Diagrama de Blocos e Fluxograma de Processos

Diagrama de Blocos e Fluxograma de ProcessosPQI-I

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Diagrama de blocos

Diagrama de blocos

ExerciciosPrepare o diagrama de blocos para fabricao sulfato de amonio a partir da anidrita (ser feito em aula)Prepare o fluxograma de processos para fabricao sulfato de amonio a partir da anidrita (ser feito em aula) Prepare o diagrama de blocos para fabricao de sabo (atividade extra-aula)Prepare o fluxograma de processos para fabricao de sabo (atividade extra-aula)Prepare um fluxograma de processo de fabricao de um produto orgnico que tenha mais de seis operaes unitrias (atividade extra-aula)

Fabricao de Sulfato de AmonioFabricao de sulfato de amnio a partir de anidrita e amnia

O Sulfato de amnio fabricado principalmente para finalidades agrcolas. O sulfato de amnio era antigamente produzido a partir de amnia de gases destilados em fabricas de gs de rua e coquerias a partir de carvo de pedra, a amnia sendo absorvida dos gases e redestilada por reao com cido sulfrico. Um outro mtodo mais recente utilizada na Europa e ndia partir de amnia de sntese, utilizando anidrita como uma fonte do radical sulfato. As relaes esto de acordo com as equaes:2 NH4OH + CO2 (NH4)2CO3 + H2O(NH4)2CO3 + CaSO4 (NH4)2 SO4 + CaCO3Todas as fbricas que utilizam esse processo so unidades muito grandes porque so complexas em comparao com aquelas que utilizam processo relativamente simples a partir do cido sulfrico. O custo da instalao muito grande e o seu efeito minimizado por construo de grandes instalaes com cerca de 1000 toneladas por dia de capacidade de modo que as despesas por tonelada so reduzidas. A grande vantagem desse processo que ele pode utilizar matria prima de baixo custo como uma fonte radical de sulfato, isto , anidrita em lugar de enxofre relativamente caro, que tem que ser importado.Na descrio de processo que ser feita a seguir, as matrias primas, anidrita e amnia, so consideradas como materiais base.O primeiro estgio a carbonao da soluo de amnia, que tem que ser controlada de modo a evitar a decomposio do carbonato de amnio a uma temperatura demasiadamente alta, e a deposio de incrustaes (scales) em uma temperatura demasiadamente baixa.

O dixido de carbono se provm de uma instalao de amnia, contm hidrognio como uma impureza; no decorrer da absoro do dixido de carbono, o hidrognio concentrado e de valor suficiente para ser retornado instalao de amnia para a sntese da mesma.A reao entre a soluo de carbonato de amnio e anidrita em suspenso decorrer regularmente se as condies estiverem corretas. necessrio obter uma converso eficiente do sulfato de clcio existente em anidrita a carbonato de clcio e, ao mesmo tempo, produzir o carbonato precipitado numa forma que possa ser filtrada eficientemente nos filtros semiautomticos.Depois da separao do carbonato de clcio, a soluo de sulfato de amnio sedimentada para reduzir o teor dos slidos em suspenso, os quais passaram atravs dos filtros, e a soluo clarificada fervida para remover o excesso de amnia e dixido de carbono que ela contm o que necessrio para conduzir a reao at a sua concluso. A amnia e o dixido de carbono no devem ser perdidos, sendo re-circulados a seco de carbonatao.O carbonato de clcio tambm utilizado. Ele pode ser usado como matria prima para manufatura de cimento, ou para mistura com nitrato de amnio na fabricao de fertilizantes nitrogenados, ou para uso direto de neutralizador de solo.A soluo de sulfato de amnio nesse estgio, uma soluo transparente e clara, e tem ser evaporada para cristalizao, filtrada por centrifuga e finalmente seca para dar um produto cristalino puro. O produto pode ser armazenado a granel ou em embalagens pequenas. (D.G. Jones Introduo a Tecnologia Qumica- ed. Edgard Blucher)Fabricao de Sulfato de AmonioProcesso de fabricao de Sabo

O processo antigo a caldeira usado principalmente pelas fbricas menores ou para produo especial e limitada. A medida que a tecnologia do sabo foi se modificando, introduziu-se a saponificao alcalina contnua. Nos dias de hoje, a automatizao permite uma indstria contnua com saponificao a NaOH de leos e gorduras produza em 24 h a mesma quantidade de sabo (mais de 300 ton/dia) que a obtida em 2 a 5 dias pelos processos descontnuos tradicionais.O procedimento moderno envolve a hidrlise contnua. Depois da separao da glicerina , os cidos graxos so neutralizados a sabo. A reao qumica fundamental na fabricao do sabo pode se expressa como saponificao:3 NaOH + (C17H35COO)3C3H5 3C17H35COONa + C3H5(OH)3Soda Caustica Estearato de glicerilo estearato de sdio GlicerinaO procedimento consiste em hidrolisar a gordura e, depois da separao da valiosa glicerina, em neutralizar os cidos graxos com a soluo de soda caustica:(C17H35COO)3C3H5 +3 H2O 3C17H35COOH + C3H5(OH)3Estearato de glicerilo acido esterico GlicerinaC17H35COOH + NaOH + 3C17H35COONa + C3H5(OH)3cido esterico Soda Caustica estearato de sdio GlicerinaDeve-se comentar que as gorduras e os leos industriais no so compostos pelo glicerdio de um nico cido graxo, mas so mistura deles. Para processos especiais , existem alguns cidos graxos com pureza de 90% ou mais. Em virtude de a solubilidade e a consistncia dos sais de sdio dos diversos cidos graxos serem consideravelmente diferentes entre si, o fabricante de sabo escolhe a matria Prima de acordo com as propriedades desejadas, levando em considerao o preo do mercado.

