///Bancada multipropósito – MD037

Bancada multipropósito – MD037

Descrição

MD037 – BANCADA MULTIPROPÓSITO
Extração- Absorção– Adsorção – Fluidização

Objetivos da prática

Este módulo didático foi concebido e projetado para estudo e ensaios de quatro operações unitárias distintas: coluna de extração contínua
líquido-líquido; coluna de absorção líquido-gás; coluna de adsorção de gases ou vapores e coluna de fluidização sólido-gás. Cada coluna tem seus fenômenos envolvidos e seus objetivos específicos:

1) Coluna de extração contínua líquido-líquido: coluna que pode trabalhar com escoamento contracorrente livre tipo spray/microgotas, ou escoamento obstado com recheios randômicos. Tendo em vista a transparência da coluna, com camisa para isolamento térmico a vácuo, controles de temperatura nas alimentações das fases leve e pesada; as tomadas de amostras nas entradas das fases diluente e solvente e saídas das fases extrato e rafinado e amostragem na parte central, pode-se realizar os seguintes objetivos:

– Estudar as características fluidodinâmicas de escoamentos bifásicos contracorrente (fase leve/fase pesada), em condições de escoamentos livres e escoamentos obstados;

– Estudar eficiências de extração e coeficientes de bipartição (diluente-soluto-solvente), em condições dinâmicas, tendo em vista curvas de equilíbrio ternário de referências, da literatura, e as soluções resultantes de extrato e de rafinado obtidas em cada operação realizada em função de: variações de vazão (tempos de contato) das fases leve e pesada; escoamento livre ou obstado com recheios; tipos de recheios; variações na temperatura do processo;

– Determinar número de estágios ideais e construir gráficos ternários de equilíbrios dinâmicos em função das composições de saída da fase extrato e rafinado;

2) Coluna de absorção líquido – gás: coluna de absorção, com recheio randômico, preparada especificamente para absorção de gases (por exemplo o dióxido de carbono (CO2)) de uma mistura gasosa (ar atmosférico ou sintético) utilizando solventes apropriados (soluções aquosas alcalinas). Tendo em vista a transparência da coluna, o isolamento térmico a vácuo, as tomadas de amostras nas entradas e saídas das fases líquida e gasosa, e amostragem na parte central, pode-se realizar os seguintes objetivos:

– Estudar eficiências de absorção e coeficientes convectivos global de transferência de massa em cada operação realizada em função de: variações de vazão (tempos de contato) das fases líquida e gasosa; variações nas concentrações das fases líquida e gasosa, tipos de recheios; variações na temperatura dos processos;

– Determinar número de estágios de transferência; altura de unidades de transferência e taxa global de transferência de massa para cada operação realizada;

3) Coluna de adsorção de gases ou vapores: coluna de adsorção preparada para utilizar qualquer tipo de adsorvente granulado, em leito fixo, e para adsorção de gases (por exemplo o CO2) e adsorção de vapores orgânicos. Tendo em vista a transparência da coluna, o isolamento térmico a vácuo, as tomadas de amostras na entrada e saída da fase gasosa/vapor, pode-se realizar os seguintes objetivos:

– Estudar um processo de adsorção sólido-gás ou sólido-vapor orgânico afim de entender os fenômenos envolvidos nas transferências de massa através de coeficientes de equilíbrios entre fases: (ar + soluto) versus (adsorvente + adsorbato), em função: do tipo de adsorvente utilizado; das concentrações da fase gasosa/vapor orgânico; da vazão (tempo de contato) da fase gasosa/vapor orgânico e em várias isotermas;

– As condições de saturação do sistema adsorvente em condições dinâmicas e em várias isotermas;

3) Coluna de fluidização sólido-gás: coluna preparada para estudos relativos aos fenômenos envolvidos em escoamentos de fluidos em meios porosos (sistemas particulados), em leito fluidizado. Este experimento permite determinar as várias fases da fluidização de um leito poroso, desde a fluidização incipiente até a borbulhante
(slugs) e, dessa forma:

– Estudar o comportamento fluidodinâmico de leitos de partículas sólidas, fluidizadas com ar, através da relação existente entre a perda de carga e a velocidade de escoamento do fluído. Com estes dados, confeccionar curvas de fluidização para um leito de partículas, identificando velocidade de mínima fluidização;

– Utilizar partículas que promovam fluidizações homogêneas (particuladas) ou heterogêneas (agregativas);

– Realizar a determinação dos seguintes propriedades do leito e das partículas: porosidade do leito, densidade bulk e aparente do leito, Densidade das partículas, diâmetros médio e esfericidade das partículas).

