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Destilação a vácuo

Destilação a vácuo. Uma técnica utilizada para a separação suave de compostos de um líquido. Esta técnica recorre ao vácuo para reduzir o ponto de ebulição.

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Como funciona a destilação a vácuo?

A destilação a vácuo é um processo importante nas indústrias química e farmacêutica. No entanto, também é aplicado noutros setores. Por exemplo, na produção de bens alimentares, para extrair os óleos essenciais de plantas, ou para separar hidrocarbonetos de cadeia longa nas refinarias de petróleo.

A destilação é geralmente utilizada para separar os componentes de uma mistura líquida. Uma vez que os componentes de um líquido têm pontos ebulição diferentes, eles evaporam-se sob condições de funcionamento diferentes, podendo ser removidos e recuperados sequencialmente.
O ponto de ebulição das substâncias a separar é mais baixo sob vácuo.

Por conseguinte, a destilação a vácuo é o processo ideal para a separação de compostos que geralmente tenham um ponto de ebulição elevado ou que sejam explosivos. Além disso, permite a separação de substâncias que se decomporiam a temperaturas mais elevadas.

Tecnologia de vácuo da Busch na destilação

Para a utilização nos processos de destilação, oferecemos uma vasta gama de soluções de vácuo resistentes ao vapor e à corrosão, além das versões ATEX, para o processamento de vapores, gases e líquidos inflamáveis. Graças à nossa rede internacional, estamos também aptos a cumprir legislação local relativa a proteção contra explosões, designadamente, Ex-Proof, KOSHA, etc.

Saiba mais sobre a destilação a vácuo

Como funciona a destilação a vácuo?

A destilação é o processo utilizado para separar os componentes ou as substâncias de uma mistura líquida.
O processo baseia-se nas diferenças na volatilidade relativa dos diferentes componentes.
Na destilação a vácuo, o vácuo é utilizado para reduzir o ponto de ebulição das substâncias a separar.

Em que momento do processo de destilação é que se pode utilizar o vácuo?

Alguns compostos têm pontos de ebulição muito altos. Neste caso, o vácuo pode ser utilizado para a redução do ponto de ebulição em vez do aumento da temperatura. Logo que a pressão tenha sido reduzida à pressão do vapor do composto, o processo de destilação pode começar. Esta técnica é designada de destilação a vácuo.

Quais são as vantagens da destilação a vácuo em comparação com a destilação atmosférica?

O ponto de ebulição da substância a separar é mais baixo sob vácuo.
Por conseguinte, a destilação a vácuo é o processo ideal para a separação de compostos que geralmente tenham um ponto de ebulição elevado ou que sejam explosivos.

Por conseguinte, a utilização de vácuo nos processos de destilação oferece várias vantagens:

  • poupança energética graças à redução do calor necessário
  • aumento do rendimento graças à redução das reações secundárias
  • maior tempo de atividade graças à contaminação reduzida dos dispositivos
  • maior segurança graças ao menor risco de explosão
  • possibilidade de separar substâncias que se decomporiam a temperaturas mais elevadas

Quais são as melhores bombas de vácuo para a destilação?

As bombas de vácuo mais utilizadas para a destilação são as bombas de vácuo de parafuso a seco. Graças ao seu princípio de funcionamento a seco, os gases do processo não são contaminados.

As bombas de vácuo de anel líquido também poderão ser adequadas. A utilização do produto destilado como fluido operacional permite a condensação no anel líquido, por exemplo, na regeneração de monoetilenoglicol (MEG).

As bombas de vácuo de palhetas rotativas lubrificadas a óleo em circuito aberto são os produtos ideais para processos corrosivos ou nos quais possa ocorrer polimerização. As bombas de vácuo de palhetas rotativas lubrificadas a óleo são uma solução excelente para aplicações leves.

Também podem ser utilizados boosters de vácuo para aumentar o caudal e/ou atingir uma pressão de funcionamento mais baixa.

Como funcionam os sistemas de destilação a vácuo?

Frequentemente, os sistemas de destilação a vácuo são uma combinação entre uma bomba de vácuo volumétrica (como as COBRA, DOLPHIN, HUCKEPACK ou R5) e um condensador utilizado para recolher os compostos valiosos. O condensador pode ser instalado a montante ou a jusante da bomba de vácuo, dependendo dos requisitos do processo.

Geralmente, um sistema de destilação a vácuo é constituído pelos seguintes componentes centrais:

  • Recipiente de reação ou aquecedor
    Aquece a mistura e evapora o composto "leve" com o ponto de ebulição mais baixo.
  • Coluna de fracionamento
    Melhora a separação para gerar um produto mais puro.
  • Condensador
    Converte o composto vaporizado novamente no estado líquido.
  • Recipiente coletor
    Recolhe o composto purificado.
  • Bomba de vácuo
    Reduz a pressão no sistema.

O sistema de vácuo remove as substâncias não-condensáveis e a fração. Isto resulta numa pressão mais baixa no sistema. Isto, por sua vez, contribui para uma temperatura de ebulição mais baixa (o chamado calor sensível), permitindo poupar energia e obter um maior rendimento.

Quais são os pontos-chave a considerar na aquisição de um sistema de destilação a vácuo?

Não existe uma solução universal quando se trata de adquirir um sistema de destilação a vácuo. Há diferentes parâmetros que têm de ser considerados para se poder obter a solução mais eficiente.

A solução tranquila

O melhor sistema de vácuo é aquele que nunca lhe dará preocupações. Deve assegurar o desempenho necessário, para além de funcionar sem problemas e de forma fiável. Para o efeito, uma combinação das tecnologias mais indicadas é integrada numa plataforma adequada. Em combinação com a proteção necessária e sensores de segurança. Os procedimentos operacionais, incluindo os ciclos de arranque e paragem, também são fatores-chave para uma operação sem problemas. Um sistema de destilação a vácuo também pode incluir redundâncias, para aumentar a fiabilidade do sistema e reduzir os tempos de inatividade, ao permitir manutenções sem tempos mortos no processo.

Segurança

Um sistema de destilação a vácuo nunca deverá constituir um perigo para os seus colaboradores. Isto é particularmente importante sempre que forem manuseados compostos explosivos, inflamáveis e tóxicos. Neste caso, o sistema de vácuo tem de estar em conformidade com os regulamentos locais em matéria de perigo de explosão, tais como ATEX, IECEX, Ex-Proof ou KOSHA. O nível de estanqueidade exato também é crucial para a prevenção de quaisquer fugas de compostos tóxicos. Neste caso, são recomendadas opções específicas, tais como empanques mecânicos duplos e gases de barreira.

Custo de propriedade

Focar-se exclusivamente nos custos do investimento inicial não costuma ser a melhor forma de otimizar o custo total de propriedade de um sistema de destilação a vácuo. Vários outros parâmetros devem ser tidos em consideração. Por um lado, escolher a tecnologia certa e, por outro, adaptar o design do sistema. Os pontos principais a considerar são o consumo de água de refrigeração, de fluido operacional, de líquido de lavagem ou outros. No entanto, também são relevantes os custos associados ao tratamento de resíduos, por exemplo, o tratamento de água contaminada pelo fluido operacional. A frequência e o custo de manutenção também devem ser tidos em consideração. Por último, é importante inspecionar todo o sistema de vácuo. Tubos que sejam demasiado pequenos, por exemplo, podem prejudicar fortemente o desempenho do sistema.

Eficiência energética

O consumo energético de um sistema de destilação a vácuo é um fator essencial para a sua decisão. Dependendo da pressão de funcionamento, podem considerar-se diferentes tecnologias. Para baixas pressões e fluxos volumétricos elevados, um design multietapas, incluindo boosters de vácuo, pode ser uma solução eficiente em termos económicos e energéticos. Adicionalmente, a regulação do vácuo necessário é essencial. Atualmente, a maioria dos sistemas pode ser operada com variação de velocidade, para reduzir o consumo energético em caso de baixa necessidade de vácuo.

Vida útil prolongada

Para prolongar o tempo de vida útil de um sistema de vácuo, devem considerar-se vários parâmetros. Entre estes, a utilização da tecnologia adequada e a configuração certa da bomba. Isto inclui o líquido de vedação e os materiais de construção e vedação apropriados, para os químicos que chegam ao sistema de vácuo. Outro parâmetro a considerar é a utilização correta do sistema. Na maioria dos casos, os ciclos de arranque e paragem, incluindo a higienização em circuito fechado (CIP), são necessários para manter o desempenho ao nível do padrão de fábrica.

Poupança financeira através da atualização do sistema

É possível que o seu processo, incluindo o vácuo necessário, tenha mudado. Assim sendo, coloca-se a questão se o seu sistema ainda satisfaz as suas necessidades, e se a eficiência energética ainda é a melhor possível. Quando for necessário atualizar ou substituir um sistema de vácuo, vale a pena inspecionar toda a instalação, identificando assim todo o potencial de otimização. As tecnologias modernas poderão permitir uma poupança financeira, reduzindo o consumo energético e de fluidos operacionais. Por exemplo, mudando de ejetores de vapor para soluções a seco.

Gás do processo

Dependendo da composição do gás do processo, poderá ser útil recuperá-lo ou neutralizá-lo. Uma solução a seco, por exemplo, permite recuperar o gás do processo não-contaminado junto do escape da bomba de vácuo. Uma bomba de vácuo de anel líquido pode constituir um sistema de neutralização eficiente, desde que se trabalhe com o fluido operacional adequado. O APOVAC, por exemplo, foi desenvolvido especificamente para este fim.

Quais são as bombas de vácuo da Busch particularmente adequadas para os processos de destilação?

A escolha da bomba de vácuo depende dos requisitos do processo em causa. Os produtos mais adequados são as bombas de vácuo e os boosters de vácuoCOBRA, DOLPHIN, HUCKEPACK ou R5.

Alguns exemplos da utilização da tecnologia de vácuo da Busch em aplicações de destilação:

As soluções da Busch são utilizadas na maioria dos processos de destilação a vácuo.
Desde a destilação de petróleo bruto nas refinarias à preparação de API (ingrediente farmacêutico ativo) na indústria farmacêutica. Também são amplamente utilizadas na indústria agroquímica, assim como na extração e preparação de aromas.

Como funciona a destilação de petróleo bruto?

Para a produção de gasolina, gasóleo, querosene para aviação ou fuelóleo, o petróleo bruto tem de ser fracionado nos seus componentes. Este processo é executado nas refinarias de petróleo, recorrendo à destilação.

Uma vez que o petróleo bruto contém hidrocarbonetos pesados e leves com pontos de ebulição diferentes, são necessários dois processos de destilação. Depois da destilação à pressão atmosférica, é executado um segundo processo de destilação sob vácuo. Neste caso, a destilação a vácuo permite separar hidrocarbonetos pesados a temperaturas apenas ligeiramente superiores. Isto, por sua vez, minimiza o fracionamento dos componentes e a formação de subprodutos indesejados.

Destilação a vácuo nas indústrias química e farmacêutica

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A obtenção de compostos puros é o objetivo de inúmeros processos que ocorrem nas indústrias química e farmacêutica. Uma das técnicas mais utilizadas para a extração de compostos necessários da mistura reativa é a destilação.

A execução da destilação sob vácuo permite um tratamento mais suave dos compostos termossensíveis. Graças às temperaturas inferiores do processo, é possível melhorar o rendimento do processo de destilação ao prevenir a polimerização, o fracionamento ou outras formas de degradação do produto. Pode-se também reduzir consideravelmente o consumo energético.

Por conseguinte, a destilação a vácuo é a escolha perfeita para uma ampla variedade de processos de separação nas indústrias química e farmacêutica. Desde a produção de ingredientes farmacêuticos ativos (API) ou a purificação de monómeros, passando pela extração de compostos naturais, até à síntese química, à preparação de sabores e aromas e muitas mais aplicações.

Produtos correspondentes

Destilação a vácuo na indústria do petróleo e gás

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Destilação de petróleo bruto

Para produzir gasolina, gasóleo, querosene para aviação ou fuelóleo, é necessário decompor o petróleo bruto nos seus componentes. Este processo é executado nas refinarias de petróleo, recorrendo à destilação. Uma vez que o petróleo bruto contém hidrocarbonetos pesados e leves com pontos de ebulição diferentes, são necessários dois processos de destilação.

Depois da destilação à pressão atmosférica, é executado um segundo processo de destilação sob vácuo. Para separar hidrocarbonetos pesados a temperaturas apenas ligeiramente superiores. Isto minimiza o fracionamento dos componentes e a formação de subprodutos indesejados.

Produtos correspondentes

Um dos nossos sistemas de destilação a vácuo implementados

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Requisitos desafiadores
  • Elevado caudal
  • Pressão de funcionamento de 8 mbar

A nossa solução
  • 2 etapas de boosters de vácuo com intercondensação

Produtos integrados no sistema de vácuo

Destilação a vácuo de óleos essenciais

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A nossa experiência

A Capua 1880 utiliza tecnologias de vácuo da Busch Vacuum Solutions para os processos de destilação executados em evaporadores de película fina ou destiladores de trajeto curto, dependendo do tipo de fruto. Todos os destiladores utilizam exclusivamente bombas de vácuo de parafuso COBRA, isentas de fluidos operacionais.

As bombas de vácuo com controlo de velocidade garantem um nível de vácuo preciso e fiável, necessário para, juntamente com a temperatura, assegurar a qualidade pretendida do produto.

Produtos implementados

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