o'0osto a 01$)),a$ %#:#$< s#$ o 0$)'#)$o a #s&ota$ no *21)%o.

este momento a temperatura de ebulio comea a subir at/ atin'ir a temperatura deebulio do lquido remanescente.




260

D#st)*a@=o 0o$ a$$asta'#nto %# :a0o$ 0destilao de lquidos imiscveis

\ uma destilao semi-contnuo, onde a mistura a processar / introdu(ida inicialmenteno destilador enquanto que o vapor de 'ua sobreaquecido / inSectado continuamentenesta unidade, vapori(ando e arrastando os componentes a puri$icar.

)s +*#os #ss#n,)a)s so substEncias volteis e%tradas de plantas aromticas, constituindo mat/rias--primas de 'rande importEncia para as indVstrias cosm/tica, $armacutica e alimentar.

& destilao a vapor / o mais comum m/todo de e%trao de +*#os #ss#n,)a)s.





31/126

261




D#st)*a@=o 0o$ a$$asta'#nto %# :a0o$ permite:

- diminuir o ponto de ebulio da mistura, podendo evitar a decomposio t/rmica desta.

- evitar a o%idao dos componentes destilados 0pois o ar / substitudo por vapor.

ste processo / aplicvel a lcoois 'ordos,


32/126


33/126


E BIOLGICA

PROBLEMAS RESOLVIDOS E PROPOSTOS



Mestra! I"te#ra! e$ E"#e"%ar&a B&!'(#&)a

Pr!*+ ,!s A+ Le!"ar! Sa"t!s

Pr!*. Mar&a e /0t&$a C+ R!sa

Pr!*. Mar&a Cr&st&"a /er"a"es

2013/2014

P-1 2 A/R-131

A&r L&*t /er$e"tat&!"

P-4 2 DS-131

Ce"tr&*5#at&!"

P-6 2 DCDR-131

D!57'e C!"e Dr8&"#

S-102

P-9 2 V-131

B'e"&"# 2 St!ra#e

S-103

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Processos de Engenharia Qumica e Biolgica Captulo

120



E:EMPLOS RESOLVIDOS

E:EMPLO 5+1

Considere um recipiente !echado contendo uma mistura" inicialmente l#uida" de n$pentano %0&

molar' e de iso$pentano" ( temperatura de 120)C e a uma press*o muito ele+ada, -e a press*o !or

gradualmente redu.ida" a temperatura constante" determinar a press*o %em atm' para a #ual se

!ormam os primeiros +apores" em como a composi*o destes +apores,

Da!s;Considere #ue a mistura l#uida se comporta como ideal,

aria*o da press*o de +apor com a temperatura

n$pentano41"1$%'

105$5"62%mm7g'+log p10 =

iso$pentano40"0$%'

1020$5"890%mm7g'+log p10 =

Res!'


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=1p1< 1P

=2p2< 2P

em #ue 1 e 2 s*o as !rac?es molares do n$pentano e do iso$pentano" respecti+amente" na !ase

gasosa,

:tra+;s da 1D e#ua*o de e#uilrio %=1p1< 1P' tiramos #ue

1< 0" = 5825"0 / 8343"5 < 0"49

: !rac*o do iso$pentano %componente 2'pode ser otido atra+;s da e#ua*o =2p2< 2P " ou tendo

em considera*o #ue i< 1, @este modo

2 < 1 $ 0"46 < 0"42

E:EMPLO 5+4

Para uma corrente gasosa de ar e metanol %10"0&'" a 40)C e ( press*o asoluta de 1"0 atm"

determinar

A> ponto de or+alho desta mistura gasosa,

B> : percentagem de metanol #ue condensa #uando a mistura gasosa inicial ; arre!ecida,isoaricamente" at; 6)C,

Da!; aria*o da press*o de +apor do metanol com a temperatura

44"08$%'1484$8"696%mm7g'+log p10 =

Res!'Feste e=emplo estamos em presena de uma corrente gasosa contendo ar e 10"0& de metanol

%percentagem molar" uma +e. #ue a corrente ; gasosa', Pretende$se determinar o ponto de or+alho

desta mistura gasosa, Festa mistura o ar ; o gs e o metanol ; o +apor,

NOTA;#0s; uma sustGncia #ue se encontra em uma temperatura superior ( sua temperatura crtica e #ue

n*o pode ser li#ue!eita por compress*o isot;rmicaH ?a@!r; uma sustGncia #ue se encontra a uma temperatura

aai=o de sua temperatura crtica e #ue pode ser li#ue!eita por compress*o isot;rmica,

ponto de or+alho %P' ; a temperatura ( #ual se inicia a condensa*o do +apor, -aendo a press*o

asoluta" P" e a composi*o do metanol" i" podemos determinar o P pela seguinte e#ua*o


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1 < P

%'i

i

p+

em #ue p+i%'; a press*o de +apor" !un*o da temperatura,

:plicando a e#ua*o anterior ao e=emplo %s temos um componente #ue pode so!rer condensa*o'"

temos #ue

p+%P'< P < 0"10 = %1" = 850' < 114"0 mm7g

:tra+;s da e#ua*o da +aria*o da press*o de +apor com a temperatura %dada no enunciado do

e=emplo' tiramos #ue" para a press*o de +apor de 114"0 mm7g" a temperatura %P' ; de 23"3)C,

B>Pretendemos condensar parte do metanol atra+;s do arre!ecimento da mistura gasosa at; 6)C" (

press*o constante de 1"0 atm %+er !igura seguinte', Esta condensa*o ; iniciada #uando a

temperatura de 23"3)C ; atingida,

Fo processo de condensa*o as correntes e +*o estar em e#uilrio %e#uilrio l#uido$+apor',

@este modo podemos escre+er a seguinte e#ua*o de e#uilrio

=ip+%'< iP

em #ue =i; a !rac*o molar do componente i no l#uido e i; a !rac*o molar do componente i no

+apor, Fo presente e=emplo temos o metanol em e#uilrio entre as duas correntes" donde

p+%6)C'< P 48"94 < = 1140 < 0"042

: corrente gasosa apresenta" deste modo" 4"2& de metanol e 9"6& de ar,

:rre!ecimento

6)C:r 90"0&Ietanol 10"0&

:rIetanol

Ietanolc, l#uida

c, gasosac, gasosa40)C H 1" atm

:rre!ecimento

6)C:r 90"0&Ietanol 10"0&

:rIetanol

Ietanolc, l#uida

c, gasosac, gasosa40)C H 1" atm


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Para calcularmos a percentagem de metanol #ue so!reu condensa*o ; necessrio e!ectuar um

alano de massa, @e!inindo como ase de clculo 100 moles de mistura gasosa inicial %corrente '

podemos calcular as moles #ue e=istem na corrente gasosa otida da condensa*o %corrente'