Escopo de fornecimento

Este módulo contém os seguintes itens e particularidades:

01 coluna de extração contínua líquido-líquido, para escoamento contracorrente livre, tipo spray/microgotas, ou escoamento obstado com recheios randômicos, com possibilidades de troca de recheios; construído com material misto (vidro e teflon); de diâmetro interno de 7,0 cm e comprimento de 100 cm; com camisa (diâmetro de 9,5 cm) para isolamento a vácuo, controles de temperatura nas alimentações das fases leve e pesada; tomadas de amostras nas entradas das fases diluente e so vente e saídas das fases extrato e rafinado, e amostragem na parte central; construída de forma modular, permitindo total manuseio (montagem e desmontagem) para facilitar operações de limpeza, bem como, troca de recheios. Esta coluna é composta pelos seguintes acessórios e periféricos:

– 01 conjunto de quatro sensores de temperatura (Pt-100), e respectivos indicadores locados em painel elétrico;
– 02 aquecedores elétricos (controle de temperatura PID), com serpentinas, para a fase leve/extrato e para a fase pesada/rafinado, com potências elétricas devidamente dimensionadas;
– 02 bombas peristálticas especiais para solventes orgânicos diversos, com controle de vazão de 200 a 1.500 ml/min;
– 02 agitadores/aquecedores magnéticos;
– 04 reservatórios de 50 litros, em polietileno, adaptados, sendo 02 deles munidos de tubos pescadores e interligados no circuito de bombeamento de alimentação da fase leve e outro na alimentação da fase pesada e 02 deles para recebimento de extrato e de rafinado;
– 01 conjunto de vidrarias necessárias para a prática desta coluna;
– 01 conjunto de reagentes químicos necessários para a prática desta coluna;

01 coluna de absorção líquido-gás: coluna de absorção com recheio randômico, preparada especificamente para absorção de gases (por exemplo o dióxido de carbono (CO2)) de uma mistura gasosa (ar atmosférico ou si tético) utilizando solventes apropriados (soluções aquosas alcalinas). Utiliza a mesma estrutura da coluna de extração, usando os seguintes acessórios e periféricos:
– 01 conjunto de quatro sensores de temperatura (Pt-100), e respectivos indicadores locados em painel elétrico;
– 01 aquecedor elétrico (controle de temperatura PID), com serpentinas, para a solução de absorção, com potência elétrica devidamente dimensionada;
– 01 bomba peristáltica especial para soluções aquosas alcalinas, com controle de vazão de 200 a 1.500 ml/min;
– 02 reservatórios de 50 litros, em polietileno, adaptados, sendo 01 deles munido de tubos pescadores e interligados no circuito de bombeamento de alimentação da solução absorvente e outro para recebimento da solução final;
– 02 medidores de vazão, tipo rotâmetros: um para vazão de ar e outro para vazão de CO2, para sintetizar a mistura gasosa na concentração desejada;
– 01 conjunto de vidrarias necessárias para a prática desta coluna;
– 01 conjunto de reagentes químicos necessários para a prática desta coluna;

01 coluna de adsorção de gases ou vapores: coluna de adsorção preparada para utilizar qualquer tipo de adsorvente granulado, em leito fixo, e para adsorção de gases (por exemplo o CO2) e
adsorção de vapores orgânicos; construído com material misto (vidro e teflon); de diâmetro interno de 5 cm e comprimento de 30 cm e de 100 cm; com camisa (diâmetro de 8 cm) para isolamento a vácuo, tomadas de amostras na entrada e saída da fase gasosa/vapor; construída de forma modular, permitindo total manuseio (montagem e desmontagem) para facilitar operações de limpeza, bem como, troca de materiais adsorventes. Esta coluna é composta pelos seguintes acessórios e periféricos:
– 01 conjunto de dois sensores de temperatura (Pt-100), e respectivos indicadores locados em painel elétrico;
– 02 medidores de vazão, tipo rotâmetros: um para vazão de ar e outro para vazão de CO2, para sintetizar a mistura gasosa na concentração desejada;
– 01 módulo termostático de saturação, construído com material misto (vidro e P.E.) para saturação de ar com vapores orgânicos;
– 01 manômetro de tubo em U, com fluido manométrico adequado, para medir perdas de carga no leito do adsorvente;
– 01 conjunto de vidrarias necessárias para a prática desta coluna;
– 01 conjunto de reagentes químicos necessários para a prática desta coluna;

01 coluna de fluidização sólido-gás: coluna preparada para estudos relativos aos fenômenos envolvidos em escoamentos de fluidos em meios porosos (sistemas particulados), em leito fluidizado, construída, em vidro e PE, de 75 mm de diâmetro e 80 cm de altura total (50 cm de fluidização), preenchidas com partículas para estudos em leito fluidizado, projetada para facilidades de manuseio (montagens e desmontagens), para trocas de meios porosos e limpezas em geral. Esta coluna é composta pelos seguintes acessórios e periféricos:
– 01 painel com medidor de vazão tipo rotâmetro e válvula para controle da vazão de ar;
– 02 manômetros de tubo em U, com fluidos manométricos adequados;
– 01 conjunto de amostras de meio poroso para troca do material das colunas e determinação das propriedades do leito e das partículas;
– 01 conjunto de vidrarias necessárias para a prática desta coluna;

01 painel elétrico e de controle confeccionado segundo NBR 5410, (opcional sob consulta com tela supervisório com ou sem Wi-Fi) contendo: 07 indicadores de temperatura, 02 indicadores e
controladores PID de potência dos aquecedores da extração,

01 indicador e controlador de potência do aquecedor do banho de saturação e chave geral

Manuais impressos de: operação (roteiro didático) e de manutenção, em português, de cada umas das colunas desta bancada multipropósito

Treinamento didático operacional

Entidades que já possuem esta bancada
UFBA