relatório destilador

8/3/2019 Relatório Destilador

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Faculdade de Tecnologia de Sorocaba

CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM SAÚDE

MODALIDADE:

Projetos, Manutenção e Operação de Equipamentos Médico-Hospitalares.

Destilador de Água em Vidro - Q341V24

Disciplina: Construção de Aparelhos I

Prof. Marco Antonio Ferrari

Amanda Lamino Domingues de Oliveira SD091204Jéssica Cristiane Magalhães Ierich SD091222

Monique Taline Rodrigues SD091232

Sorocaba/SP, 16 de março de 2010.



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Índice

1. Introdução.............................................................................................................. 3

2. Objetivos...................................................................................................... .......... 33. Método e Materiais.......................................................... ....................................... 3

4. Resultados............................................................................. ................................ 4

5. Conclusões................................................................................. ......................... 10

6. Referências bibliográficas.............................................................................. ...... 11



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1. Introdução

Destilação é um método ou processo físico de separação de uma mistura de

líquidos ou de sólidos dissolvidos em seus componentes. Esse processo é

caracterizado pelo fato de o vapor formado possuir uma composição diferente do

líquido residual. O vapor é condensado e o produto obtido é conhecido como

destilado. Nesse processo, é importante que a substância a ser destilada seja volátil

na temperatura utilizada [1]. No caso da água, a presença de sais minerais

dissolvidos caracteriza a água mineral que geralmente é potável. É possível retirar

os minerais da água usando um aparelho conhecido como destilador. A água sem

minerais é usada em laboratórios químicos e é conhecida como água destilada [2].

O sistema técnico estudado nesta aula prática é o destilador de água, quefunciona de tal forma a promover o processo de destilação simples da água. Esse

processo é utilizado para separar misturas homogêneas quando um dos

componentes é sólido (minerais) e o outro líquido (água). A destilação simples

consiste em aquecer a mistura em uma aparelhagem apropriada, até que o líquido

entre em ebulição. Como o vapor do líquido é menos denso, sairá pela parte

superior do balão de destilação (caldeira) e chegará ao condensador (parte

refrigerada), ao entrar em contato com as paredes frias, se condensa, voltandonovamente ao estado líquido. Em seguida, é recolhido em um recipiente adequado,

e o sólido permanece no balão de destilação [3].

2. Objetivos

Abrir e analisar o destilador, observando características internas como circuitos

internos, tecnologia utilizada, botões (IHM) e características externas, tal como

entender seu funcionamento, sua aplicação e sua operação. Após a análise deste,

comparar o equipamento a similares.3. Métodos e Materiais

Primeiramente, realizar uma análise externa do sistema técnico, observando

dados e características contidas neste. Após isso, desmontar o sistema técnico

(engenharia reversa) e observar suas características, inter-relações entre

componentes, entender o funcionamento, analisando e buscando relacionar seus

blocos funcionais dentro de sua função parcial.

Materiais:

Para a realização dessa aula prática utilizou-se:

Destilador de Água em Vidro - Q341V24;



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Ferramentas adequadas para o trabalho (chaves de fenda, chave Phillips, etc.)

Roteiro para elaboração dos relatórios (durante a análise).

4. Resultados

Análise externa do sistema técnico

a. Aparelho/Máquina/Equipamento.

O sistema técnico em estudo trata-se de um equipamento, pois há a

predominância de fluxo e/ou transferência de matéria, no caso, há a entrada de água

total e saída de água destilada.

b. Marca.

QUIMIS Aparelhos Científicos LTDA.

c. Modelo.Q-341V24 série: 002280.

d. Alimentação.

Tensão 220 V; Frequência 60 Hz, Bifásico.

Análise mais aprofundada do sistema técnico.

a. Qual a finalidade do equipamento?

O equipamento se destina à destilação da água.

b. Reproduza/desenhe a Interface Homem Máquina e indique a função dos seuscomponentes;

AquecimentoQUIMIS ®

ChaveLiga/desliga

Botão de disparodo aquecimento.

Indicador de

aquecimento(LED)



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c. Faça uma representação da Função Total com a representação das entradas

detalhadas (energia, informação e material) e de suas saídas detalhadas

(energia, informação e material).

Legendas:

(1) Energia elétrica.

(2) Água total.

(3) Liga/Desliga.

(4) Disparo do aquecimento.

(5) Energia térmica.

(6) Água destilada.