%ar' < %ar'< 90 moles 9"6&%metanol'< = moles 4"2& donde %metanol'< 3"9 moles

%metanol'< 10 $ 3"9 < 5"1 moles

@este modo & Jemo*o 0"500 = 290" < 486"3 mm 7g

B>

Balanos de massa ao processo para resol+ermos estes alanos ; necessrio conhecer as

composi?es das correntes pretendidas, :ssim" tal como na alnea anterior" +amos estaelecer as

das e#ua?es de e#uilrio no condensador

=BpB< BP =B850"0 < B0"56 = 850"0 %Pas< %1"0 0"32' = 850"0'=p< P %1 =B' 290" < %1 $ B' 0"56 = 850"0


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12

donde

=B< 0"56 B B 0"860 H < 0"222

%1 $ 0"56 B' < 1"889 %1 $ B' =B 0"30 H =< 0"480

:gora A podemos escre+er e resol+er os alanos de massas, amos iniciar este clculo pelo

+apori.ador" utili.ando como ase de clculo 1000 mol/min na corrente

1000 < Nm> Nm Balano de massas total ao +apori.ador

00 < 0"400 Nm> 0"53 Nm Balano de massas ao en.eno no +apori.ador

donde Nm< 84" mol/min e Nm< 42" mol/min

Para o condensador o alano de massas ser

42" < Nm> Nm Nm< 245"6 mol/min

42" = 0"53 < 0"30 Nm> 0"860 Nm Nm< 186"8 mol/min

s con!irma*o dos alanos de massa %alano gloal'

Nm< Nm> Nm> Nm< 84" > 245"6 > 186"8 < 1000 mol/min

E:EMPLO 5+6

Pretende$se concentrar uma solu*o a#uosa de Fa7 de & para 29&" utili.ando um e+aporador #ue

!unciona ( temperatura de 100)C, @eterminar a press*o de !uncionamento do e+aporador"

considerando #ue

A>: solu*o ; ideal,

B>: solu*o ; real,

Res!'@urante o processo de e+apora*o" a gua +ai +apori.ar estando em e#uilrio entre o l#uido e o

+apor %o Fa7 n*o +apori.a pois a sua press*o de +apor ; nula', Este e#uilrio" como A !oi +isto

anteriormente para solu?es ideais" ; descrito pela e#ua*o

=ip+%'< iP

: composi*o da solu*o indicada no enunciado ; mssica" pelo #ue ; necessrio calcular acomposi*o molar


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=Fa7 =4p+3%'> ,,, !ase 2

em #ue =1 e =2 s*o as !rac?es dos componentes 1 e 2 " ,,, na !ase 1 e =3 e =4 as !rac?es dos

componentes 3 e 4 " ,,, na !ase 2,

Fo presente e=emplo temos duas !ases" ha+endo um Rnico componente em cada !ase, Ent*o

P < p+1%92)C' > p+2%92)C' < 15"5 > 55"99 < 63"54 mm7g < 0"856 atm

%o componente 1 re!ere$se ao leo e o 2 ( gua'

:nalisando a e#ua*o anterior" podemos concluir #ue as condi?es de e#uilrio %press*o e

temperatura' n*o dependem da propor*o relati+a das duas !ases l#uidas presentes,


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Para a press*o otida %63"54 mm7g' as temperaturas de euli*o do leo de cGn!ora e da gua s*o

de 198"3 e 92"6)C" respecti+amente, @este modo" podemos concluir #ue uma mistura i!sica %ou

multi!sica' entra em euli*o a uma temperatura &"*er&!r ( temperatura de euli*o do

componente mais +oltil,

B> : composi*o do +apor otido ; dada pela e#ua*o de e#uilrio l#uido$+apor, emos dois

compostos em e#uilrio" logo podemos escre+er duas e#ua?es independentes

=1p+1%'< 1P 15"52 < 1= 63"51 1< 0"029

=2p+2%'< 2P 55"99 < 263"51 2< 0"981

pois" =1 Snicialmente temos

CGn!ora 32 g < 0"210 mol %componente 1' %massa molecular < 12"3'

Tgua 20 g < 13"669 mol %componente 2'

amos agora e!ectuar o alano de massa ( destila*o descontnua" tendo em considera*o #ue esta

opera*o ; concluda #uando a cGn!ora se esgotar no l#uido %a #uantidade de gua a utili.ar nesteprocesso ter de ser tal de modo #ue a gua nunca seAa o primeiro componente a ser esgotado'

F1< 1 0"210 < 0"029 < 8"241 mol

F2< =2O > 2 13"669 < O > 0"981 O !inal da destila*o ; detectado pela +aria*o da temperatura, @urante o processo de

destila*o a temperatura mant;m$se constante e igual a 92"0)C, Fo !inal desta" como o l#uido passa

a conter s gua" a temperatura soe de 92"0)C para 92"6)C %temperatura de euli*o da gua (

press*o de 63"51 mm7g',


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PROBLEMAS PROPOSTOS

PROBLEMA 5+1Kma mistura gasosa %contendo ar' e uma mistura l#uida %composto por gua e metanol %20& molar''

est*o em e#uilrio dentro de um recipiente !echado ( temperatura de 0)C e press*o asoluta de

840 mm7g, Calcular a composi*o molar da mistura gasosa,

PROBLEMA 5+4

Us natural" com a seguinte composi*o metano 86&H etano 9&H propano 6& e utano &" ;

mantido a 200 psia,A>@eterminar a temperatura acima da #ual de+e ser mantido para e+itar a sua condensa*o,

