Material Completo Operações Unitárias 3 - P1

Operações Unitárias 3 Entrega Atividade/Provas 13 08 2021 Cristalização * Operação baseada nos mcanismos de transferência de massa e perfil de movimento * Processo de separação sólido - líquido * Fenômenos de cristalização: concentração da solução e evaporação é necessário para cristalizar tem que obter solução supersaturada * Como ocorre processo? Se tem o gerativo: a supersaturação Xa'- (concentração da saturação / de equilibrio) Xa (concentração de supersaturação do soluto A) * pelo gráfico pegar na linha do referente * Cada composto apresenta a solubilidade diferente com a T e para cada T existe uma concentração em que se conhece totalmente solúvel. * A solubilidade pode ser relacionada por Kg de solvente pa unidade vai em Kgsoluto/Kgsolução Xa (Razão mônica de componente na solução na condi- ção de saturação). Ex: 1,18 kg Ac para cada 1 kg água -> total = 2,18 Xa = 1,18 Kgsoluto : Kgsolvente, 1,18 Kgsoluto : Kgsolução Xa = 0,541 Kgsoluto : Kgsolução * Solubilidade do ácido cítrico: Xa = 0,9114 + 3,486 x10^-3 . T - 2,819 x10^-4 . T^2 + 3,723 x10^-6 . T^3 Kgsoluto = Kgcoloque Kgsolvendo = Kgalmigação * Solubilidade do xarope: * Vai ser multiplicada pelo grau di pureza Ks = calculo do coso de pupeza = xarope Ks = (Xa impur* / Xa pura) *1001. o componentes co eficiente de solubilidade co optante + pura ks = 1 (não tem impureza) *Exemplo 1: solução avecos de sacarose saturada com pureza de 80%: a temperatura de t=70°C (Brix= % slí- de soluto dissolvido na solução) 789% Brix polo gráfico (80 = ά 70°C) Ks = (X̅A) impura [1] sendo x̅A =0,8* 89,8 Kg solução ≈ 0,631 Kg sacarose (X̅A) pura 100 Kg solução Kg solução 0,631Kg sacarose x̅*A = 2,9 Kg sacarose /Kg água (1Kg solução – (89,8=100) Kg solução) Logo, tabulado = 3,255 Kg sacarose/ Kg água (Ks = 0,89) Ks =, 2,9 Kg sacarose/ Kg água → (Ks = 0,89) 3,255 Kg sacarose/ Kg água * Processo de cristalização ocorrem somente em situações de supersaturação. Soluções relativa S = X̅A x̅A valorem de 1 a 1,4 – 1,5 * Exemplo 2: solução de sacarose na T de 70°C com pureza de 70°. com S=1,2, qual a sua solubilidade na condi- ção supersaturada de sacarose (Kg/ Kg água)? T=70°C , pureza=70% , S=1,2 , Brix=80,5 S= x̅A x̅*A [1] sendo x*A=0,7*80,5 Kg solução = 0,5635Kg sacarose 100 Kg solução Kg solução x̅*A = 0,5635 Kg sacarose /Kg sol =2,89 Kg esc (1Kg - (80,5=100) Kg solução) Kgh20 Logo, em [1] : X̅A = S * X̅*A * =1,2 * 2,89 Kg esc = 3,468 Kg esc Kgh20 Kgh20 Exemplo 3: T=60°C , S=1,3 i sacarose pura com solubilidade ideal = 0,742 Kg esc /Kg solução S= x̅A x̅*A → x̅A = 0,742 Kg esc S=1 → concentração vegetal 20 08 2021 * Coeficiência de transferencia de massa m= massa mcf = cristal final ( Lcc )3 mco Lco = diametro (esferico) ___________________ L = tamanho *Exemplo1 : 50 g sacarose pura mcf = ( Lcc )3 = 4,95mm _______ Lcc = 0,9mm Lco moc = 0,9 mm = 50 g , mcf = 400:000:000 gg 0,0045 mm ____________________________________________________________________ L tam = 1000 Kg = 1x 106 g Exemplo2 : Vaíca = 400 tam *naturai - como se comportam e se acomodam tensões | & distancia ángulos n *** Nucleação primaria ∺= Velocidade linear do crescimento do cristal: dc = dLc dt onde comprimento característico do cristal: Lc=(L1.L2.L3)^(1/3) L1= maior dimensão Lc=(L1.L2.L3)^(1/3) L2= dimensão intermediária L3= menor dimensão Fluxo de massa na transferência e deposição de solutos sobre a superfície cristalina: NA= dmp/dt Mmas Asp = dm/dt - massa de partícula cristalina (Kg) (area de superficie da partícula (m2) massa molar do soluto no meio de solucao (kg/mol) Fluxo molar na transferência de massa de soluto A x = fração molar (soluções) NA = KA( xA˜ – xA*) NA = KA . ∆ xA – força motriz (fraço mol soluto) fração molar do soluto na superfície do cristal (saturada) na solucao (mol.m2s( mol soluto/reagente) fração molar do soluto no meio de solução (condição de supersaturação) Relação da velocidade linear com o coeficiente global de transferência de massa. Fator de forma volumétrico λν = Mp / ρp.Lc3 Mp = massa de uma partícula cristAlina (Kg) Lp = densidade da partícula cristalina (kg/m3) Fator de forma superficial λA = Asp / Lc2 area superficial da partícula (m2) Primeira ordem Gν = Mmas / λν . KA . ∆ xA 3λν . ρp Kz = 3λν . ρp / Mmas . λA Gν / (∆ xA) Cálculo de velocidade em relação às massas principal e final dos cristais, valores do tempo o em última eq. contúdo: Gν = Mσ13 / λν.ρp.N0. ttotal = tempo total de pestrs números dos cristais Exemplo: crescimento dos cristais de ácido cítrico (C6H8O7) forma veloceidade de uma fração de primeiro tempo vida ultimando o tamanho médio L0 = 1,150x100³ m. o um fator do forma de λν 0,64 λA=6,20. A densidade do cristal é ρc=1165kg m3 a partir a massa e das análise da primeira juntos as um cals sem tais camente, foram obtidos versatilidade partícula intermídiera T ao de espoço ao 55°C . na concentração de paramunitros correspondem M0=1165kg/m0 ao volume inicial da mc do, media. £af. Solado a um primo vitam e jerofrim:
 soma coeficiente global a uma massa na mecanismo (mol.m³.s¹) (mol.mol.s²) * ỲAA 0,11743x106 - 2,8194x10ˉ5 + 3,7323x106 σ2 / λν = 1,150x10ˉ4 T(h) Lc (m) 0 1,159x10ˉ5 ᶷ 0.5 1,309x10ˉ5 T = 55°C (espaço) 1.0 1,494x10ˉ5 T = 69°C (emb. durada) 1.5 1,574x10ˉ5 sudoool 2.0 1,720x10ˉ5 x᷄A=1.19.25 G_c = dLc [1] \d{t} Kx = 3 \lambda v \rho \frac{G_c}{M_{m} \lambda_{a}} \text{ [2]} \Delta \bar{x_{a}} × Calculadora - regressão linear: MODE - 3 → Lin - 2 = X, Y = M+ → Fsmcl = Shift 2 → calción para ledo v acha 'a' e 'b'. y = a + b \cdot x \to \text{a = 1,778 x 10}^{-3} \n\text{b = 2,76 x 10}^{-9} logo y = 1,778 x 10^{3} + 2,76 x 10^{4} \cdot \text{t} a partir de [1], temos \frac{G_c = d 1,778 x 10^{3} + 2,76 x 10^{4} t}{dt} \text{\bar{x_{a}} = } \bar{X_{A}} - \bar{X_{A}} \text{ mol soluto = mol os.altuta} \n \text{mol estute = mol contice} \text{H2O luim} na = m b = ml h