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7. Processos Químicos
Tipologia: Notas de estudo
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24.1 Generalidades
As gorduras e os óleos encontram-se amplamente na natureza, não só no reino vegetal, mas também no reino animal. As ceras são também produtos naturais, mas diferem ligeiramente das gorduras e dos óleos na composição básica. Enquanto as gorduras e os óleos são misturas de glicerídeos de diversos ácidos graxos, as ceras são misturas de ésteres de álcoois poliídricos
superiores, diversos do glicerol e do ácido graxo.
24.2 Caracteris�cas:
Os ácidos graxos, de uma maneira geral:
Podem ser classificados em:
Ácido Linoléico
Ácido esteárico
Existem ácidos que tem um número par de átomos de carbono e enquadram-se:
Os principais cons�tuintes dos óleos vegetais são os ácidos com 16 a 18 átomos de carbono e dos marinhos são os ácidos com 20, 22 e 24 átomos de carbono;
Há uma demanda moderna e crescente de óleos poliinsaturados nos produtos alimen�cios
O grau de insaturação influencia o ponto de fusão dos ésteres, quanto mais insaturado o ácido, mais baixo será o ponto de fusão dos ésteres.
As gorduras com grande conteúdo de ácidos graxos insaturados são líquidas ou oleosas;
Os ésteres mais saturados são cons�tuintes da gordura
Os processos químicos empregados são:
Em virtude do elevado rendimento em óleo, pra�camente todas as fabricas de óleo de soja tem unidades extratoras a solvente;
24.3 Processos Industriais
Prensa Hidráulica (Prensagem a frio):
Não viável Industrialmente:
O solvente é usualmente removido na fase líquida (miscela) pela passagem através de um evaporador a película ascendente e depois por uma coluna de extração a vapor;
Fatores crí�cos do processos de Extração de óleo por Solventes
Os óleos extraídos contém alguns cons�tuintes, como por exemplo:
Desta forma o refino do óleo bruto tem como obje�vo:
Fluxograma do processamento con�nuo de óleos comes�veis, vegetais ou animais
24. 5 Refino dos óleos Brutos - No método alcalino, os ácidos graxos livres são neutralizados por soda cáus�ca ou por barrilha, formando sabões, as chamadas borras, que são removidas por centrifugação dos ácidos graxos que estão sendo recuperados. - Os óleos são clarificados com argila adsorvente. - A desodorização é realizada mediante sopragem de vapor de água superaquecido através do óleo. Para a obtenção de gordura o óleo é clarificado antes e depois da hidrogenação, sendo em seguida desodorizado. Neste caso, o óleo hidrogenado ainda quente e no estado líquido, é desodorizado sob vácuo de aproximadamente 710mmHg e entre 204 a 260 C.
24.6 Sub- Produtos da Extração do Óleo de Soja
Ao se converter anualmente cerca de 15 milhões de toneladas de soja, por extração a solventes, o Brasil produz 60.000 toneladas/ano de gomas, sub produtos da refinação que contém cerca de 60% em peso de fosfa�deos, mais conhecidos como fosfolipídeos.
A mistura de fosfa�deos da soja é conhecida como leci�na de soja, e encontra inúmeras aplicações na industria alimen�cia:
24.7 Ceras:
Existem ceras animais, vegetais, minerais e sinté�cas, dependendo da fonte.
As ceras animais são secretadas como matéria protetora por certos insetos.
Depois da separação, as fibras celulósicas formam uma pasta marrom que, na próxima etapa do processo, passa por uma série de processos e reações químicas, responsáveis por depurar, lavar e branquear essa polpa até a alvura desejada.
Após essas etapas, a celulose seguirá, basicamente, dois caminhos distintos:
1 - Será bombeada para uma máquina de papel – no caso de fábricas integradas (que têm base florestal e produzem celulose e papel)
2 - Passará por um processo de secagem e será estocada em fardos, para posterior comercialização para fábricas de papel, como celulose de mercado
A lignina, após a separação das fibras não é descartada. Ela passa por outro processo que gera energia e, ao mesmo tempo, recupera os reagentes químicos usados no cozimento.
25.2 Produção sustentável – Nos últimos anos, o consumo sustentável de energia e de água, no processo de produção da celulose, tem alcançado conquistas significativas. Além disso, as empresas de celulose e papel investem em sistemas para produção limpa e tratamento de efluentes gerados nesse processo.
