Prova P3 - Operações Unitárias 2 - 2017 2

UNIVERSIDADE DO AMAZONAS\nFACULDADE DE TECNOLOGIA\nCURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA\nSetor Sul do Campus Universitário - Bloco H, Av. Gal. Rodrigo Otávio Jordão Ramos, 3000 - Coroado\n69077-000 Manaus, AM. Fone/Fax: (92) 3647-4035/4028\nFTQ007 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS II\nProva 3\nAluno(a): Igor Manfredo Bayard Cavalcanti\nQuestão 1: Deseja-se empregar uma extração em múltiplos estágios para recuperar o óleo de grãos de soja com hexano puro. Para cada 100 kg de soja [25% massa de óleo] 100 kg de hexano é utilizado. O objetivo do processo é obter na saída da corrente de underflow uma fração de concentração de 0,02.\n(2,5) Calcule as quantidades e composições da corrente de topo V1 e de fundo LN deixando o processo e a quantidade de estágios necessários.\n(1,5) Para esta extração, plotu um gráfico incluindo:\n- comportamento de N versus x e N versus y e identifique as correntes de topo e de fundo;\n- pontos (x ou y, N) para L0, V1,H1, LN, V1 e como eles se relacionam.\n(N = 1,0071y + 1,7279\nR = 0,99584)\n\n\n Questão 2: Um estudo publicado pelo Journal of Environmental Chemical Engineering, em outubro de 2017, avaliou o uso de diferentes tipos de adsorventes na remoção do corante cristal violeta. O cristal violeta pode causar efeitos adversos à saúde humana, tais como: ardência nos olhos, levando a danos permanentes à córnea/olho, transpiração intensa; náuseas; vômitos; dores abdominais; diarreia; etc. A presença de cristal violeta em corpos d'água, mesmo em concentrações baixas (1 ppm), é altamente visível e perturba a fotossíntese das plantas pelo bloqueio dos raios solares. Em concentrações a partir de 1 bjp de tóxico e pode causar mutagênese em animais e humanos. Desta maneira, os autores propuseram uma investigação da capacidade de adsorção de novos adsorventes, nanocompósitos, a partir de bentonita (argila mineral) e alginato (polímero natural), cujas isotermas para diferentes temperaturas estão presentes no gráfico abaixo. Os dados de equilíbrio, para 30ºC, são mostrados na Tabela abaixo.\n\n(1,5) Determine qual o modelo de adsorção (Linear, Langmuir ou Freundlich) mais se ajusta aos dados de equilíbrio e determine os parâmetros do modelo;\nModelos de adsorção: Linear: Qe = K.Ce / Langmuir: Qe = Q0.Ce / (K + Ce) / Freundlich: Qe = K.Ce^n\nVisando a implementação desse adsorvente em um processo de tratamento do effluente da indústria têxtil, de vazão de 1000 cm³/s e 300 ppm de cristal violeta, em uma coluna de 3 cm de diâmetro e 12 cm de comprimento, contendo 100 g do adsorvente.\n\n(1,5) O tempo de parada (breakpoint), o tempo de capacidade total de coluna, o tempo equivalente e a capacidade útil do leito; o comprimento útil e o não utilizável do leito. Especifique o ponto de parada da operação quando c/co = 0,1.\n(1,0) Determine a capacidade de saturação do leito (g de corante/g de adsorvente).\nTabela - Dados de concentração de breakthrough.\nTempo (h) c/co\n0 0\n3 0\n3,5 0,01\n4 0,04\n5 0,185\n5,5 0,67\n6,2 0,93\n6,5 0,97\n7 0,999\n\n PODER EXECUTIVO\nMINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO\nUNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS\nFaculdade de Tecnologia (FT)\nDepartamento de Engenharia Química (DEQ)\n2027/02\nAtividade Introdutória 2 - Cálculo Parcial (AP2)\nDados: B = 75 kg\nL0 = 25 kg (Y0 = 1);\nV0 = ? (X0=1)\nL1 = 17.25 kg (Y1= 1);\nY1 = 0.02 (LN)\na) Quais são as composições das correntes do topo e fundo e potencial de extração.