4.3.1 Ejectores de vapor

Através da passagem de um fluído (líquido ou vapor) por uma agulheta (tubagem convergente) a que se segue um ejector divergente, o que constitui um tubo de Venturi, é possível obter uma rarefacção na zona em que o tubo estreita. Na realidade, de acordo com o princípio de Bernoulli, que descreve o comportamento do fluido

sendo p a pressão, a densidade e v a velocidade do fluido, na zona aonde a conduta estreita dá-se um aumento de velocidade e consequentemente uma diminuição de pressão. Uma abertura na zona do estrangulamento permite efectuar uma aspiração

Estes equipamentos podem operar com fluídos pressurizados como seja: água, ar comprimido ou vapor, sendo, neste caso, em geral, vapor de água . Os sistemas operando com água são designados por trompas de água e têm particular aplicação, em laboratórios de química e biologia, em operações de filtração. Podem ser construídos em vidro ou em metal. Não tem partes móveis e são bastante robustos. Como resultado da aspiração pode-se atingir cerca de 70 mbar sendo o seu limite a pressão do respectivo fluído à temperatura de trabalho. No caso da água temos 24 mmHg a 25 °C. Por vezes estes aspiradores estão equipados com uma válvula anti-retorno. Com ar comprimido podem servir de bomba primária para o bombeamento a partir da atmosfera e substituir a primeira bomba de um conjunto de bombas de absorção por zeolites (ver bombas de absorção). Estes ejectores de ar são conhecidos por bombas de Venturi e trabalham em associação com dois ou três estágios. Nos ejectores de vapor, na figura, o gás a bombear é arrastado por um jacto de vapor, em geral vapor de água, dando-se uma transferência de momento linear entre a corrente de vapor e o gás. O vapor de água, à pressão e temperatura adequadas, expande-se no ejector divergente, produzindo uma diminuição de pressão, à entrada da câmara de vácuo. Grande parte da energia térmica de agitação molecular é convertida em energia cinética de translação.

O jacto de vapor, a alta velocidade, arrasta os gases que estejam na câmara de mistura para a parte convergente do difusor. Como as moléculas do jacto têm uma pequena energia térmica, a temperatura baixa, e a pressão devida aos vapores é a correspondente à pressão do vapor de água a esta temperatura e é, portanto, inferior à pressão à temperatura ambiente. A mistura vapor-gás entra no difusor convergente-divergente, onde diminui de velocidade e se expande até à pressão de descarga. Esta pressão, que depende da pressão inicial do vapor, do desenho do ejector, tem de ser suficiente para equilibrar a pressão atmosférica. Caso contrário, não se manterá o jacto no difusor e o gás reentra no sistema.

A razão de compressão de um ejector é da ordem de 7 para 1. Utilizando vários andares de ejectores (quatro é vulgar), podem-se atingir pressões da ordem de 10 -2 mbar, e velocidades de bombeamento muito elevadas podendo ir até cerca de 45 000 1s -1. Os ejectores de vapor são muito usados em instalações industriais sempre que seja necessário bombear sistemas muito sujos ou grandes quantidades de vapor. Trabalham na mesma zona de pressão que as bombas rotativas de um andar.

Filtração Com Funil de Buchner ou Cadinho de Gooch

São as típicas filtrações a vácuo, pois são realizadas com a aplicação de vácuo para permitir, seja por motivo de tempo, seja por viscosidade do líquido a ser filtrado, necessitar-se de um diferencial de pressão (a própria pressão atmosférica atua como força) actuando sobre o líquido no filtro.

Funil de Buchner

É efectuada com sucção com auxílio de uma trompa de vácuo e Kitassato. No fundo do funil, sobre a placa plana perfurada é adaptado o disco de papel filtro molhado, aderido devido à sucção.

Filtração a vácuo

Substituindo-se o funil de Buchner por um cadinho de porcelana com fundo perfurado temos a filtração com cadinho de Gooch. É portanto, efectuada com sucção e o meio filtrante é polpa de papel de filtro quantitativo ou amianto.

