Spray dryer

Um procedimento muito utilizado e que poucos alunos conhecem, mas vai ai aplicações e utilizades desse método amplamente usados nos dias atuais.

Processo de secagem que consiste em pulverizar o produto dentro de uma câmara submetida a uma corrente controlada de ar quente, e dessa maneira se consegue uma evaporação dos solventes, em geral água, obtendo-se uma separação ultra-rápida dos sólidos e solúveis contidos, com a mínima degradação do produto a secar, terminando esse processo com a recuperação do produto já em pó

APLICAÇÕES

A secagem por atomização é aplicada a qualquer produto possível de bombear emulsões, pastas, soluções e suspenções das seguintes indústrias:

ALIMENTÍCIAS

Tais como cereais e extratos de plantas, lácteos em geral, cafés e seus sucedâneos, leveduras, hidrolizados de proteínas, derivados marinhos, sub-produtos de frigoríficos, ovos, frutas e extratos de frutas.

FARMACÊUTICAS

Antibióticos e derivados, vacinas, vitaminas, fármacos em geral.

CERÂMICA

Argilas para aplicações diversas e especiais.

Química orgânica: ácidos, sais orgânicos, compostos nitrogenados, plásticos, resinas, catalisadores e corantes, fertilizantes, pesticidas, inseticidas, detergentes em geral, taninos naturais e sintéticos, etc.

Química inorgânica: compostos de alumínio, bário, boro, cromo, cloro, enxofre, flúor, iodo, magnésio, hidróxidos e óxidos em geral.

Celulose: suphite waste liquor, lignosulphonates, etc

SECAGEM COM ATOMIZAÇÃO

TRANSFORME SEU PRODUTO LIQUIDO EM PÓ

Existe uma gama muito ampla de produtos que requerem a utilização do sistema de secagem por atomização, que mantém as propriedades físico-químicas dos produtos e em alguns casos chega a melhorar essas propriedades. Através de uma solução, emulsão, suspensão ou pasta, é enorme a diversidade de produtos que se pode secar por meio deste sistema nas indústrias Química e Alimentícia. Leite em pó, sucos, sopas instantâneas, detergentes são alguns poucos exemplos de produtos do conhecimento geral.

A Secagem por Atomização é também usada para a preservação dos alimentos. Mediante este processo simples e ultra-rápido, se consegue secar os sólidos e sólidos solúveis, com a mais alta qualidade e com a preservação das características essenciais. Este processo também oferece vantagens na redução dos pesos e volumes.

O processo se caracteriza em pulverizar o fluido ou mistura de fluidos dentro de uma câmara submetida a uma corrente controlada de ar quente. Este fluido é atomizado em milhões de micro-gotas individuais mediante um disco rotativo ou bico pulverizador.

AEROSOL

Material leve como o ar e forte como o aço

Composto basicamente por espaços vazios, o aerogel é o melhor isolante térmico do mundo. Além disso, o material pode ser usado tanto por jogadores de tênis quanto por astronautas

A descoberta do aerogel começou com uma pequena brincadeira entre dois cientistas. Desafiado pelo colega Charles Learned, o engenheiro químico Steven Kistler apostou que conseguiria substituir a água existente em uma gelatina por algum gás, sem fazer com que o volume dela diminuísse.

O primeiro artigo de Kistler sobre o assunto foi publicado na revista Nature em 1931. Mas, infelizmente, o autor morreu pouco tempo antes de o mundo começar a se interessar pelo seu invento. Faz pelo menos 20 anos que o mundo começou a dar a devida atenção ao aerogel, que já foi utilizado até mesmo em missões espaciais.

Mas afinal, o que o aerogel tem de tão especial?

Quando olhamos para fotos e vídeos do aerogel, fica difícil não imaginar que aquele material tenha saído de um filme de ficção científica. Para começar, ele tem uma aparência translúcida, de cor um pouco azulada. Porém, se posicionado contra a luz, ele fica alaranjado. Além disso, o material pode ser manipulado para que se torne totalmente transparente.

Apesar do nome, o aerogel é bastante rígido. O material leva esse nome porque é feito a partir de géis, normalmente de sílica. Em um processo conhecido como secagem supercrítica, os cientistas conseguem extrair a porção líquida do gel, substituindo-a por gases.

Graças a esse processo, o aerogel ficou conhecido como um dos materiais menos densos e mais leves do mundo todo: 99,8% dele é composto de espaços que aparentam estar vazios, mas que estão repletos de ar.