B>-e o gs natural !or mantido ( temperatura de condensa*o" #ual ; a composi*o das primeiras

gotas de l#uido !ormadasV

@ados Press?es de +apor dadas pela e#ua*o de :ntoine

ln p+%atm'< : $ B /%%'$ C'

alidade %' : B CButano 240$30 6"64 2030 42"61

Etano 220$320 6"359 1184 48"03

Ietano 10$300 6"088 802"8 25"8

Propano 230$330 6"44 192 44"88

PROBLEMA 5+9A> Kma mistura l#uida composta por etanol %1& molar' e gua ; mantida em e#uilrio (

temperatura de 0)C num e+aporador !echado, @eterminar

1+: press*o total do sistema,

4+: composi*o do +apor em e#uilrio com o l#uido,

B>-e a mesma mistura l#uida !or a#uecida ( press*o de 150 mm7g" determinar

1+: temperatura de incio de euli*o,

4+: composi*o dos primeiros +apores liertados,


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C>Considere #ue a mistura l#uida anterior +ai ser rapidamente +apori.ada ( temperatura de 90)C e

( press*o de 150 mm7g, Calcular os caudais das correntes l#uidas e gasosa" em como as suas

composi?es" #uando se processam 1000 moles/min da mistura inicial,

@ado para o etanol

0"0$%'389$16"2%mm7g'+ln p = 280W %' W380

N!ta; Considere #ue" na gama de composi?es utili.adas" a mistura l#uida se comporta como uma

mistura ideal,

PROBLEMA 5+6

Calcular o ponto de or+alho e a composi*o do l#uido em e#uilrio com a mistura gasosa composta

por 20& de en.eno" 10& de tolueno e 80& de a.oto ( press*o asoluta de 1 atm,

@ados Press?es de +apor dadas pela e#ua*o de :ntoine

ln p+%mm7g'< : $ B /%%'$ C'

alidade %' : B C

Ben.eno 260 $ 30 1"43 248 53"9

olueno 300 $ 400 1"2 2615 55"92

PROBLEMA 5+5

Kma corrente de ar hRmido ( temperatura de 100)C e ( press*o asoluta de 26 mm7g cont;m

10& de +apor de gua, @eterminar

A> ponto de or+alho do ar e o grau de sorea#uecimento do +apor de gua,

B> : percentagem de +apor #ue condensa" e a composi*o !inal da !ase gasosa" se o gs !or

arre!ecido at; 60)C" a press*o constante,

C> : percentagem de +apor #ue condensa" e a composi*o !inal da !ase gasosa" se o gs !or

comprimido isotermicamente at; 600 mm7g %press*o asoluta',


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PROBLEMA 5+

:cetona e utanol podem ser produ.idos anaeroicamente por microrganismos da esp;cie

Clostridium" utili.ando amido como !onte de carono, Em determinado ponto deste processo uma

mistura l#uida composta por utanol %8"4&' e acetona ; alimentada a um e+aporador a 2)C e com

um caudal de 1000 moles/h" de acordo com a !igura da pgina seguinte,

-aendo #ue este e+aporador !unciona ( temperatura de 90)C e #ue o a#uecimento da mistura

l#uida ; reali.ado com +apor de gua #ue circula numa serpentina imersa" determinar

A>: press*o de !uncionamento do e+aporador,

B> caudal e a composi*o da corrente gasosa,

PROBLEMA 5+

Kma corrente e!luente de um reactor ; suAeita a uma !iltra*o so +cuo para remo*o do

caronato de clcio precipitado %!actor de espessamento de 0"4', : corrente de !iltrado %isente de

caronato' ; suAeita a uma e+apora*o para remo*o de 90"8& da gua presente, @eterminar apress*o de !uncionamento do e+aporador" saendo #ue a temperatura de e+apora*o ; de 100)C,

@ado

Composi*o da corrente e!luente do reactor CaC3 2"0&H Fa7 1"6&H 72 95"2& %m/m'

< 90)CP < V

Butanol $ 6"5&:cetona 14"4&


Butanol:cetona

c, gasosa

c, l#uida

< 90)CP < V



Butanol:cetona

c, gasosa

c, l#uida


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PROBLEMA 5+

Kma corrente gasosa" a ele+ada temperatura" contendo ar" gua e cido ntrico %2"56& molar' ;

suAeita a um arre!ecimento para remo*o de grande parte do cido" de acordo com a !igura seguinte

-aendo #ue se pretende processar 1000 Xg/h de mistura l#uida" determinar

A>: press*o de !uncionamento do condensador e a composi*o da corrente gasosa ( sada desta

opera*o unitria,

B> caudal molar da corrente gasosa de alimenta*o ao condensador,

PROBLEMA 5+

Pretende$se puri!icar um leo essencial %I


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133

PROBLEMA 5+13

Pretende$se remo+er impure.as n*o +olteis presentes numa mistura constituda por dois leos de

eucalipto leo : %I: press*o de !uncionamento do destilador e a composi*o do +apor otido,

B>: massa de +apor otida no !inal da destila*o,

@ados

Considere #ue o e#uilrio l#uido$+apor n*o ; alterado pela presena do material inerte" e #ue a

propor*o molar dos dois leos no l#uido permanece constante durante todo o processo,

: press*o de +apor do geraniol" para a temperatura de 90)C" ; de 49"40 mm 7gFo !inal da destila*o ot;m$se a seguinte rela*o mssica %gua l#uida/+apor'< "0


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134

PROBLEMA 5+14

Kma mistura l#uida de etanol" ;ter dietlico" gua %25"21& m/m' e cido sul!Rrico ; suAeita a uma

e+apora*o num Rnico andar de e#uilrio" ( temperatura de 50)C, : corrente l#uida ( sada do

e+aporador ; i!sica e cont;m 1"0& de etanol"4"0& de ;ter dietlico" 6"0& de cido sul!Rrico e

83& de gua %& m/m', Esta corrente ; sumetida a decanta*o ( temperatura de traalho do

e+aporador, : !ase orgGnica otida cont;m ;ter e etanol en#uanto #ue a !ase inorgGnica" com um

caudal de 100"0Xg/h" ; !ormada por gua e cido sul!Rrico e algum etanol arrastado %10 g etanol/100

g de gua',

@eterminar

A> : Press*o de !uncionamento do e+aporador,

B> : composi*o da corrente gasosa #ue sai do e+aporador,

C> caudal e a composi*o da alimenta*o,

@ado Iassas molares %g/mol' Etanol < 45H Yter dietlico < 84H 72-4< 96

E+aporador5)C

Iistural#uida

@ecantador5)C

c, l#uida

apor

Nase orgGnica

Nase inorgGnicacom etanol

Etanol

Yter dietlicoTgua

E+aporador5)C

Iistural#uida

@ecantador5)C

c, l#uida

apor

Nase orgGnica

Nase inorgGnicacom etanol

Etanol

Yter dietlicoTgua

Etanol

Yter dietlicoTgua

50)C

50)C


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PROBLEMA 5+19

Fo processo de produ*o de !enol a partir de en.eno" 1000 moles/h de uma mistura reaccional"