Fabricacao de sabao

Deve-se comentar que as gorduras e os leos industriais no so compostos pelo glicerdio de um nico cido graxo, mas so mistura deles. Para processos especiais , existem alguns cidos graxos com pureza de 90% ou mais. Em virtude de a solubilidade e a consistncia dos sais de sdio dos diversos cidos graxos serem consideravelmente diferentes entre si, o fabricante de sabo escolhe a matria Prima de acordo com as propriedades desejadas, levando em considerao o preo do mercado.

O sebo a principal matria gordurosa na fbrica de sabo; as quantidades usadas constituem cerca de do total de leos e de gorduras consumidos na indstria de sabes. O sebo contm gliceridios mistos proveniente do derretimento a vapor da gordura slida do boi. Esta gordura slida digerida pelo vapor, e sebo forma uma camada sobrenadando na gua que pode ser facilmente removida. Usualmente, mistura-se o sebo comleo de coco, na caldeira de sabo, ou no hidrolisador, para aumentar a solibilidade do sabo. As banhas (cerca de 20%) so a segunda matria-prima em importncia na saboaria. So obtidas de porcos e de animais domsticos menores e constituem fonte importante dos glicerdeos dos cidos graxos. So refinadas por fuso a vapor ou por extrao a solvente e raramente empregadas sem serem misturadas com outras gorduras. Em alguns casos , so tratadas de maneira a que os cidos graxos so liberados, os quais so empregados no sabo em lugar da prpria banha. O leo de coco h muito tempo importante. O sabo de coco firme e espumeja em abundncia. Contm grandes propores dos glicerdeos dos cidos lurico e miristico, que so muito desejveis . Os cidos graxos livres so usados na indstria de sabes , de detergentes , de cosmticos, de tintas, de txteis e muitas outras. A acidificao das borras provenientes da refinao alcalina dos leos tambm produz cidos graxos. Os mtodos gerais importantes de separao so: Twitchell, Autoclave descontnuos e Contracorrente contnuo. O Twitchell o mais antigo. Atualmente so mais comuns os mtodos contnuos. Fabricacao de sabaoA fbrica de sabo uma grande consumidora de reagentes, especialmente de soda caustica, de sal comum, de barrilha e de potassa caustica, alm de silicato de sdio, de bicarbonato de sdio e de fosfato trisdico. As substncias inorgnicas adicionadas ao so so as cargas. O importante trabalho de Harris, da Monsanto, e seus colaboradores mostrou conclusivamente que o pirofosfato de tetrassdico e o tripolifosfato de sdio so reforadores do sabo com eficincia sinrgica especial . Teve considervel importncia a demonstrao de que combinaes de reforadores baratos, como a barrilha com o pirofosfato de tetrassodico ou com tripolifosfato de sdio mais eficiente (e mais caro) eram superiores ao fosfato usado isoladamente. Mostrou-se, alm disso, ser possvel usar menor quantidade de sabo nestas misturas para se ter a mesma, ou melhor, remoo da sujeira.As gorduras fundidas e quentes e o catalisador so todos injetados no fundo do hidrolisador.

A hidrlise das gorduras ocorre em contracorrente no hidrolisador, a 485F (252C) e 600 psi (41 atm), continuamente, com os glbulos de gordura ascendendo contra a fase aquosa descendente.

A fase aquosa, depois de dissolver a glicerina separada (cerca de 12%), afunda e separada.

A fase aquosa com a glicerina evaporada e purificada.

A fase com os cidos graxos no topo do hidrolisador seca mediante a vaporizao da gua, e aquecida.Num destilador a alto vcuo, os cidos graxos so destilados e separados dos resduos, e retificados.O sabo formado pela neutralizao contnua com soda custica a 50%, num neutralizador a alta velocidade.O sabo bruto descarregado, a 200F (93C), num tanque de homogeneizao, lentamente agitado, para eliminar desigualdades de neutralizao. Neste ponto, o sabo contm de 0,002 a 0,10% de NaOH, de 0,3 a 0,6% de NaCl e cerca de 30% de H2O. Este sabo pode ser extrudado, modo, reduzido a flocos ou atomizado, conforme o produto que se deseja.As operaes podem ser detalhadas da seguinte forma: a presso sobre o sabo lquido e elevada a 600 psi (41 atm), e o sabo e aquecido ate 485F (252C) num trocador de calor a alta presso. Este sabo lanado num tanque de flash a presso atmosfrica, onde ocorre uma secagem parcial (at cerca de 20%) em virtude de o sabo estar bem acima do seu ponto de ebulio a presso atmosfrica. Este sabo viscoso, empastado, misturado quantidade desejada de ar, num trocador de calor com a parede raspada mecanicamente, no qual o sabo tambm resfriado por uma salmoura que circula pela carcaa externa de 220F at cerca de 150F(104 a 66C). Nesta temperatura, o sabo extrudado na forma de uma fita e cortado em barras. A operao se completa pelo resfriamento, pela cunhagem e pela embalagem.