Alta resistência

O aerogel possui uma estrutura muito forte, podendo aguentar até 4 mil vezes o seu próprio peso. Curiosamente, ao mesmo tempo o material pode ser facilmente quebrado. Ao pressionar um pedaço de aerogel com um pouco de firmeza, uma depressão será causada permanentemente na peça. Se for empregado um pouco mais de força, o aerogel pode se estilhaçar, como o vidro de um carro.

Absorção de líquidos

O aerogel é um dessecante muito forte, isto é, ele pode absorver água e outros líquidos em velocidade e quantidade espantosas. Quem trabalha com a manipulação desse material por períodos prolongados de tempo deve, inclusive, usar luvas, caso contrário, alguns pontos da pele acabam secos e quebradiços.

Depois de absorver água, a estrutura do aerogel sofre modificações e o material acaba se deteriorando. Porém, com o devido tratamento químico, o aerogel pode ser transformado em um material hidrofóbico, ou seja, que repele a água. Dessa forma, por mais que ele sofra algum tipo de rachadura, ele não será tão suscetível à absorção de líquidos.

Isolamento térmico

Graças à sua composição, o aerogel praticamente anula os três métodos de condução de calor: condução (via sólidos), convecção (via fluídos) e radiação (por luz, por exemplo). Essa é uma das características mais importantes do material, que chega a ser 39 vezes mais isolante do que a melhor fibra de vidro térmica que existe atualmente.

A razão por trás dessa propriedade vem do fato de que o aerogel é composto, basicamente, por gases, e estes são conhecidos por possuírem baixa condutividade de calor. Na imagem acima, é possível ver como a chama do maçarico não chega a danificar a flor posicionada acima do aerogel.

Diferentes “sabores”

É importante notar que, apesar de o aerogel ser normalmente feito com sílica gel, ele também pode ser produzido a partir de outras substâncias, como carbono e óxido de alumínio. A condutividade térmica, assim como as outras propriedades, varia de acordo com o material usado na fabricação do aerogel.

Usos práticos do aerogel

Comercialmente, o aerogel já foi utilizado como isolante térmico em claraboias e sacos de dormir usados por exércitos militares. Além disso, também serve como revestimento interno no solado de calçados usados para caminhar sobre a neve.

Pesquisas também indicam que, de acordo com o tratamento dispensado durante a produção do aerogel, ele pode ser utilizado para a limpeza de manchas de óleos em oceanos e outras águas.

A NASA chegou a usar o material para coletar poeira espacial com a sonda Stardust. Essas partículas evaporam quando se chocam contra sólidos e atravessam livremente nuvens de gases, mas puderam ser capturadas com o aerogel. Além disso, a agência norte-americana também usou o invento como isolante térmico no veículo Mars Rover e em trajes espaciais usados pelos astronautas.

Até mesmo a fabricante de raquetes Dunlop já usou o aerogel em alguns modelos desenvolvidos para tênis e squash. As possibilidades de uso continuam a ser promissoras e, no futuro, esse tipo de material poderá ser usado também para armazenar hidrogênio em veículos que usem esse tipo de gás para se locomover.

Outra aplicação do material diz respeito aos computadores. Com a diminuição do tamanho físico dos chips, os sinais que trafegam dentro deles podem acabar interferindo uns com os outros. Porém, o aerogel poderia ser usado como isolante entre esses diversos sinais. Dessa forma, os chips poderiam se tornar menores e ganhar mais desempenho.

Extração Sólido - Líquido

Quando preparamos um chá, um café, ou mesmo um chimarrão, estamos fazendo uma extração sólido-líquido

 

Com o frio que está fazendo na região Sul do país, que tal um cafezinho, um chá ou um chimarrão pra ajudar a espantar o frio?
Quando preparamos uma destas bebidas, os componentes que estavam na fase sólida (no pó de café ou nas ervas) passam para a fase líquida (água). Em todos os exemplos, a extração é descontínua; isto é possível porque a solubilidade dos componentes extraídos em água é grande. Porém, nos casos onde a solubilidade do soluto é pequena, ou quando quisermos maximizar a extração do soluto, utiliza-se a técnica da extração contínua. 

Um aparelho muito utilizado para este fim é o Extrator de Soxhlet.

Quando o solvente condensado ultrapassa um certo volume, ele escoa de volta para o balão, onde é aquecido, e novamente evaporado. Os solutos são concentrados no balão. O solvente, quando entra em contato com a fase sólida, está sempre puro, pois vem de uma destilação.