Para a confecção do meio filtrante de amianto ou polpa de papel filtro, deve-se colocar o cadinho na alonga e adicionar com muito cuidado o amianto misturado com água (ou polpa de papel filtro com água). Bate-se levemente com a baguete é deixa-se escorrer toda a água através de sucção. O meio filtrante não deve ser muito espesso.

4. Filtração em Cadinhos Com Placas Porosas de Vidro ou Porcelana

Neste caso, o cadinho já possui o meio filtrante fundido ao corpo do cadinho. Sofrem via de regia, ataque das soluções alcalinas. Por isso são utilizados em aplicações diversas, evitando-se apenas soluções francamente alcalinas.

5. Filtração à Quente

Quando a solubilidade permitir, a filtragem à quente é preferível, por reduzir a viscosidade do líquido.

Nas filtrações à quente, evita-se o contacto do papel de filtro com as paredes do funil que resfriam o conjunto filtrante. Por isso, depois de feito o cone do papel, suas paredes são dobradas em pregas e aquece-se previamente o conjunto com água quente. Há também filtros com camisa de vapor e neste caso o papel filtro é adaptado como nos casos comuns. Filtração

A filtração é utilizada para realizar a separação do líquido de uma mistura sólido-líquido ou sólido-gasoso. O “equipamento” mais utilizado é o filtro de papel, usado para filtrar o café (um exemplo bastante prático do uso da filtração). Ele funciona como uma peneira microscópica, somente o líquido passa pelos seus minúsculos orifícios, acumulando a fase sólida dentro do filtro.

O nome dado á substância que passou pelo filtro é “filtrado”. O filtro é feito de fibras interlaçadas, formando uma peneira microscópica.

Num aspirador de pó, o filtro é utilizado para separar as partículas sólidas (poeira) do ar.

Ex: Os materiais sólidos ficam e os líquidos passam.

Filtração

Remoção de uma substância sólida em suspensão num líquido, fazendo passar a mistura por um material poroso que retém as partículas sólidas.

A filtração é um processo utilizado para separar os componentes de uma mistura heterogénea contendo uma fase sólida e uma fase líquida. Para tal, a mistura atravessa um material poroso que retém as partículas do sólido. Este material pode ser papel de filtro, porcelana porosa, vidro especial ou fibra de vidro. Nos laboratórios o mais usado é o papel de filtro. Existem papéis de filtro de várias porosidades e a escolha do papel é feita tendo em conta o tamanho e a natureza das partículas do sólido. A passagem da mistura através do papel de filtro (ou outro material poroso) pode ser efectuada por acção da gravidade (filtração simples) ou a pressão reduzida, como o auxílio de uma trompa de água.

Filtração por acção da gravidade

Utiliza-se um funil ao qual foi adaptado um cone de papel de filtro. Para conseguir melhor aderência do papel de filtro ao funil, é necessário dobrar o papel com um certo cuidado. A forma mais simples de dobrar o papel está indicada a seguir:

1. Dobrar um círculo de papel de filtro ao meio e novamente ao meio, sem vincar as dobras.

2. Abrir o papel em forma de cone. O cone de papel de filtro deve então ser ajustado ao funil.

3. Molhar o papel com um esguicho fino de água para que o papel adira ao vidro. É importante não deixar bolhas de ar entre o papel de filtro e as paredes do funil, para não diminuir a eficácia do processo de filtração.

4. Usando uma vareta, transferir então pequenas porções da mistura a filtrar, para que o líquido não ultrapasse 2/3 da altura do papel. Esta operação deverá ser repetida até à filtração completa da mistura.

5. Deverá então lavar-se com pequenos jactos de solvente o gobelé contendo a mistura inicial e filtrar ainda esta mistura, de forma a garantir que toda a mistura foi filtrada.

Filtração a pressão reduzida

Para realizar mais rapidamente uma filtração, sobretudo quando na mistura a filtrar as partículas sólidas são de dimensão muito pequena, usa-se a filtração a pressão reduzida. Nesta filtração, o funil simples é substituído por um

funil de Büchner, ajustado a um Kitassato por meio de uma rolha de borracha com um furo. O Kitassato é ligado com tubo de borracha a um frasco de segurança vazio, que por sua vez é ligado a uma trompa de água ajustada a uma torneira.