© Foi sugerida a adição de um trocador de calor ao processo. Esta unidade consistiria em um feixe de tubos metálicos paralelos contidos em uma carcaça. O filtrado líquido passaria do filtro para o interior dos tubos e depois para o evaporador. O vapor de hexano quente, no seu caminho do evaporador para o extrator, passaria pela carcaça e por entre os tubos, aquecendo o filtrado. De que forma a inclusão desta unidade levaria a uma redução nos custos operacionais do processo?
Passo 1
Beleza, então a gente vai resolver um exercício que fala sobre adicionar um trocador de calor num processo industrial. O conteúdo aqui é de termodinâmica e transferência de calor. Vamos precisar entender como funciona um trocador de calor e como ele pode ajudar a reduzir custos operacionais em um processo que envolve fluxo de líquidos e vapores.
Passo 2
Primeiro, vamos visualizar o que está acontecendo no processo atual. Temos um líquido filtrado que vai do filtro para o evaporador, e um vapor de hexano quente que vai do evaporador para o extrator. Esses dois fluxos precisam interagir de alguma forma para que o processo seja eficiente.
Passo 3
A ideia de usar um trocador de calor é justamente recuperar parte do calor do vapor de hexano quente para aquecer o líquido filtrado antes que ele chegue ao evaporador. Isso evita que precisemos fornecer toda a energia térmica do zero para aquecer o filtrado.
Passo 4
Como funciona o trocador de calor? Ele tem tubos metálicos paralelos dentro de uma carcaça. O líquido filtrado passa por dentro dos tubos, enquanto o vapor de hexano passa pela carcaça, fluxo externo aos tubos. O calor do vapor passa pelas paredes dos tubos e aquece o filtrado.
Passo 5
Agora, por que isso reduz os custos operacionais? Porque ao recuperar esse calor, reduzimos a quantidade de energia que precisamos adicionar ao sistema para aquecer o filtrado até o ponto necessário para a evaporação. Isso pode significar menos consumo de energia elétrica ou combustível no processo.
Passo 6
Além disso, ao reutilizar o calor, diminuímos o desgaste de equipamentos de aquecimento e potencialmente prolongamos a vida útil deles, o que também contribui para a redução de custos a longo prazo.
Resposta
A inclusão do trocador de calor permite a recuperação e reutilização do calor do vapor de hexano quente para aquecer o líquido filtrado, reduzindo a necessidade de energia adicional para aquecimento e, consequentemente, diminuindo os custos operacionais do processo.