Você saberia classificar os processos químicos através de uma descrição de processo ou mesmo de exemplos análogos que estão presentes em nossas vidas? Continue lendo para saber mais!
Os processos químicos são definidos através da aplicação dos princípios físicos, químicos e biológicos visando a transformação de um material ou uma mistura de materiais através de uma ou mais operações.
Deste modo, objetiva-se “colocar” valor agregado em uma matéria-prima modificando-a em um produto de interesse, que possua alto valor agregado. Por exemplo, o processo de refino do petróleo cru para obtenção de combustíveis.
Os processos químicos são classificados em relação ao seu modo de operação/ funcionamento. Isso quer dizer, seu modo de condução, bem como sua variação temporal.
Como os processos químicos são classificados em relação ao modo de condução?
Em relação ao modo de condução, os processos podem ser classificados como contínuos, semi-contínuos e em bateladas.
Os processos contínuos ocorrem da seguinte forma: a vazão de material entra em um determinado volume de controle e sai na mesma quantidade, de forma ininterrupta, excetuando a parada de manutenção ou por alguma falha operacional.
Espera-se que o desempenho de uma planta industrial se mantenha constante ou melhore ao longo de todo o tempo que a mesma esteja em operação.
Alguns exemplos de suas aplicações são o refino do petróleo, siderúrgicas, indústria de papel e celulose.
Os processos em batelada são operados por ciclos, ou seja, a matéria prima é alimentada em um reator até o volume necessário para reação, inicia-se o processamento, e todo o material é retirado esvaziando o reator, o que finaliza o ciclo. Toda a operação se repete.
Pode-se citar como exemplo a Polimerização, fabricação de produtos farmacêuticos, explosivos…
Os processos sem-contínuo ou semi-batelada ocorrem de tal forma que alguns materiais são alimentados de forma contínua e outros em batelada.
Temos um exemplo bem claro e de fácil entendimento no dia a dia:
Por exemplo, quando você faz café em sua casa, ou num sistema de uma cafeteria… Você coloca o pó de café sobre o papel filtro, essa ação seria caracterizada como batelada, pois há necessidade de esperar que o café passe totalmente para realimentar a cafeteira.
A água é alimentada continuamente pela própria máquina à medida que o café pronto vai sendo produzido.
Como os processos químicos são classificados quanto sua variação temporal?
Os processos químicos são garantidos ocorrer em regime permanente ou estacionário, quando há pouca ou nenhuma variação das variáveis de processo com o tempo em um determinado ponto.
Contudo, quando falamos de regime transiente essas variáveis podem ser alteradas.
As duas classificações abordadas acima estão interligadas, ou seja, nos processos contínuos quando, em um ponto, as condições operacionais não sofrem variações no tempo são ditas ocorrer em regime permanente.
Enquanto que, processos em batelada ocorrem em regime transiente.
Quais os prós e contras de cada tipo de processo?
Embora os processos possuem seus pontos a favor e contra, e podemos compará-los. Isto pode ser ilustrado através da tabela abaixo. Bora conferir!?
Claro que um outro aspecto dos processos contínuos, que não poderia deixar de ser citado, é a necessidade de uma estratégia de controle e segurança refinada, com a finalidade de controlar as variáveis importantes do processo.
Essas estratégias visam amenizar as perturbações causadas durante uma operação, por exemplo:
O que deverá ser feito se a pressão de vaso de flash subir? E se meu nível em uma coluna de destilação abaixar além do limite? Caso minha bomba cavite?
Essa necessidade resulta num aumento do custo do processo.
Os processos em batelada requerem espaços físicos menores, porém, como ponto contra, o tempo entre os ciclos são inutilizados.
Analisando no longo prazo, o custo total de um processo contínuo se torna barato.
Como eu escolho o tipo de processo?
DEPENDE!
Ao se fazer um planejamento de projeto, você deve se inteirar das rotas de produção, disponibilidade de reagente e da demanda de produtos que será exigida pelo mercado.
Em conclusão, cabe fazer uma ressalva que dar partida em uma planta industrial possui custo elevado.
E agora? Prontos para escolherem e classificarem o tipo de processo de sua planta?