25.3 Tipos e aplicações
Dois tipos de celulose, com diferentes características físicas e químicas, são utilizados na produção de papel.
Fibra longa – A celulose de fibra longa, originária de espécies coníferas como o pinus – plantada no Brasil –, tem comprimento entre 2 e 5 milímetros. É utilizada na fabricação de papéis que demandam mais resistência, como os de embalagens, e nas camadas internas do papelcartão, além do papel jornal.
Fibra curta – A celulose de fibra curta, com 0,5 a 2 milímetros de comprimento, deriva principalmente do eucalipto. Essas fibras são ideais para a produção de papéis como os de imprimir e escrever e de fins sanitários (papel higiênico, toalhas de papel, guardanapos). As fibras do eucalipto também compõem papéis especiais, entre outros itens. Elas têm menor resistência, com alta maciez e boa absorção.
25.4 Evolução da Produção Brasileira de Celulose
Altos inves�mentos da indústria e o desenvolvimento econômico do Brasil �veram impactos expressivos na produção de celulose nos úl�mos dez anos. O segmento expandiu cerca de 87,2% nesse período, com um crescimento médio de 6,5% ao ano, números singulares se comparados aos mercados mais tradicionais dessa indústria. Em 2008, o setor teve uma grande conquista: alcançou o posto de quarto produtor mundial de celulose – atrás apenas de Estados Unidos, Canadá e China. O recorde foi ob�do em um período adverso, durante a crise financeira internacional. Em 2009, o setor produziu 13,5 milhões de toneladas de celulose.
25.5 Papel
O papel é um dos produtos mais consumidos no mundo e, há séculos, faz parte do co�diano da humanidade. Como meio básico de educação, comunicação e informação para a maioria das pessoas, compõe livros, jornais, revistas, documentos e cartas e, assim, contribui para a transmissão do conhecimento.
Serve, também, a um amplo espectro de usos comerciais e residenciais, a exemplo das caixas para transporte de mercadorias, das embalagens que protegem alimentos e centenas de outros produtos, das folhas para impressão por computadores a uma variedade de produtos para higiene e limpeza.
No rastro dos avanços tecnológicos, as aplicações se diversificam para tornar mais fácil, ágil e produ�va a vida dos consumidores e das empresas, governos e ins�tuições.
Para suprir essa necessidade, é primordial a produção e consumo do papel dentro de padrões sustentáveis, um desafio para o qual a indústria está atenta, inova, investe e vem obtendo resultados posi�vos.
É importante ressaltar que o papel produzido no Brasil tem origem nas florestas plantadas, um recurso renovável. Além disso, o papel é reciclável, ou seja, grande parte retorna ao ciclo produ�vo após o consumo. Além dessas vantagens, a indústria avança com melhorias con�nuas para uma produção mais limpa e de menor impacto.
O Brasil é um importante produtor mundial de papel e, além de abastecer o mercado domés�co, exporta produtos principalmente para países da América La�na, União Europeia e América do Norte.
25.6 Tipos e aplicações
O papel tem múl�plas aplicações. Serve para imprimir (livros, jornais, revistas) e escrever (cadernos, folhas avulsas, cartões de datas comemora�vas), compõe embalagens de alimentos, remédios, roupas e dezenas de outros produtos e é u�lizado, também, para fins sanitários (guardanapos, lenços e absorventes). Tem ainda u�lidades especiais, como é o caso dos selos, do papel moeda e dos filtros de café e motores dos automóveis, entre tantos outros exemplos.
Os papéis possuem variadas classificações, conforme suas caracterís�cas e usos, cada vez mais diversos à medida dos avanços industriais e das necessidades do consumidor.
Papéis para imprimir e escrever
Papéis para embalagens
Papelcartão
Papéis para fins sanitários
Papéis especiais
25.6.1 Papéis para imprimir e escrever
Os primeiros papéis que surgiram na história �veram a finalidade de servir à escrita. Com o desenvolvimento dos métodos de reprodução, passaram a ser úteis para disseminar idéias.
A tecnologia refinou seus usos e, hoje, estão classificados em diferentes categorias: papel imprensa para jornal, papéis reves�dos e não-reves�dos para livros, revistas e outras publicações; e papel para escrita e reprodução.
Dependendo da aplicação, esses papéis necessitam de determinadas caracterís�cas, como resistência a dobras, água, luz e calor. Ou, então, precisam de rigidez à flexão ou de permeabilidade a graxas e vapor d’água, entre outros pontos.
