Operação em Co-corrente

Faaala aí!! Nessa questão nós vamos falar sobre as características das operações em co-corrente cuja configuração é a seguinte:

Nesse tipo de operação, as entradas e saídas percorrem os estágios na mesma ordem e nós vamos utilizar a operação em Co-corrente quando o soluto tiver uma boa afinidade com o solvente extrator e quando for necessário pouco tempo de contato. 😉

Para identifica todos os componentes precisamos primeiramente pegar um único estágio e identificar os componentes que o fazem referência.

Temos que as correntes são:

Além disso, cada vazão mássica vai ter sua fração mássica correspondente, nomeada por Lembrando que a partir do estágio de equilíbrio, os demais estágios se comportam como se fossem um só.

Heyyy, nessa questão nós precisamos fazer o balanço de massa de uma operação em co-corrente.

Para isso, nós vamos pegar um único estágio e fazer o balanço de massa para não ficar uma expressão muito grande, mas o princípio do balanço para vários estágios vai ser o mesmo! 😉

Para o balanço de massa global, vamos ter:

Onde esse M vai ser o ponto de mistura em equilíbrio.

Já para o balanço material, vamos ficar com:

Falaaa aíi!! Nessa questão nós queremos encontrar a vazão mássica do refinado, ou seja, . Para isso vamos precisar usar o balanço de massa,

Agora é só substituir os valores! \o/

Substituindo os valores temos,

Logo,

Oi oi oii, nessa questão nós queremos encontrar o valor do ponto de mistura em equilibro, M. Mas ai você deve estar pensando: caramba, o enunciado só me deu o valor de duas correntes, como vou fazer isso?

Calma, calma, é só olharmos para o balanço de massa,

Repara que para encontrar o ponto de mistura em equilíbrio nós só precisamos de fato ou da vazão mássica da alimentação e do solvente ou do refinado e do extrato. Nesse caso temos a vazão mássica da alimentação e do solvente:

Logo,

Oi oi oiee, tudo bem? Nessa questão queremos calcular a fração mássica do extrato, Para isso temos,

Então vamos utilizar o balanço de massa material,

Como o enunciado nos deu,

Podemos ignorar a primeira parte do balanço e focar só na segunda parte,

Substituindo os valores temos,

Logo, a fração mássica do extrato é:

Oiee, tudo bem? Aqui nessa questão nós precisamos explicar o porquê de optarmos por um processo em co-corrente a um contra-corrente.

Apesar do contra-corrente ser mais eficiente, por vezes usa-se o processo em co-corrente. Por exemplo, num conjunto de duas colunas, quando a primeira é muito alta e a conduta de gás tem dimensão elevada (com mais riscos de fugas).

A corrente gasosa de saída da coluna em contra-corrente é aproveitada na segunda coluna (em co-corrente), entrando esta corrente por cima, como mostra algumas opções de associação de colunas de absorção/desabsorção abaixo.

Um exemplo que podemos dar para uma coluna de destilação em co-corrente é de uma coluna de absorção com recheio.

Onde G e L são as vazões molares de gás e de líquido ou velocidade molar (mol/s) (variáveis ao longo da coluna).

E nesse caso, o perfil de concentração pode ser identificado como: