O documento descreve operações unitárias e suas aplicações. Ele discute processos como destilação, centrifugação e magnetização, explicando como cada um funciona e é usado na indústria para separar misturas.

1. Trabalho Realizado por:
André Rocha nº2
João Maia nº6
Maria Inês Teixeira nº7
12ºP
Operações Unitárias

2. São sequências de operações físicas necessárias à viabilização
económica de um processo químico.
Em 1915, Arthur Little estabeleceu o conceito de “operação
unitária” segundo o qual um processo químico seria dividido numa
série de etapas que podem incluir: Transferência de massa, transporte
de sólidos e líquidos, destilação, filtração, cristalização, etc…
Portanto:

3. As operações unitárias podem ser divididas em:
 Mecânicas
 Transferência de calor
 Transferência de massa

4. As operações unitárias mecânicas são operações de transporte, separação e armazenamento de fluidos.
Nas operações mecânicas pode haver separação de:
1. sólido-sólido
• Peneiração
• Separação Magnética

5. sólido-líquido:
 Decantação
 Flotação (borbulhamento de ar)
 Floculação (sulfato de alumínio – aglutinação – flocos)
 Centrifugação
 Filtração
líquido-líquido
Decantação

6. Nas operações unitárias de transferência de calor são as operações de troca térmica
entre fluidos.
Nas operações de transferência de calor pode-se realizar as seguintes operações:
 Bombeamento de líquidos;
 Mistura e agitação de líquidos

7. Nas operações de transferência de massa pode-se realizar as seguintes operações:
• Aquecimento e resfriamento de fluido
• Evaporação
• Cristalização

8. Tipode mistura Técnicade separação Finalidade
Misturasheterogéneas sólidas
Peneiração Separar grãos de tamanhos diferentes
Magnetização Separar um componente magnetizável
Sublimação Separar um componente de sublima facilmente
Extração por solvente Separar um componente solúvel num solvente
Misturasheterogéneaslíquidas Decantação em funil Separar líquidos com densidades bastante diferentes
Misturasheterogéneas com
sólidase líquidos
Decantação Separar um componente sólido depositado
Filtração Separar um componente sólido em suspensão
Centrifugação
Depositar componentes que existem em suspensão
para posterior separação
Misturashomogéneasformadas
porsólidosou líquidos
dissolvidosemlíquidos
Cristalização Obter cristais de um sólido que estava dissolvido
Ebulição do solvente Obter sólido que estava dissolvido, não cristalizado
Cromatografia Separar corantes
Destilação simples
 Separar um líquido de um sólido dissolvido~
 Separar líquidos com pontos de ebulição
bastante diferentes
Destilação fracionada Separar líquidos com pontos de ebulição diferentes

9. Processosa abordar
Destilação Centrifugação
Magnetização

10. Destilação

11.  A destilação é uma técnica de separação de componentes de misturas homogéneas e que
permite a recuperação de todos os componentes, ou seja, do soluto e do solvente.
 Esta técnica baseia-se no facto de os vários componentes das misturas terem pontos de
ebulição diferentes, ou seja, não fervem todos à mesma temperatura.

12. A destilaçãopodeserdivididaem:
Destilação simples Destilação fraccionada
Destilação a pressão reduzida
Destilação por arrastamento de vapor

13. Destilação simples
O processo de destilação assenta num fenómeno de ebulição seguido de uma condensação.
Numa destilação simples, os vapores provenientes da mistura líquida são canalizados
diretamente para o condensador.
A destilação simples é muito usada quando um dos componentes da mistura líquida não é
volátil

14. Esquema de uma destilação simples

15. Destilação Fracionada
Os vapores provenientes da mistura líquida em ebulição são obrigados a percorrer uma coluna de
fraccionamento antes de serem encaminhados para o condensador.
Funçãoda colunade fracionamento
Aumentar o número de vezes que o destilado
vaporiza e condensa, fazendo com que a
separação se dê de uma forma eficaz.

16. Os componentes da mistura mais voláteis atingem em primeiro lugar a secção mais alta da coluna de
fracionamento e por isso são os constituintes predominantes nas primeiras fracções de destilado recolhido.
Seguem-se os componentes menos voláteis.
Esquema de uma destilação fracionada

17. Destilação a pressão reduzida
Para destilar misturas de substâncias, cujos pontos de ebulição são muito elevados ou que se
decompõem a temperaturas abaixo dos seus pontos de ebulição, utiliza-se a destilação a baixa pressão.
Utiliza-se por isso uma bomba de vácuo.