Há uma diversidade de metodologias para a extração de substâncias orgânicas a partir de fontes naturais. Dependendo da natureza do material a extrair algumas técnicas são mais recomendadas que outras. Por exemplo, geralmente usamos a destilação por arraste de vapor d'água na extração de essências ou óleos voláteis. 

Para óleos (e gorduras) não voláteis (óleos fixos) a extração contínua por meio de solvente orgânico em extrator Soxhlet é a metodologia mais conveniente. Independente da técnica a ser usada na extração, o processo comum para a obtenção de produtos naturais a partir de fontes naturais envolve a escolha da fonte (material biológico, geralmente vegetais), a secagem do material, a trituração, a extração e a purificação do produto extraído.

As essências ou óleos essenciais são substâncias odoríferas, bastante voláteis à temperatura ambiente, encontrados em várias partes das plantas. Os óleos essenciais são normalmente encontrados em bolsas secretoras presentes nas partes vitais dos vegetais, tais como flores, folhas, sementes, caule, raiz e frutos. A qualidade do óleo essencial é variável de um gênero a outro e/ou de uma espécie a outra, podendo-se encontrar vegetais que possuem essências quimicamente diferentes em várias de suas partes. 

Os óleos fixos são geralmente constituídos de componentes com alto peso molecular. Enquadram-se, na categoria, os lipídios de baixo ponto de fusão (azeite e outros óleos comestíveis). Quimicamente são classificados como ésteres de álcoois e ácidos graxos de cadeia longa (triglicerídeos ou triacilgliceróis). Gorduras e ceras pertencem à mesma categoria, mas possuem pontos de fusão mais elevados.

Depois de ler esta página, que tal colocarmos em prática este experimento indo até a cozinha e preparando um delicioso café?
 

Aproveitem...

Colóides. O quê... ???

O fenômeno de espalhamento de luz é muito importante para o estudo de sistemas coloidais. Portanto, as teorias de espalhamento de luz devem ser conhecidas por quem deseja aprofundar a Química de Colóides.

Os sistemas coloidais mais conhecidos sejam a fumaça, o leite, a neblina, a água turva dos rios, a clara em neve da cozinheira e os diversos tipos de espumas.

Todos estes sistemas têm em comum o espalhamento de luz que ocorrem devido a, pelo menos, uma das dimensões geométricas do sistema. 

É o conhecimento da Química de Colóides que permite, por exemplo, tratar a turbidez de uma piscina ou da água captada do rio consumo humano.

O espalhamento de luz depende do ângulo entre o detector, o centro espalhador (moléculas ou partículas coloidais) e a fonte de luz. Além disso, os comprimentos de onda menores são mais espalhados que os maiores. 

Portanto, o azul do céu durante o dia e o alaranjado ao nascer e ao por do sol são resultantes do mesmo fenômeno de espalhamento diferencial da luz solar. O que muda é a posição relativa do sol, portanto o ângulo que este forma com os centros espalhadores e os observadores humanos.

A beleza poética de um pôr do sol é ampliada com a presença de poluentes atmosféricos como poeira em suspensão e pela fumaça de queimadas, caieiras ou veículos automotores. Isto ocorre porque o espalhamento se intensifica com a presença de partículas coloidais suspensas no ar.

Mas será se existe uma beleza politicamente correta?

Respondam os artistas!

A medida de intensidade de espalhamento de uma partícula coloidal no ângulo de 45°deve ser a mesma do ângulo de 135° se a partícula for perfeitamente esférica. Portanto, é

possível ter informações sobre a forma da partícula pela medida de espalhamento do espalhamento nestes dois ângulos. Há também medidas de espalhamento dinâmico de luz, que exigem equipamentos apropriados, mas possibilitam a obtenção do coeficiente de difusão e do tamanho das partículas coloidais.

As proteínas são moléculas poliméricas gigantes que têm uma das suas dimensões dentro da faixa coloidal. Portanto, as proteínas, formam soluções de aspecto turvo devido ao

espalhamento de luz. Esta característica também comum a outras soluções poliméricas pode ser usada para determinar as massas molares dos polímeros, naturais e sintéticos, através de medidas de espalhamento de luz.

No estudo de Química de Colóides é indispensável o estudo sobre espalhamento de radiação eletromagnética. Além disso, outras áreas da Química também se interessam por espalhamento de luz para a caracterização química dos seus sistemas como é o caso de espalhamento Raman, espalhamento de raios-X e, se não formos muito rígidos na separação de onda e partículas, o espalhamento de elétrons e nêutrons.