Papel Kra� -Papel de embalagem, cuja caracterís�ca principal é sua resistência mecânica. É classificado em:
Para embalagens leves -É classificado em:
26.6.3 Papelcartão
Encorpado, rígido, com mais de uma camada e gramatura superior, é muito u�lizado na confecção de embalagens.
Os principais �pos são:
25.6.4 Papéis para fins sanitários
Também chamados de papéis �ssue, compõem folhas ou rolos de baixa gramatura, usados para higiene pessoal e limpeza domés�ca, como papel higiênico, lenços, papel-toalha e guardanapos. Além das fibras virgens, eles têm como caracterís�ca de sua composição o uso de aparas recicladas de boa qualidade.
Os principais �pos são:
26.6.5 Papéis especiais
Do papel-moeda aos filtros de café e autocopia�vos, são múl�plos os exemplos de papéis com finalidades especiais, presentes na ro�na dos consumidores.
segunda, a folha percorre um sistema de cilindros altamente aquecidos por vapor, para uma secagem complementar.
No final dessa etapa, o papel recebe tratamentos para a�ngir determinados padrões, conforme o seu uso.
O método mais u�lizado é a calandragem, na qual o material é subme�do a um sistema de rolos que intensifica as caracterís�cas de lisura e brilho do produto final.
Por fim, o papel é enrolado em bobinas, pronto para ser u�lizado em suas diversas aplicações.
25.8 Processo limpo –
Além do tratamento de efluentes, a maioria das fábricas reu�liza a água e as fibras que sobram após o beneficiamento industrial.
Para abastecimento de energia, é crescente o uso de biomassa, como restos de madeira e outros resíduos gerados na produção de celulose.
Gases industriais compõe um grupo de gases comercialmente fabricados e vendidos para u�lização em aplicações diversas. Estes gases normalmente são usados em processos industriais, tais como fabricação de aço, solda, fabricação de medicamentos, fabricação de semicondutores, entre outros. Eles podem ser orgânicos e inorgânicos, são produzidos através de processos de separação do ar ou sinte�zados quimicamente e se apresentam na forma líquida (criogênica muitas vezes), comprimida ou sólida.
26.1 Oxigênio: Descrição geral e propriedades químicas O oxigênio é um gás incolor, inodoro e insípido. É aproximadamente 1,1 vez mais pesado que o ar e é levemente solúvel em água e álcool. O oxigênio é um líquido de cor azul pálido, ligeiramente mais pesado que a água, quando subme�do à pressão atmosférica ou temperaturas inferiores a -183ºC. Sozinho o oxigênio não é inflamável, mas ajuda na combustão. É altamente oxidante, reagindo fortemente quando em contato com materiais combus�veis, podendo provocar incêndio ou explosão. O oxigênio forma compostos com todos os gases, exceto com os gases nobres.
O oxigênio é o elemento mais comumente encontrado na Terra. Encontra-se em seu estado livre na atmosfera (cerca de 20,94% por volume) ou dissolvido em rios, lagos e oceanos. Produção
A produção industrial de oxigênio é feita por meio de um processo de des�lação que re�ra o ar da atmosfera, que é então filtrado, comprimido e resfriado. Por meio destes processos são extraídos os teores de água, gases indesejados e impurezas. O ar purificado passa então por uma coluna onde são separados oxigênio, nitrogênio e argônio, no estado líquido.
Nome: Oxigênio
Fórmula Química: O (^2)
Sinônimo: -
26.2 Nitrogênio
Descrição geral e propriedades químicas
O nitrogênio é um gás incolor, inodoro e insípido. Não é inflamável nem combus�vel. O ar atmosférico contém cerca de 78,09% de nitrogênio (volume). Este gás é ligeiramente mais leve que o ar e ligeiramente solúvel na água. É inerte, exceto sob altas temperaturas.
Nitrogênio - Produção Da mesma forma que o oxigênio, o nitrogênio é ob�do por meio da des�lação do ar. O processo re�ra o ar da atmosfera, que é então filtrado, comprimido e resfriado. Por meio destas etapas são extraídos os teores de água, gases indesejados e impurezas. O ar purificado passa então por uma coluna através da qual são separados nitrogênio, oxigênio e argônio, no estado líquido.