18. Esquema de uma destilação a pressão reduzida

19. Destilação por arrastamento de vapor
Alguns líquidos orgânicos que são efetivamente imiscíveis com água podem ser purificados usando a
técnica de destilação com arrastamento de vapor.
O composto orgânico será arrastado pelo fluxo de vapor de água e, sendo imiscível, na fase aquosa, pode
ser facilmente separada.
A vantagem principal deste processo é que a temperatura de destilação nunca ultrapassa os 100ºC.

20. Esquema de uma destilação por arrastamento de
vapor

21. Destilação na industria
Na industria também se pode ver a utilização da destilação, por exemplo
na Petrogal.
A Petrogal utiliza a destilação fracionada para separar os diversos
componentes do petróleo.

22. Os derivados do petróleo são hidrocarbonetos sendo os mais leves formados por pequenas moléculas de
Carbono e os mais pesados contendo até 70 átomos de como, por exemplo, o asfalto.
A destilação acontece justamente por essa diferença de tamanho das moléculas, quanto menor a molécula
de hidrocarboneto, menor é a sua densidade e temperatura de evaporação.

23. Componentea quedeuorigemo petróleotemas seguintesfunções:
Gásdepetróleo:dá origem ao gás de cozinha.
Gasolina: usada como combustível de motores de automóveis.·
Querosene: combustível próprio para aviões.
Diesel:é o combustível de autocarros, camiões etratores.
Lubrificante:aplicado em máquinas e peças para aumentar a vida útil desses equipamentos.
Óleo:também chamado de óleo combustível, é ele o responsável pela movimentação de navios.
Asfalto:este é o último produto a ser fracionado, e apresenta aspecto denso, é usado na pavimentação de ruas e
estradas.

25. Ponto de ebulição em ºC Quantidade de carbonos Produto
20 ºC
120ºC
170 ºC
270 ºC
340ºC
500 ºC
600ºC
1 a 4 Carbonos
5 a 10 Carbonos
10 a 16 Carbonos
14 a 20 Carbonos
20 a 50 Carbonos
20 a 70 Carbonos
Acima de 70 Carbonos
Gás
Gasolina
Querosene
Diesel
Lubrificante
Óleo
Asfalto

26. Destilação fracionada do petróleo

27. Centrifugação

28. A centrifugação é uma operação unitária para a separação de duas fases duma mistura por ação da
força contrífuga a que fica sujeita devido ao movimento de rotação.
A centrifugação é usada para separar sólidos em suspensão num líquido, constituintes de misturas
coloidais e constituintes imiscíveis

29. Na industria
separação da nata do leite
na clarificação de lacas
na concentração de látex

30. No laboratório
determinação do peso e do volume de partículas coloidais
acelerar a filtrações
 determinação de pesos moleculares
separação de isótopos.

31. Em casa
 Máquina de lavar roupa, pois no final de um programa de lavagem existe um
programa de centrifugação que provoca um movimento de rotação acelerado no
tambor permitindo assim a separação da água em excesso da roupa.

33. A magnetização é usada quando um dos componentes da mistura é um material
magnético. Com um imane ou electroímanes, o material é retirado.
Exemplo: limalha de ferro + enxofre; areia + ferro

34. “separação magnética”  mais para aquelas aplicações em que se deseja retirar um rejeito
magnético e em que o fluxo não magnético é o produto de interesse
“concentração magnética”  tende a ser mais empregado para aquelas aplicações em que o
produto útil é constituído pelo fluxo contendo os minerais atraídos pela ação do campo magnético aplicado.

35. LIMS – Separadores magnéticos de baixa intensidade em meio seco e húmido
Os separadores magnéticos de baixa intensidade, LIMS, são projetados para recuperar materiais
ferromagnéticos. Os separadores encontram-se disponíveis em desenhos e tamanhos que fornecem soluções
para todas as aplicações.
HGMS – separadores magnéticos de elevado gradiente
Os separadores magnéticos de elevado gradiente disponíveis em projeto cíclico com diâmetros do recipiente
para processos variando de 220 mm a 3050 mm e num projeto contínuo com diâmetros matrixringmean de
1200 mm, 1850 mm, 2500 m e 3500 mm.sivo que possui comprovados registos da mais alta eficiência

36. Magnetização na industria
A LIPOR usa a técnica de separação magnética para separar metais que possam ir juntamente com o lixo que
eles recolhem.
Durante o processo de separação e tratamento do lixo existe um que se chama zona de crivo onde o separador
magnético capta os materiais ferrosos e encaminha-os para um outro transportador que permite realizar-se uma
triagem frontal no final do tapete. Esta triagem tem como objetivo eliminar alguns rejeitados que ainda possam
aparecer no fluxo dos materiais ferrosos. O fluxo dos materiais ferrosos separados cai numa tremonha que
alimenta uma prensa de ferrosos.

37. Processos de separação da LIPOR