contendo en.eno" o=ig;nio" a.oto" cido ac;tico" !enol e gua" ; introdu.ida num condensador %#ue

opera ( press*o atmos!;rica' donde saem trZs correntes uma corrente gasosa %o=ig;nio" a.oto"

saturada em gua %e#uilrio n*o ideal' e en.eno'" uma corrente l#uida orgGnica e uma corrente

l#uida a#uosa, Como simpli!ica*o considera$se #ue a corrente gasosa est isenta de !enol e de

cido ac;tico, : corrente orgGnica segue para um e+aporador de modo a se oter uma corrente

l#uida mais rica em !enol,

endo em considera*o os dados indicados no diagrama de locos anterior" calcular

A>: composi*o da corrente gasosa ( sada do condensador,

B> : press*o de !uncionamento do e+aporador e a composi*o da corrente l#uida,

C>s caudais molares das duas correntes #ue aandonam o e+aporador,

CondensadorPatmH 2)C

E+aporador60)CBen.eno $ 1"6&

=ig;nio $ 5"4&:.oto $ 4"&Tc, :c;ticoNenolTgua

Corr, gasosa

Corr, O#uidaa#uosa

Tc, :c;tico 0"0&Tgua

%& mssicas'

2F2Corr, saturada

Ben.eno 8"0&Nenol

%& molares'

Corr, gasosa

Corr, l#uida

Ben.eno 86"0&Nenol $ 22"0&

%& molares'

Ben.enoNenol

1000 moles/h

50"5)C


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135

SOLUES DOS PROBLEMAS

PROBLEMA 5+1

metnol< 0"113 H gua< 0"100 H ar< 0"868

PROBLEMA 5+4

A> 0)C

B> =metano< 0"06 H =etano< 0"02 H =propano< 0"226 < =utano< 0"552

PROBLEMA 5+9

A> 1+P < 111"5 mm7g H 4+gua< 0"803 H etanol < 0"298B> 1+ < 69"0)C H 4+gua< 0"815 H etanol < 0"264

C>N+apor< 335 mol/min H Nl#uido< 554 mol/min

gua< 0"888 H etanol < 0"223

=gua< 0"668 H =etanol < 0"113

PROBLEMA 5+6

P < 6"2)C H =en.eno< 0"413 H =tolueno < 0"68

PROBLEMA 5+5

A>

P < 90)C H Urau sorea#, < 10)C

B>

%Tgua'cond< 34"9&

C> %Tgua'cond< 11"5&

PROBLEMA 5+

A> P < 526 mm7gB> Nm< 29 mol/h

PROBLEMA 5+

P < 521 mm7g

PROBLEMA 5+

A>P < 936 mm7g H :r 93"9& Tgua "98& Tcido 0"06&

B>Nm< 243 Xmol/h


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PROBLEMA 5+

A> < 91"4)C

B> gua< 0"63 H leo < 0"15

C> Oi#/ap < 2"4 %m/m'

PROBLEMA 5+13

P < 82 mm7g

PROBLEMA 5+11

A>

P < 8 mm7g H apor 72 $ 91"4& H Ueraniol 5"4& e Oinalool 2"2&

B>

< 350 g

PROBLEMA 5+14

A> P < 639 mm7g

B> Yter 0"4& H Tgua 15"3& H Etanol 33"3&

C>

NI< 81 Xg/h

Yter 26"16& H Tgua 25"21& H Etanol 44"21& H Tcido sul!, 1"40&

PROBLEMA 5+19

A>

2 10"1&H F2 65"2&H 72 2"6& H C575 0"9&

B> P 0 23"9 mm7g

Ben.eno 4"8&H olueno 9"3&

C> %Nm'%'< " mol/h H %Nm'%5'< 183"1 mol/h

N!ta;

:lguns dos e=emplos resol+idos e dos prolemas propostos !oram adaptados das seguintes re!erZncias

J, I, Nelder e J, [, Jousseau %2000'LElementar Principles o! Chemical ProcessesM" 3D edi*o" \ohn [ile" Fe] ^orX

P, I, @oran %2013' LBioprocess Engineering PrinciplesM" 2D edi*o " :cademic Press" Fe] ^orX

@, I, 7immellau %1995' LBasic Principles and Calculations in Chemical EngineeringM" 5D edi*o" Prentice 7all PJ" Fe] \erse

, C, @ucan e \, : Jeimer" %1996' LChemical Engineering @esign and :nalsis :n SntroductionM" Camridge Kni+ersit Press

UeanXopolis" C, \, %1993'" Lransport Processes and Knit perationsM" 3D Edi*o" Prenctice$7all Snternational" Snc, Fe]

\erse


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E BIOLGICA

SLIDES DA MATRIA TERICA


LQUIDO/LQUIDO

Mest!"# I$te%!"# e& E$%e$'!(! B(#)*%(+!

P#,- .#s A- Le#$!"# S!$t#s

P#,0 M!(! "e 12t(&! C- R#s!

P#,0 M!(! C(st($! 1e$!$"es

2013/2014

P34 / A1R3454

A( L(,t 1e&e$t!t(#$

P36 / DS3454

Ce$t(,7%!t(#$

P38 / DCDR3454

D#79)e C#$e D:($%

S-102

P3; /


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262


LQUIDO / LQUIDO

Jos A. L. Sanos PROCESSOS DE EN!EN"ARIA QUMICA E BIOL#!ICA M$s%a&o In$'%a&o $( En'$n)a%*a B*o+,'*-a

OBJECTIO

Balanos de massa a processos com lquidos completamente imiscveis e parcialmentemiscveis

6.1 Introduo extraco lquido/lquido

6.2 Extraco com lquidos completamente imiscveis

6. Extraco com lquidos parcialmente miscveis

SUBCAPTULOS

263


LQUIDO / LQUIDO

6.0 INTRODUO 1 EXTRACO LQUIDO/LQUIDO

! $2%a-34o +57*&o8+57*&o 9ELL: " um processo de separao de equil#rio #aseadona di$erena de solu#ilidade do soluto entre duas $ases lquidas.

