EQ 852 OPERAES UNITRIAS IIIEXTRAO LQUIDO-LQUIDO PARTE 2
1 semestre/ 2012 - Noturno
TPICOS
Equipamentos para extrao lquido-lquido Misturadores-decantadores
Colunas de estgio (contato por estgio) Colunas empacotadas (contato
diferencial) Colunas agitadas mecanicamente (contato diferencial)
Extrao multi-estgios
EQUIPAMENTOS
EXTRAO LQUIDO-LQUIDO Colunas de recheioExtratores de contato
diferencial (contnuo) Lquido leve e lquido pesado escoam
continuamente em contracorrente sem etapas de coalescncia das gotas
da fase dispersa Colunas verticais com a entrada de lquido pesado
pelo topo e de lquido leve pela base
Coluna de recheio introduo de recheio aleatrio (mais comum) ou
estruturado no interior da coluna de spray Papel do recheio:
aumentar a rea de contato entre as duas fases lquidas
EQUIPAMENTOS
EXTRAO LQUIDO-LQUIDO
Colunas de pratos perfurados
Extratores de contato por estgio
Canais de escoamento da fase contnua Fase dispersa apresenta-se
na forma de gotas formadas nas perfuraes dos pratos Coalescncia das
gotas da fase dispersa abaixo de cada prato = formao de uma camada
de lquido Formao de novas gotculas dispersas na fase contnua
Coalescncia e re-disperso da fase dispersa em cada estgio: garante
a homogeneidade da concentrao em cada estgio Arranjos para fase
dispersa = lquido leve ou lquido pesado
EQUIPAMENTOS
EXTRAO LQUIDO-LQUIDO Perforated rotating-discs Colunas agitadas
mecanicamente
Agitao mecnica possibilita mistura eficiente das fases,
aumentando de forma significativa a transferncia de massa
Coluna de discos rotativos (RDC column) Discos perfurados ou
anis horizontais fixos e discos rotativos conectados ao eixo
central, que provem a disperso e o contato entre as fases
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EQUIPAMENTOS ExtratoAlimentao
EXTRAO LQUIDO-LQUIDO Discos perfurados rotativos
RafinadoLaboratrio EXTRAE-UNICAMP
Solvente
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EQUIPAMENTOS
EXTRAO LQUIDO-LQUIDO
Colunas agitadas mecanicamente Coluna pulsada
Pratos perfurados movem-se para cima e para baixo, promovendo a
disperso e o contato entre as fases
EXTRAO LQUIDO-LQUIDO MULTI-ESTGIO
Multi-estgio cascata de estgios Arranjo correntes cruzadas
(crosscurrent)
Rafinado
Alimentao feita no estgio 1 Vazo total de solvente dividida em
pores iguais que so alimentadas a cada estgio
Arranjo contra-corrente (countercurrent)
Correntes de extrato
Resulta em um maior grau de extrao do soluto para uma certa vazo
de solvente e um certo nmero de estgios em comparao com o arranjo
correntes cruzadas Esta configurao proporciona maior diferena mdia
de concentraes entre as correntes de extrato e rafinado do que a
configurao correntes cruzadas
Extrato
Rafinado
CLCULO DO NMERO DE ESTGIOS
Multi-estgio correntes cruzadasF xCF E1 1 S1
R1
E2 2 S2
R2 ... RN-1
EN N
RNxCRN
SN
Alimentao no estgio 1 (A+C) Solvente: dividido em vazes iguais
em Balano material por estgio: N estgios (B) F S1 M1 R1 E1 Rafinado
do estgio 1 = alimentao do estgio 2 (A+B+C) Rafinado do estgio 2 =
alimentao R1 S2 M2 R 2 E2 do estgio 3 (A+B+C) ... ...
R N-1 SN MN R N EN
EXTRATOR DE CORRENTES CRUZADAS1) Balano material no estgio 1: 6)
Traar linha de R1 a S2 7) Regra da alavanca = marcar M2
F S1 M1 R1 E12) Traar linha de F a S1 3) Regra da alavanca =
marcar M1
R1M2 S2 R1S2 M28) Linha de amarrao conecta M2 E2 e R2 9) A
corrente de rafinado do estgio n -1 entra em contato com solvente
puro a cada novo estgio n AT QUE xCRN < valor desejado
FM1 S1 FS1 M1Ou ento por balano de massa:xCM1 xBM1 xCF F xCS1 S1
M1 xBF F xBS1 S1 M1
4) Linha de amarrao conecta M1 E1 e R1 5) Fazer o balano de
massa para o estgio seguinte:
N= nmero de estgios de equilbrio e a composio mdia das correntes
de extrato dada por:
R1 S2 M2 R 2 E2
x C ,E
E n xC E n1 ,
N
n
E n n1
N
CLCULO DO NMERO DE ESTGIOS
Multi-estgio contracorrenteE1F xCF 1
E2R1 2
E3 ...
ENN
R2 ... RN-1
S RN xCRN
Balano material global:
F S M RN E1
Balano material por estgio:
Estgio 1 : E1 R1 F E2 E1 F E2 R1 Estgio 2 : E2 R 2 R1 E3 E2 R1
E3 R 2 ... Estgio N : EN R N R N-1 S EN R N-1 S R N E1 F E2 R1 E3 R
2 ... EN R N-1 S R N
EXTRATOR DE CONTRA-CORRENTE1) Balano material global no
extrator
F S M RN E12) Traar linha de F a S
7) Segmento R1 Encontra-se E2. E2 e R2 linha de amarrao 8)
Segmento R2 Encontra-se E3. E3 e R3 linha de amarrao 9) Intercalar
balano material com a corrente fictcia e a relao de equilbrio
(linhas de amarrao) at que xCRN < valor desejado 10) N= nmero de
estgios de equilbrio 11) Para calcular o valor das correntes RN e
E1, empregar a regra da alavanca
3) Regra da alavanca: marcar MFM S FS M
FSOu ento por balano de massa:xCM xBM x CF F xCS S M x F xBS S
BF M
4) Pelo balano material: RN, M e E1 esto conectados por um
segmento de reta. E1 est no encontro da linha dos extratos com o
prolongamento de RNM5) Linha de amarrao: E1 R1 6) Marcar o ponto :
linha de F a E1 e outra linha de RN a S. Interseco: ponto
E1M R1 E1R1 M
E1 F S RN