\n\nCálculo:\nK (kg de V0/ kg de L0) = (75 kg) / (25 kg) = 3,0 (p/l Lo)\nM = L0 + V0 = 25 kg + 300 kg = 325 kg (mistura)\n\nZ = [Y0 + Y1 + X1] = (75kg/325kg) = 0,600 (mistura)\nL0 = 25 kg; Y0=1\n\nDados: logD por método gráfico; t1 =\nEn L0 = ? (Y0 = 0.02)\nN = 2.001 + 1.7299 - 2.001(10.02) + 1.7299\nN = 2.008\n\nlogD = B x N x L0 = 75 kg= (3,708) (LN)\n(LN = 13,999 kg)\nData: 04/01/2019\nMatrícula: 211563229\nTurma: 01\nAssinatura do Aluno:\nIgor Manfredo B. Cavalcanti\n • Calcul de V3 :\nL0 + V3 = M → V3 = M - L0\nV2 = 125 kg - 43.911 kg\nV3 = 81.089 kg\n • Calcul de Xal : (liquide)\nL0 Yal + V2 * Xal = L0 YAN + V3 Xal\n(25 kg)(X) = (43.911)(0.02) + (81.089)Xal\nXal = 0.297 #\n • Équation de masse du système :\nD = L0 - V3 = 25 kg - 81.089 kg = -56.089 kg #\nN0 = (3) / D = (25 kg) /(-56.089 kg) = -0.445 #\nYal = (L0 Yal - V2 Xal) / D\nYal = (25)(-81.089)(0.297) - 0.168 #\n(56.089)\n\nDélai nominal graphique minimal mais plein de pour : j’être ne pas...\nA, N st a g i o #\n(3) + 0.445 ≈ (3.2) élan stage retour #\n\nB) Simplifié au standard (liquid - resurfaced)\n• Yal = 0.22\n\n • Estimation :\n... (tableau et calculs) legende : L0 = contenu absolu de standard et fond (125 kg)\nVAN = contenu de produit de standard et fond (200 kg)\nLN = contenu absoul de sein et fond (43.911 kg)\nVI = contenu de volume de sein et fond (81.089 kg)\nYca = 1 (fluidité du volume en L0)\nXzal = 0 (fluidité du volume en VAN)\nYal = 0.02 (fluidité du volume en L0)\nXal = 0.297 (fluidité du volume en V1)\nM = 125 kg (matériau) | No exactement :\nN1=0 (Xal)\n \nSéquencE (manipulé ni élaboré)\nQuotidien (M, 10 pts)\na) Éstimation d’ensemble :\nTotaliser les taux de C (ppm) x C (mg/g)\nC (ppm) | Qe (mg/g)\n0.5 | 32.22\n0.6 | 24.57\n0.7 | 16.90\n2.8 | 52.32\n3.7 | 83.90\n\n • Modèle linéaire :\n yg = k. Ce\nk = 22.419 Ce\nR2 = 0.99999 #\n modèle logarithmique :\n3/y 0.088 0.0686 0.0592 0.0088 0.049\n 1/c 2 3.667 31.4286 0.4348 0.2903\n \nlog :\n g\u03b2 = (k / k0)(l / c) + (b / k0)\n \n \n a = -0.02806 → g\u03b2 = 0.0401 #\n b' = 0.422\n R2 = 0.999998 #\n (3/y) = (0.02806)(c) + (0.421292)\n\n• Modèle Freuder :\n d' y 25.023 2699 2.872 3.925 4410\n \n ln c -0.693 -0.511 -0.557 0.823 3.008\n\ng\u03b2 = k.C\n k = 0.107\n R2 = 0.9999987 #\n\ng\u03b2 = 0.0337.C #\n\nModèle avec meilleur ajustement : Modèle de Freuder (choix d’ajustement R2 plus\nélevé selon c) correspondant au modèle.\n\n• Top1, tb? 2 , 3...?\nBrouillon : 0 (C/c) ou 0\n * Période graphique je pense...?\n (C) → Top3 = 3.54\nTend du brouillon point *\n• Calcul du temps total des columns : UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS\n\nFaculdade de Tecnologia (FT)\nDepartamento de Engenharia Química\n\na) Continuidade:\n\n- Calculo do tempo total (cálculo): \nt$\n P que A\na1\" de (b)\n cA\na2 \t (3,50) =\t 3,50 R\n\n- Calculo do tempo nodal (cálculo):\n t \t\t tA\n\n- A1 = 3,50 e que Atotal = bR = 7,00.\n\n- Por método de segurança mínima:\n\nAT = A1 + A2 + A3\n\nA2 = AT - (A1 + A2)\n A2 =\t (9,0) - (3,50 + A2)\n\nA3 = (7-6)(i)(6.5-0) = (6.5)(0)(7) + (6.5)(0)(0)(0.5) + (0.25)\n\nData: 04/12/2017\nAssinatura do(a) Professor(a): 2145621\nAssinatura do Aluno: Igor Marcos Cabral A3 = 1,9877\n\nlogd A2 = (9,00) - (3,50 + 2.087)\nA2 = 2,293\n\n\n\n tW = 2,913 R (valor aproximado)\n\n- Calculo do tempo total:\n tE = 5.0 (j - c) dt\nA1 + A2\n\n tE = 3,50 + 2,913\n tE = 5,313 R\n\n- Calculo do H (comprimento total):\nH2 = (tW)(UT)\n(3,50) - (2 cm)\n\nH2 = 8,0568 cm\n\n- Calculo do HNW (comprimento total do dado)\nHNW = UT - H2\nHNW = 72cm - 8,0568 cm = 31,91432 cm\n\n\n\nC) Capacidade do reservatório de líquido:\nDados: 3.\nCálculo de densidade\nQ = 1000 cm3/20.\nC = 200 x 10^-6 g/l\nm3: 1cm3 \nC = ?\nCt = (1000 cm3/20)((3000)(5,28)(300x10^-6)) * Como foi fornecida a razão específica (p) do produto de um material flúido e não foi fornecido obter a relação entre g, constante p e o adensado.\n\nO que foi fornecido obter:\n\ncapacidade = 56,2004\n\nO que foi obtido foi:\n(56,2004 cm3)\n\nDaí, foi dado para toda a adensidade rigidificada, antes em que ficaram adensados (56,2004 cm3) do fluido.