%esta operao ocorre a trans$er&ncia de uma su#st'ncia (so+7o) dissolvida numa $ase

lquida (;as$ %$;*na&o) para outra $ase lquida (;as$ $2%a-o) com a qual o soluto temmaior a$inidade.

* usual considerar que as duas $ases lquidas so completamente imiscveis. %o entanto+em muitos dos casos os solventes so parcialmente miscveis. !ssim+ as $ases emequil#rio apresentam o respectivo solvente+ o soluto e apreci,veis quantidades do outrosolvente.

Este processo de separao s- dever, ser utiliado quando outros processos de separao

se revelarem insu$icientes ou inadequados pois o


56/126

264

EXEMPLO

A+*($na34o

ua 3 45cido !c"t 3 22

Co+7na &$E2%a-34oL57*&o8+57*&o

Co+7na &$&$s*+a34o

Co+7na &$D$s*+a34o

D$-ana&o%

>as$ *n;$%*o%

>as$ s7as$ E2%a-o

!cet. Etilo 3 5ua 3 7cido !c"t. 3 5

So+=$n$ %$;*na&o 8 ua

So+=$n$ E2%a-o !cetato de etilo

So+7o 8 cido !c"tico

>as$ R$;*na&o

!cet. Etilo 3 4ua 3 7cido !c"t. 8

?-*&o A-*-o

9@@:

9orrente rica em !cetato de etilo

9orrente rica em!cetato de etilo

!cetato de etilo

>as$ E2%a-oR$-*-+a&a!cet. Etilo 3 76ua 3 :

E;=

E;=


LQUIDO / LQUIDO


265

%a s$+$-34o &o so+=$n$ $2%a-o devemos ter em considerao os seuintes aspectos

S$+$-*=*&a&$ somente o soluto de interesse dever, ser extractado (" necess,rioelevada selectividade).

A;*n*&a&$ -o( o so+7o a a$inidade do solvente com o soluto dever, ser superior a$inidade entre o soluto e o solvente re$inado.

Esta a$inidade pode ser quanti$icada atrav"s do -o$;*-*$n$ &$


57/126

266

Co%%os4o uma elevada corroso implica um aumento nos custos do material deconstruo do equipamento de separao.

P%$ss4o &$ =a


58/126

268

>endo em considerao que a extraco lquido3lquido " uma operao de trans$er&nciade massa (operao de equil#rio) ela compreende v,rias etapas

0F Ea


59/126

270

TIPOS DE PROCESSOS

Cara se o#ter uma elevada trans$er&ncia do soluto de uma $ase para a outra+ o

equipamento utiliado na extraco dever, apresentar Kma elevada ,rea de trans$er&ncia de massa. Isto " conseuido atrav"s da

utiliao de pequenas otas de $ase dispersa no seio da $ase contnua.

Kma r,pida e completa separao das $ases.

Fe acordo com a naturea da operao de extraco+ estes equipamentos podem serclassi$icados em $2%a-o%$s &$ an&a%$s &*s-%$os ou em $2%a-o%$s &$ -ona-o

&*;$%$n-*a+ 9=$%*-a*s o7 )o%*ona*s:.

Estes extractores podem ser divididos em extractores '%a=*a-*ona*s ou -$n%5;7'os.


LQUIDO / LQUIDO


271

M*s7%a&o%8&$-ana&o%M*s7%a&o%

D$-ana&o%

INTER>ACE

>as$ ($nos &$nsa >as$ (a*s &$nsa

>as$ (a*s &$nsa

Cratos de coalesc&ncia!itador

Fe$lector

"lice

>as$ ($nos &$nsa

8 ase menosdensa

ase maisdensa

ase menosdensa

ase maisdensa

Fecantador

Disturador

EXTRACTORES DE ANDARES DISCRETOS

;istemas que requerem tanquescom elevados volumes+ e elevados

consumos de solventes.


LQUIDO / LQUIDO



60/126

272

Moo% &$ =$+o-*&a&$=a%*=$+

Sa5&a &aE(7+s4o

A+*($na34o9>as$ %$;*na&a So+=$n$ $2%a-o:

T7%*na

Eas$ ($nos&$nsa

>as$ (a*s

&$nsa

Sa5&a &$*(as$ (a*s&$nsa

>as$ ($nos&$nsa

>as$ ($nos&$nsa >as$ (a*s

&$nsa

T7%*na

A'*a&o%

A+*($a34o9ERENCIAL

(puri$icao de -leos alimentares)


LQUIDO / LQUIDO



61/126

274

EXTRACTORES DE CONTACTO DI>ERENCIAL

>as$ (a*s&$nsa

>as$ (a*s&$nsa

>as$ (a*s&$nsa

>as$ (a*s&$nsa

>as$ ($nos&$nsa >as$ ($nos

&$nsa

>as$ ($nos&$nsa

>as$ ($nos&$nsa

Co+7nas &$ sas$ ($nos &$nsa &*sas$ (a*s &$nsa &*s


62/126

276

EXTRACTOR DE PODBIELNIA9$2%a-o% -$n%5;7'o:

LLI $ LLO $n%a&a $ sa5&a &a ;as$s ($nos &$nsa

"LI $ "LO $n%a&a $ sa5&a &a ;as$s (a*s &$nsa

Ideal para sistemas em que a di$erena de densidade entre as duas $ases " reduida.


LQUIDO / LQUIDO


277

CENTR>U!A EXTRACTORA9&o*s an&a%$s $( -on%a-o%%$n$:


LQUIDO / LQUIDO



63/126

278

E2%a-34o +57*&o8+57*&o -o( a&*34o ;%$s-a &$ so+=$n$

>endo em considerao o movimento relativo das $ases+ a extraco pode ser e$ectuadapor a&*34o ;%$s-a &$ so+=$n$+ em -o8-o%%$n$ ou em -on%a8-o%%$n$.

...1 2 %asere$inado

;olvente extracto

ase extracto

An&a%$s &*s-%$os


LQUIDO / LQUIDO


279

E2%a-34o +57*&o8+57*&o$( -o8-o%%$n$

E2%a-34o +57*&o8+57*&o $( -on%a8-o%%$n$>as$ (a*s

&$nsa

>as$ (a*s&$nsa

>as$ ($nos&$nsa

>as$ ($nos&$nsa

Co+7na &$ s


64/126

280

MTODOS DE C?LCULO EM PROCESSOS COM ELL

=s m"todos de c,lculo que sero desenvolvidos sero aplicados somente ao caso simplesde andares discretos.

