Bancada Didática de Extração Líquido-Líquido Controlada por Computador Edibon UELLC

A Unidade de Extração Líquido-Líquido Controlada por Computador (UELLC) é uma unidade de escala laboratorial projetada para estudar a separação dos componentes de misturas líquidas por contato da mistura com um solvente imiscível no qual esses componentes são preferencialmente solúveis.

O processo de extração é realizado na coluna de extração de líquido de vidro / líquido, composta por uma coluna de vidro revestido com duas seções de extremidade ampliadas. As juntas entre as três seções da coluna são vedadas com juntas de PTFE. A coluna é preenchida com anéis Raschig de vidro que são apoiados em uma placa de PVC perfurada. A alimentação da coluna é armazenada no tanque de alimentação de onde é bombeada por uma bomba de diafragma controlada por computador. Ele passa por um medidor de vazão e entra na seção de base da coluna através de um injetor montado nele. O refino (fase com baixo conteúdo de soluto) sai do topo da coluna através de um tubo e é coletado em um tanque refinado.

O tanque de suprimento de solvente fornece a alimentação para uma bomba de diafragma controlada por computador. O solvente é bombeado e passa através de um medidor de vazão e entra no topo da coluna através de um injetor. O extrato (fase com alto teor de soluto) deixa o fundo da coluna através de um tubo e é coletado em um tanque de extração. Uma válvula de drenagem é instalada na linha de extração. Os circuitos de alimentação e os circuitos de coleta de produtos incluem dois pressostatos que desligam as bombas quando a pressão está alta, duas torneiras de amostragem para coletar amostras, válvulas direcionais de três vias para direcionar as diferentes correntes e uma válvula de regulação para controlar a altura da interface .

O processo de destilação é realizado na caldeira da coluna de destilação. A coluna de destilação é composta por uma seção de vidro e contém anéis Raschig de vidro. É montado perto da coluna de extração e montado a uma altura que o soluto pode ser drenado para o tanque de soluto. O aquecimento é feito por meio de um manto de aquecimento controlado por computador (com controle da temperatura na cabeça da coluna) na base da caldeira e a temperatura da caldeira é indicada em um sensor de temperatura. A tampa da caldeira é perfurada onde a coluna de destilação é instalada e uma tubulação permite drenar o extrato do tanque de extração. O circuito do tanque de caldeira-soluto inclui uma torneira de amostragem para coletar amostras.

A fase de vapor dissolvente é condensada na coluna de refrigerante e reciclada no tanque de solvente para recuperar o dissolvente e fornecer um circuito fechado. Então, o solvente pode ser reciclado continuamente.

Todos os tanques de armazenamento possuem sensores de força para medir a massa nos cinco tanques (alimentação, refinado, solvente, extrair e soluto) e calcular o volume de líquido.

Esta Unidade Controlada por Computador é fornecida com o Sistema de Controle de Computador EDIBON (SCADA) e inclui: A própria unidade + uma Caixa de Interface de Controle + uma Placa de Aquisição de Dados + Pacotes de Software de Controle de Computador, Aquisição de Dados e Gerenciamento de Dados, para controlar o processo e todos os parâmetros envolvidos no processo.

POSSIBILIDADES PRÁTICAS:

1.- Preparação da titulação ácido-base do alimento.

2.- Obtenção da curva binodal.

3.- Estudo de balanços de massa teóricos e experimentais.

4.- Cálculo da velocidade de alagamento da coluna de extração.

5.- Regulação da altura da interface na coluna de extração.

6.- Determinação da existência do ponto crítico.

7.- Estudo do efeito da temperatura no processo de extração líquido-líquido.

8.- Cálculo do coeficiente volumétrico de transferência de massa, referente à fase contínua.

9.- Estudo da eficiência da extração.

10.-Estudo da operação do lote em relação ao solvente ou ao suprimento.

11.-Estudo do processo de extração para processos industriais.

12.-Cálculo da eficácia da recuperação de solvente.

13.-Estudo do controle do processo de destilação.

14.-Repetição dos exercícios práticos anteriores para diferentes compostos.

Possibilidades práticas adicionais:

15.-Calibração das bombas.

16.-Calibração dos sensores.

Outras possibilidades a serem feitas com esta unidade:

17.-Muitos estudantes visualizam resultados simultaneamente. Visualizar todos os resultados em tempo real na sala de aula por meio de um projetor ou um quadro branco eletrônico.

18.-Controle aberto, controle multicontrole e controle em tempo real. Esta unidade permite intrinsecamente e / ou extrinsecamente alterar o alcance, ganhos; parâmetros proporcionais, integrais, derivados; etc, em tempo real.

19.-O sistema de controle de computador com controle SCADA e PID permite uma simulação industrial real.

20.-Esta unidade é totalmente segura, pois utiliza dispositivos mecânicos, elétricos e eletrônicos e de segurança de software.

21.-Esta unidade pode ser usada para pesquisas aplicadas.

22.-Esta unidade pode ser usada para ministrar cursos de treinamento para indústrias, mesmo para outras instituições de ensino técnico.

23.-Controle do processo da unidade UELLC através da caixa da interface de controle sem o computador.

24.-Visualização de todos os valores dos sensores utilizados no processo da unidade UELLC.

ESPECIFICAÇÕES:

With this unit there are several options and possibilities:

 - Main items: 1, 2, 3, 4, 5 and 6.

 - Optional items: 7, 8, 9 and 10.

Let us describe first the main items (1 to 6):

UELLC. Unit:

This is a floor-standing unit and includes wheels for its mobility.

Anodized aluminum structure and panels of painted steel.

Main metallic elements of stainless steel.

Transparent elements for a better observation of the process.

Diagram in the front panel with similar distribution to the elements in the real unit.

Extraction process:

 Jacketed glass column packed with glass Raschig rings; length: 1200 mm and

internal diameter: 50 mm.

 Two enlargement pieces at the ends, capacity: 2 l.

Distillation process:

 Boiler for the distillation, heated by an adjustable electric heating mantle and

with control of the temperature; capacity: 5 l.

 Jacketed glass column packed with glass Raschig rings; length: 500 mm and

internal diameter: 25 mm.

 A coolant column.

Five Pyrex storage tanks for the feed, refined, solvent, extract and solute, capacity

(each one): 10 l. They include drain valves and force sensors to measure the stored

liquid mass; force sensors range: 0 -15 Kg.

Supply circuits and product collection circuits to connect the different components

of the unit. They include 5 sampling taps, distributed between all the circuits of the

unit, to control the process in all the pipelines of fluid, three-way directional valves,

drain valves and a regulating valve.

Two computer controlled diaphragm pumps:

 Computer controlled diaphragm pump with stainless steel head to pump the feed, max. flow:

47 l. /h, max. pressure: 5 bar.

 Computer controlled diaphragm pump with stainless steel head to pump the solvent, max. flow:

17 l./h, max. pressure: 5 bar.

Computer controlled electrical heating mantle, power: 800 W.

Two “J type” temperature sensors to measure the temperature in the column head and the boiler

temperature in the distillation process.

Two flowmeters to measure the feed and solvent flow:

 Flowmeter for acetic acid 4%, range: 0-48 l./h

 Flowmeter for trichloromethane, range: 0-17 l./h.

The unit includes safety devices in the pumps to avoid shortcomings by overpressure. There are two

pressure switches that switch off the pumps when the pressure is high.