Destilação Batch ou Descontínua: Duarte Martins nº52497

A destilação batch é uma operação unitária, em estado não estacionário, bastante utilizada nas indústrias de química fina, farmacêutica, bioquímica, alimentícia e outras, para pequenas quantidades de fluidos com alto valor agregado. Esta é importante na separação de fluidos com alto teor de sólidos ou misturas com componentes com elevada viscosidade e baixa volatilidade. É utilizada para uma produção de reduzidas quantidades de destilado ou então quando se pretende um destilado com composição variável.

Neste processo efectua-se uma carga uma carga de material a separar num recipiente onde é aquecida e levada à ebulição. Durante o aquecimento o vapor formado (o destilado - rico no componente mais volátil) é depois condensado através de um condensador e recolhido. O líquido que permanece no recipiente, tornou-se assim rico no componente menos volátil, sendo denominado por resíduo. Continuando a aquecer a substância dentro do recipiente, com certeza que o líquido menos volátil passará também para a fase gasosa tornando o destilado menos rico no componente mais volátil. Para evitar esta situação, quando o destilado atinge a composição desejada, descarrega-se o resíduo e inicia-se um novo ciclo.

A destilação batch ou descontínua pode ser simples (apenas um andar de equilíbrio sendo o vapor retirado continuamente do ebulidor) ou multi-andar (onde são utilizados vários andares de equilíbrio através duma coluna de pratos ou de enchimento colocada sobre o ebulidor).Vantagens:

- Possibilidade de separação de misturas multicomponente nos seus constituintes mais puros;- Flexibilidade e baixo custo operacional; Desvantagens:- Elevado consumo energético (cerca de duas vezes maior que o da destilação contínua);- Processo moroso ( sendo que para substâncias termossensíveis, o elevado tempo de residência pode levar à sua degradação).

Destilação Descontínua Simples:

Pressupostos e simplificações:

- a mistura no ebulidor está sempre em equilíbrio líquido-vapor;- o destilado resulta da condensação total do vapor formado e por isso, xD = yD;- QB é o calor necessário fornecer ao ebulidor;- QC é o calor necessário remover no condensador total.

Equação de Rayleigh para o componente i:

Tendo valores de xW correspondentes a cada xD:

Destilação Descontínua Multi-andar:

Recta Operatória: com (razão de refluxo) e sendo L e V caudais molares constantes. Em cada instante esta recta passa por x = y = xD, possui declive igual a L/V= R/(R+1) e ordenada na origem D xD /V ou xD/(R+1). Assim, traçando a linha operatória e a linha de equilíbrio e utilizando o método de McCabe- Thiele pode obter-se o número de andares necessário para se obter uma determinada composição e quantidade de destilado.

Tempo de operação:

F -> Quantidade de resíduo em t=0;W -> Quantidade de resíduo em t>0;Wf -> Quantidade final de resíduo;D -> Quantidade de Destilado;xF -> composição de resíduo no inicio;xW -> composição de resíduo em t>0;

yD ->composição de destilado;

Pressupostos e simplificações:

- parte do destilado é reenviado para a coluna (refluxo);-xD e xW não estão em equilíbrio.

Bibliografia:- LOPES, Maíra Mendes, “Estudo comparativo da destilação em batelada operando em refluxo constante e com composição do destilado constante”, Escola Politécnica da Universidade de S. Paulo, Brasil, 2008.

- AZEVEDO, Edmundo Gomes de, “Processos de Separação I”, DEQB, Instituto Superior Técnico da Universidade Técnica de Lisboa, 2008/09.