Nome: Nitrogênio
Fórmula Química: N 2
Sinônimo: -
26.3 Ace�leno
Descrição geral e propriedades químicas O ace�leno é um gás incolor, inflamável e inodoro, quando no estado puro. O ace�leno de grau industrial contém rastros de impurezas como fosfina, arsina, sulfeto de hidrogênio e amoníaco e tem um odor semelhante ao alho. O gás é ligeiramente mais leve que o ar e é solúvel em água e em algumas substâncias orgânicas. O ace�leno combinado com ar ou oxigênio produz uma chama quente, luminosa e fumegante.
Produção
O ace�leno pode ser produzido por meio da reação de carbureto de cálcio com água, ou por pirólise (cracking) de vários hidrocarbonetos, a primeira alterna�va é a mais comumente u�lizada
Nome: Ace�leno
Fórmula Química: C 2 H 2
Sinônimo: -
26.4 Dióxido de carbono
Descrição geral e propriedades químicas O dióxido de carbono é um gás ligeiramente tóxico, inodoro, incolor e de sabor ácido. O CO (^2) não é combus�vel nem alimenta a combustão. É 1.4 vezes mais pesado que o ar. O dióxido de carbono evapora a pressão atmosférica e -78°C. O dióxido de carbono pode interagir de forma violenta com bases fortes, especialmente em altas temperaturas.
Produção O dióxido de carbono é ob�do como subproduto de algumas combustões. Entretanto, deve passar por um processo de purificação no qual são extraídos os restos de água, oxigênio, nitrogênio, argônio, metano e e�leno, entre outros.
Nome : Dióxido de carbono(Gás Carbônico)
Fórmula Química : CO 2
Sinônimo : Anidrido carbônico, gelo seco
26.5 Hélio –
Descrição geral e propriedades químicas O hélio é um gás monoatômico, incolor, inodoro, insípido e atóxico. O hélio faz parte da família de gases conhecidos como raros, inertes ou nobres. Caracteriza-se por uma rea�vidade muito baixa, não formando nenhum composto conhecido. Depois do hidrogênio, o hélio é o elemento
Nome: Xenônio Fórmula Química: Xe
Sinônimo: -
26.9Criptônio
Descrição geral e propriedades químicas
É u�lizado para o�mizar imagens ob�das através de tomografias. Não possui efeito anestésico. Pode ser usado em IRM (Imagens por Ressonância Magné�ca
Fórmula Química: Kr
Sinônimo: -
26.10 Óxido Nitroso
Descrição geral e propriedades químicas
Atualmente, o uso do Óxido Nitroso em anestesia, associado a outros agentes, como opióides, hipnó�cos e anestésicos voláteis, con�nua representando condição de excelência em diversas unidades hospitalares. O avanço da anestesiologia tem provocado profundas reavaliações das técnicas u�lizadas. A seleção específica das drogas, de acordo com cada paciente, passou a ser um condicionante para o sucesso das mais variadas técnicas cirúrgicas. Nesse contexto, destaca-se a relevância do Óxido Nitroso na aplicação das técnicas de anestesia. O pres�gio alcançado pelo Óxido Nitroso está diretamente relacionado ao grande número de caracterís�cas desejáveis, como baixa solubilidade, baixa toxidade, alta difusibilidade e potencializador do efeito de outros agentes. Esta ação potencializadora possibilita que as doses desses agentes sejam reduzidas, proporcionando, entre outras, as seguintes vantagens:
» Menor custo hospitalar
» Menor permanência hospitalar
» Menores alterações respiratórias e cardiocirculatórias originadas por estes agentes
» Rápida eliminação dos halogenados através da via respiratória
» Rápida recuperação pós-anestésica
» Redução dos tempos de indução e recuperação dos efeitos dos agentes hipnó�cos e halogenados A mais importante propriedade do Óxido Nitroso é a diminuição do consumo dos agentes anestésicos voláteis em até 60%. Isso significa uma menor toxidez e acentuada redução dos efeitos colaterais, além da sensível vantagem econômica.
26.1 Hexafluoreto de Enxofre
Descrição geral e propriedades químicas
U�lizado em centros cirúrgicos de o�amologia, tem por obje�vo correção de deslocamento de re�na.
26.12 Perfluorpropano
Descrição geral e propriedades químicas
U�lizado em centros cirúrgicos de o�amologia, tem por obje�vo correção de deslocamento de re�na.