Gamos admitir que em cada andar as $ases re$inado e extracto resultantes se encontramem equil#rio (andar te-rico ou ideal).

Iremos a#ordar separadamente duas situaUes em que os solventes so

A: D7as ;as$s 9a7osa/o%'n*-a: -o(


65/126

282

a%*=$*s $n=o+=*&as no as$ $2%a-o>as$ %$;*na&o

R massa da $ase re$inado

E massa da $ase extracto

quantidade de solvente re$inado (massa ou volume)

- quantidade de solvente extracto (massa ou volume)

X conc. do soluto na $ase re$inado (moles ou massa de soluto por massa ou volume de solvente) conc. do soluto na $ase extracto (moles ou massa de soluto por massa ou volume de solvente)

9ada uma destas vari,veis apresenta como ndice o nJmero do tanque que a#andonam. %ocaso de correntes $rescas (correntes que alimentam o processo) o ndice " .


LQUIDO / LQUIDO


283

Co$;*-*$n$ &$


66/126

284

Mo&$+o (a$(*-o as$ $2%a-o>as$ %$;*na&o

Ba+an3o aos so+=$n$s

Ba+an3o ao so+7o

Co$;*-*$n$s &$ +V

Q? ii

ii

f==

#8 X ... X #i31 X #i X ... X #

c8 X ... X ciW1 X ci X ... X cpois os dois solventesso imiscveis

# Vi31 W c Qi31 X # Vi W c Qi


LQUIDO / LQUIDO


285

Caso &$ &o*s an&a%$s -o( a&*34o ;%$s-a &$ so+=$n$

E1cQ1

A8#V8

>as$ $2%a-o

>as$ %$;*na&o !ndar 2!ndar 1

E8cQ

8

EY8cYQY

8

E2cYQ2

A1#V1

A2#V2

!ndar (ou tanque) 1

!ndar (ou tanque) 2

Os as condiUes do solventeextracto entrado de cadatanque podero ser di$erentes.

# V8 W c Q8 X # V1 W c Q1

V

Q?1

11 =

# V1 W cY QY8 X # V2 W cY Q2

V

Q?2

22 =


LQUIDO / LQUIDO



67/126

286

;e o solvente extracto $or puro (no contiver soluto) ento

Q8 X QY

8 X 8 e E8 X cEY8 X cY

R$n&*($no &a $2%a-34o

!ndar (ou tanque) 1 ( )

VVV

V#V3V#

V#Qc

8

18

88

31811Z> === para Q8 X 8

!ndar (ou tanque) 2V

VV

V#

Qc1

213

1

2Y

2Z> == para QY8 X 8


68/126

288

Base de c,lculo 188 ? de $ase re$inado ($ase aquosa)

E1cQ1

!ndar 1A1#V1

ase aquosa

ua 78 ?;oluto ! 18 ?

;olvente or'nico X 68 ?

!ssim

# X 78 ?Dassa de solvente re$inado

c X 68 ?Dassa de solvente extracto

9oncentrao de soluto na $ase re$inado inicial ,uade!/?de?8+1117818V8 ==


LQUIDO / LQUIDO


289

78 x 8+111 X 78 V1 W 68 Q1

+5V

Q?1

11

== Q1 X +5 V1

>emos duas equaUes eduas inc-nitas

78 x 8+111 X 78 V1 W 68 x +5 x V1

41+4188x8+111

8+81:38+111188x

VVV8

183

===R$n&*($no &a $2%a-34o

!ndar 1 # V8 W c Q8 X # V1 W c Q1

V

Q?1

11 =

com Q8 X 8

V1 X 8+81: ? de !/? de ,uaQ1 X 8+117 ? de !/? de solvente or'nico


LQUIDO / LQUIDO



69/126

290

6.H 8 EXTRACO COM LQUIDOS PARCIALMENTE MISCEIS

! situao mais $requente em extraco lquido3lquido corresponde utiliao desolventes parcialmente miscveis.

Esta situao condu a que cada uma das $ases o#tidas apresente %s -o(as$ %$;*na&o $ase mais rica em solvente re$inado3 $ase onde est, inicialmente o soluto a recuperar/puri$icar

>as$ $2%a-o $ase mais rica em solvente extracto3 $ase para onde o soluto vai ser extrado

>emos assim SISTEMAS TERN?RIOS


LQUIDO / LQUIDO


291

A+'7ns $2$(


70/126

292

DIA!RAMAS TERN?RIOS

Cara um determinada temperatura+ os dados de equil#rio de sistemas tern,rios

(-o(


71/126

294

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

;oluto

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

;olvente

Ae$inado;olvente

Extracto

&$ so+=$n$ %$;*na&o

0 &$ so+=$n$ %$;*na&o 9so+=$n$


72/126

296

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

;oluto

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

;olvente

Ae$inado;olvente

Extracto

&$ so+7o

0 &$ so+7o9so+7o


73/126

298

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

;oluto

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

;olvente

Ae$inado;olventeExtracto

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

;oluto

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

;olvente

Ae$inado

;olvente

Extracto

%os diaramas trianulares o solvente re$inado puro (188) pode situar3se no v"rticeesquerdo ou no v"rtice direito da #ase do tri'nulo. = mesmo ocorre com o solventeextracto.

ou


LQUIDO / LQUIDO


299

;oluto

;olventeAe$inado

;olventeExtracto

aseExtracto

aseAe$inado

T*


74/126

300

;oluto

;olventeAe$inado

;olventeExtracto

aseExtracto

ase

Ae$inado

C7%=a *no&a+ &$ so+7*+*&a&$o7 &$ sa7%a34o

R$'*4o &$M*s-**+*&a&$

Pa%-*a+

R$'*4o &$M*s-**+*&a&$

%os diaramas tipo I s- um par de componentes " parcialmente miscvel.

=s pares so+=$n$ %$;*na&o/so+7o e so+=$n$ $2%a-o/so+7o 3 so completamente miscveis.

= par so+=$n$ %$;*na&o/so+=$n$ $2%a-o 3 so parcialmente miscveis.


LQUIDO / LQUIDO


301

;oluto

;olventeAe$inado

;olventeExtracto

aseExtracto

aseAe$inado

C7%=a *no&a+ &$ so+7*+*&a&$o7 &$ sa7%a34o

R$'*4o &$M*s-**+*&a&$

Pa%-*a+

R$'*4o &$M*s-**+*&a&$

DE

A

Kma mistura D (situada na ona de imisci#ilidade) separa3se em duas $ases em equil#rio($ases con^uadas) $ase extracto+ E+ e $ase re$inado+ A.

