Um extrator em contracorrente é usado para extrair óleo de um produto alimentício sólido, usando o éter etílico como solvente. A alimentação fresca do produto é carregada ao extrator a uma taxa de
hora e contém
em massa de óleo. Solvente puro entra como uma corrente de fundo no extrator. A corrente de saída no topo do extrator contém
em massa de óleo. A corrente de saída do fundo do extrator contém
de solução para cada kg de sólido livre de óleo e esta corrente possui uma concentração de óleo de 12% em massa. Calcule:
a) A quantidade de solvente a ser alimentada no extrator.
b) A porcentagem de óleo recuperado.
a) A quantidade de solvente a ser alimentada no extrator.
b) A porcentagem de óleo recuperado.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que rolou: a gente tem um extrator em contracorrente pra tirar óleo de um sólido usando éter etílico. A alimentação (feed) é de 1000 kg/h, com 25 % de óleo (ou seja, 250 kg/h de óleo e 750 kg/h de sólidos). O solvente puro entra embaixo; no topo sai a mistura rica em óleo (“extract”) com 60 % de óleo em massa; embaixo sai a mistura (“raffinate”) que tem 0,25 kg de solução líquida (solvente+óleo) para cada kg de sólido e essa solução tem 12 % de óleo em massa.
Matéria envolvida: balanço de massa total e por componente (óleo, sólidos e solvente) e uso de frações em massa. Vamos precisar:
Matéria envolvida: balanço de massa total e por componente (óleo, sólidos e solvente) e uso de frações em massa. Vamos precisar:
- Calcular quanto de solução líquida sai embaixo.
- Fazer balanço de óleo pra achar a vazão de saída de cima.
- Balanço total pra achar a vazão de solvente de alimentação.
- Por fim, calcular a recuperação de óleo.
Passo 2
Primeiro, quantos kg/h de solução líquida saem junto com os sólidos no fundo?
A relação é 0,25 kg de solução líquida por kg de sólido seco. Como os sólidos que vão pro fundo são 750 kg/h, temos:
A relação é 0,25 kg de solução líquida por kg de sólido seco. Como os sólidos que vão pro fundo são 750 kg/h, temos:
E essa solução tem 12 % de óleo, então o óleo no raffinate líquido é
O resto dessa solução líquida é solvente:
Como o fundo carrega ainda os 750 kg/h de sólidos, a vazão total do raffinate (sólidos+líquido) é
Passo 3
Agora fazemos o balanço de óleo no equipamento:
- Óleo que entra na alimentação:
. - Óleo que entra com o solvente puro: zero.
- Óleo que sai no extract (corrente do topo):
. - Óleo que sai no raffinate:
.
Logo:
Passo 4
Balanço total de massa (entrada = saída):
Isso é a quantidade de solvente puro a ser alimentada.
Passo 5
Recuperação de óleo = óleo no extract ÷ óleo na alimentação:
Resposta
a) Vazão de solvente ≃ 316,7 kg/h
b) Porcentagem de óleo recuperado ≃ 91 %
b) Porcentagem de óleo recuperado ≃ 91 %