= semento de recta que une as duas $ases desina3se por *$8+*n$(ou +*n)a &$


75/126

302

;oluto

;olventeAe$inado

;olventeExtracto

aseExtracto

aseAe$inado

C7%=a *no&a+ &$ so+7*+*&a&$o7 &$ sa7%a34o

R$'*4o &$M*s-**+*&a&$

Pa%-*a+

R$'*4o &$M*s-**+*&a&$

DE

A

!s *$8+*n$s desaparecem no


76/126

304

D*a'%a(as *


77/126

306

D*a'%a(as *


78/126

308

R$


79/126

310

;oluto

;olventeAe$inado

;olventeExtracto

aseExtracto

aseAe$inado

D

E

A

C+-7+o &a (assa &as ;as$s -on7'a&as

! rao das massas das duas $ases con^uadas pode ser calculada aplicando a %$'%a &a

a+a=an-a tie3lineque une as duas $ases.

Feste modo

DAED

estracto$aseDassare$inado$aseDassa=

ou

EAED

totalDassare$inado$aseDassa =


LQUIDO / LQUIDO


311

Mo&$+o (a$(*-o


80/126

312

R$so+734o '%;*-a &o a+an3o &$ (assa '+oa+

A8 W E8 X A1 W E1 X D ;oluto

;olventeAe$inado ;olventeExtracto

aseExtracto

aseAe$inado

DE1

A1E8

A8

!plicao da %$'%a &a a+a=an-a

EA

DA

>otalDassaEdeDassa

88

88 =

EA

DE

>otalDassaAdeDassa

88

88 =

Dassa >otal X Dassa (A8 W E8)X Dassa (A1 W E1)

onde

E1Q1

A8

V8

>as$ $2%a-o

>as$ %$;*na&o!ndar 1

E8

Q8 X 8

A1

V1


LQUIDO / LQUIDO


313

EXEMPLO 6.H

! composio molar das $ases em equil#rio ($ases con^uadas) para a mistura '7a/-*&o a-*-o/so+=$n$ E (extracto) est, indicada na ta#ela seuinte+ para a temperaturade 2[Z9 e para a presso de 1 atm.

>as$ E2%a-o >as$ R$;*na&o

So+=$n$ E ?-*&oA-*-o

?'7a So+=$n$ E ?-*&oA-*-o

?'7a

75+4 8+88 1+ 8+4 8+88 77+

74+1 1+:1 1+:7 8+4 8+4 75+7

71+4 6+:2 1+55 8+74 1+7 74+1

5:+: 1+ 2+8 1+55 :+52 7+

41+1 2[+[ +:8 +78 11+: 5:+4

[5+7 6+4 :+:8 6+88 15+2 4[+5

:[+1 :[+ 7+68 18+8 27+1 68+7

4+1 :6+: 16+[ 1[+1 6+2 :5+4

25+7 :[+8 26+1 25+7 :[+8 26+1


LQUIDO / LQUIDO



81/126

314

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

A: 9onstrua+ num diarama trianular equil,tero+ o diarama de $ases para esta mistura+indicando a +*n)a *no&a+ &$ sa7%a34o e a +*n)a -on7'a&a.

Fiarama trianular equil,teroSo+7o

So+=$n$s %$;*na&o $ $2%a-o


LQUIDO / LQUIDO


315

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Darcao de um ponto

ua 68+7c. !c"tico 27+1;olvente E 3 18+8

L*n)a *no&a+ &$ sa7%a34o


LQUIDO / LQUIDO



82/126

316

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Darcao de um ponto

ua 68+7c. !c"tico 27+1;olvente E 3 18+8



LQUIDO / LQUIDO


317

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Darcao do restantes ponto

Pono -%5*-o(ouplait3point)

E2$(


83/126

318

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C7%=a *no&a+ &$ so+7*+*&a&$o7 &$ sa7%a34o

R$'*4o &$M*s-**+*&a&$

R$'*4o &$M*s-**+*&a&$

Pa%-*a+



LQUIDO / LQUIDO


319

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

L*n)as &$


84/126

320

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

L*n)a -on7'a&a 3 lina auxiliar no traado de qualquer tie3line

! di$iculdade em traar uma tie3linedeve3se ao $acto delas no serem paralelas.


LQUIDO / LQUIDO


321

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

L*n)a -on7'a&a S$+$--*ona(os &o*s +a&os &o &*a'%a(aCelos extremos de cada tie3line$aer passar semi3rectas paralelas a cada um dos ladosseleccionados+ o#tendo3se um ponto de intercepo das linas traadas (ponto da linacon^uada)


LQUIDO / LQUIDO



85/126

322

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

L*n)a -on7'a&a S$+$--*ona(os &o*s +a&os &o &*a'%a(aCelos extremos de cada tie3line$aer passar semi3rectas paralelas a cada um dos ladosseleccionados+ o#tendo3se um ponto de intercepo das linas traadas (ponto da lina

con^uada)


LQUIDO / LQUIDO


323

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Aepetimos o procedimento para todas as tie3linesL*n)a -on7'a&a


LQUIDO / LQUIDO



86/126

324

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Aepetimos o procedimento para todas as tie3lies e marcamos os pontos de interaco.L*n)a -on7'a&a


LQUIDO / LQUIDO


325

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Knimos todos os pontos de interaco+ $aendo passas a curva pelo ponto crtico.L*n)a -on7'a&a


LQUIDO / LQUIDO



87/126

326

>emos a lina con^uada traada.L*n)a -on7'a&a

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Fevemos indicar quais oslados do diarama trianularescolidos para traar alina con^uada.


LQUIDO / LQUIDO


327

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

B: _ual " a ama de concentraUes em que o ,cido ac"tico da $ase re$inada poder serextrado com o solvente extracto E puro`


LQUIDO / LQUIDO



88/126

328

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

E


89/126

330

C: Indique a composio das $ases con^uadas resultantes das seuintes misturas tern,rias0. ua 3 [8 0 ,cido ac"tico 3 :8 0 solvente E 3 18 ( molares)G. ua 3 [8 0 ,cido ac"tico 3 28 0 solvente E 3 8

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

90:

9G:

= ponto (2) est, na ona de misci#ilidadeparcial

R, se $ormam $ases con^uadas

>raar a tie3lineque passa peloponto (2).


LQUIDO / LQUIDO


331

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


9G:

>ie3lineque passa pelo ponto (2).

= s$'($no &$ %$-a 7$


90/126

332

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


9G:

>ie3lineque passa pelo ponto (2).

= s$'($no &$ %$-a 7$


91/126

334


E

R

9G:

Co(


92/126

336

So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

R

E

D: 9onsidere uma $ase aquosa contendo :8 molar de ,cido ac"tico.0. _uais as quantidades m,xima e mnima de solvente E puro que permitem a

extraco do ,cido ac"tico.

%o intervalo entre E8max (correspondenteao ponto Dmax) e E8min (correspondenteao ponto Dmin) $orma3se duas $ases emequil#rio.

M(*(

M(a2


LQUIDO / LQUIDO


337

D: 9onsidere uma $ase aquosa contendo :8 molar de ,cido ac"tico.0. _uais as quantidades m,xima e mnima de solvente E puro que permitem a

extraco do ,cido ac"tico.

C+-7+o &$ E(a2

Noa todas as medidas indicadas t&m como #ase os diaramas oriinais+ e no os diaramas destes slides.

C+-7+o &$ E(*n

DE

DA

AdeDolesEdeDoles

max8

max8

8

8max =

DE

DA

AdeDoles

EdeDoles

min8

min8

8

8min =

R$'%a &a a+a=an-a

R$'%a &a a+a=an-a

cm8+:cm18+6

188EdeDoles

8max =

cm7+6

cm1+:188

EdeDoles8min =

E(a2 G6V (o+$s

E(*n 0W6 (o+$s


LQUIDO / LQUIDO



93/126

338

D: 9onsidere uma $ase aquosa contendo :8 molar de ,cido ac"tico.G. ;e adicionarmos :[ moles de solvente E a 188 moles de mistura aquosa+

qual " a composio e as massas das $ases con^uadas o#tidas` _ual orendimento da extraco e$ectuada`

E1

Q1

A8 188 moles

V8 X 8+:8

>as$ $2%a-o


E8 X :[ moles

Q8 X 8

A1

V1

Fa mistura das $ases extracto inicial e do solvente extracto inicial vamos o#ter uma

mistura com a seuinte composio (ponto D)

ua 3 8+68 x 188 moles 3 :1+:c ac"tico 3 8+:8 x 188 moles 24+6;olvente E :[ moles 3 1+8

Conto DCodemos marcar o ponto Dno diarama tern,rio.


LQUIDO / LQUIDO


339



podemos e$ectuar a resoluo r,$ica do #alano de massa para marcarmos oponto D no diarama

A8 W E8 X A1 W E1 X D 188 W :[ X A1 W E1 X D

=u ...

Ba+an3o &$ (assa

R$'%a &a a+a=an-a

DE

DAAdeDoles

EdeDoles8

8

8 = EA

DA)E(AdeDoles

EdeDoles8

88

8 =+ou


LQUIDO / LQUIDO



94/126

340



So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

M

R

E

cm+:DA =

cm11+8DA

moles1:[

moles:[ 8=ua 3 :1+:c ac"tico 3 24+6;olvente E 1+8

Conto D


LQUIDO / LQUIDO


341



So+=$n$E2%a-o

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

?-*&o A-*-o

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

?'7a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

M

R

E

R0

E0

E1

Q1

A8 188 moles

V8 X 8+:8

>as$ $2%a-o


E8 X :[ moles

Q8 X 8

A1

V1

Co(


95/126

342



Co(as$ $2%a-o


E8 X :[ moles

Q8 X 8

A1

V1


LQUIDO / LQUIDO


343



R$n&*($no &a $2%a-34o

6[+5188x8+:8x188

8+152x4[+238+:8x188188x

VAVA3VA

88

1188 ===

E1

Q1

A8 188 moles

V8 X 8+:8

>as$ $2%a-o


E8 X :[ moles

Q8 X 8

A1

V1

ou

6:+1188x8+:8x188

8+64x67+5188xVA

QE

8811

===


LQUIDO / LQUIDO



96/126


97/126


E BIOLGICA

PROBLEMAS RESOLVIDOS E PROPOSTOS

CAPTULO 6 BALANOS DE MASSA A PROCESSOS COM OPERAES DE

EXTRACO LQUIDO/LQUIDO

Mes!"#$ I%e&!"#$ e' E%&e%("!)" B)$*+&),"

P!$-. $s0 A. Le$%"!#$ S"%$s

P!$-1 M"!)" #e 23)'" C. R$s"

P!$-1 M"!)" C!)s)%" 2e!%"%#es

2013/2014

P45 / A2R4565

A)! L)- 2e!'e%")$%

P47 / DS4565

Ce%!)-8&")$%

P49 / DCDR4565

D$8:*e C$%e D!;)%&

S-102

P4< / V4565

B*e%#)%& / S$!"&e

S-103

S-101

S-104

S-105

S-106

S-108

S-109

S-107


98/126


99/126


13!

CAPTULO 6 BALANOS DE MASSA A PROCESSOS COM OPERAES DE

EXTRACO LQUIDO/LQUIDO

EXEMPLOS RESOLVIDOS

EXEMPLO 6.5

Pretende"se recuperar um soluto # e$istente numa solu%&o a'uosa (10) (m/m* de #* por e$trac%&o

l'uido"l'uido+ Para tal utili,a"se um sol-ente org.nico num nico andar de e'uilrio+ Calcular o

rendimento da e$trac%&o+

D"#$s= Coeiciente de parti%&o 3 com 5 e 6 em 7g de soluto/7g de sol-ente+

8assa de sol-ente org.nico 0 7g/7g de ase a'uosa+

Considere os dois sol-entes completamente imisc-eis+

Res$*8>?$

Base de c9lculo: 100 7g de ase reinado (solu%&o a'uosa*+

8assa de sol-ente reinado: !0 7g

8assa de sol-ente e$tracto: c 00 $ 100 0 7g

Concentra%&o do soluto na ase reinado inicial: 5o 10/!0 0111 7g de #/7g de 9gua

Balan%o ao soluto: 50; c 60 51; c 61


100/126


140

>ustituindo os -alores conhecidos nas e'ua%?es anteriores temos:

!0 $ 0111 !0 51; 0 61 pois 60 0

61 3 51

Ent&

parte iii (capítulos 5 e 6)

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