(7) Informação de aquecimento.

d. Descreva a faixa de operação do equipamento, com suas unidades de

medidas;A temperatura de trabalho dentro da caldeira é de aproximadamente 25ºC –110ºC,

O rendimento do equipamento é de 3 L/h [4]. A potência é de 3020 W .

e. Faça o diagrama de blocos das Funções Parciais do Equipamento, com suas

interligações (energia, informação e material);

(1)

(2)

(3)

(4)

Destilar a Água

(5)

(6)

(7)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

1.IHM 2. Controle

(ativar/ desativaraquecimento)

4. Destilação da água(Vaporização e

condensação)

3. DispararAquecimento



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Legendas:

(1) Liga/ desliga o sistema.

(2) Disparo do aquecimento.

(3) Energia elétrica.

(4) Água total.

(5) Informação de aquecimento.

(6) Energia térmica.

(7) Água destilada.

f. Descreva literalmente os blocos das Funções Parciais do

Aparelho/Máquina/Equipamento;

1. IHM – Interface Homem-Máquina, é através deste bloco funcional que o

operador ativará o sistema, irá disparar o aquecimento da água da caldeira, e

também receberá informações sobre o aquecimento (ativado/desativado).

2. Controlar – este bloco funcional é caracterizado pelo controle da temperatura

da água contida na caldeira, no caso de temperatura muito alta, o termostato

impedirá a passagem de energia elétrica (chave aberta) para o aquecimento.

Quando a temperatura está baixa, o termostato ativará a passagem de

energia elétrica (chave fechada) para o aquecimento. Também neste bloco

funcional está contido outro termostato que, no caso de falta de água na

caldeira, terá o seu sensor aquecido e interromperá o funcionamento dosistema.

3. Disparar aquecimento – (Contator) passagem de corrente pelo contator. As

chaves presentes neste se fecham, permitindo a passagem de energia

elétrica pelo resistor, e posterior aquecimento da água.

4. Destilação (vaporização e condensação) – bloco composto pela caldeira,

resistores e condensador. Quando a água total entra em ebulição, esta

sofrerá evaporação e seu vapor será condensado pelo condensador, que ficasobre a caldeira, resultando na água destilada.

g. Descreva qual o tipo de tecnologia utilizada no equipamento (analógica, digital,

mista, mecânica, pneumática, hidráulica, etc.);

O equipamento utiliza tecnologia eletro-mecânica (sistema técnico simples).

h. Represente através de desenhos, esquemas, croquis, esboços, os princípios

físicos /químicos/biológicos utilizados no equipamento, bem como sua inter-relação com os demais blocos funcionais do sistema técnico;



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O equipamento utiliza como princípio de funcionamento o Efeito Joule. O efeito

joule é explicado pelo o aquecimento dos condutores. Durante os movimentos dos

elétrons da corrente elétrica, estes sofrem contínuas colisões com os átomos da

rede cristalina do condutor. A cada colisão, parte da energia cinética do elétron livre

é transferida para o átomo com o qual ele colidiu, e esse passa a vibrar com uma

energia maior. Esse aumento no grau de vibração dos átomos do condutor tem

como consequência um aumento de temperatura (produção de energia térmica) [5].

O aumento da temperatura provoca o aquecimento da água e sua posterior

evaporação. Quando o vapor chega ao condensador, que o refrigera, retorna ao seu

estado líquido, resultando na água destilada.

i. Dê sugestões de melhoria para os blocos parciais, IHM, CONTROLE,

ATUAÇÃO, dentre outros;

O equipamento, sendo bastante simples, não apresenta tantos pontos em que

possa haver melhorias, a IHM possui instruções básicas de uso e é bem simples,mas cumpre sua função, pois consegue passar informações do operador para o

equipamento e do equipamento para o operador. Um problema identificado é na

fixação do contator, este poderia ter alguma proteção e estar fixado em algum local,

evitando o rompimento ou algum dano neste e em seus fios, o que poderia

prejudicar o sistema. O sistema também poderia apresentar algum alto-falante que

emitisse algum sinal sonoro quando faltasse água na caldeira, pois o sistema não

funciona sem água, só mostra que está ligado através do LED presente na chave

liga/desliga, mas seria mais confortável e eficiente o emprego do sinal sonoro.

Passagem deenergiaelétrica

Saída de energiatérmicaÁgua Total

Condensador

Vapor deÁgua gua destilada



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j. Apresente, pelo menos, um diagrama eletrônico de um bloco funcional/função

parcial presente no equipamento ou, um circuito equivalente àquele existente

no mesmo;

k. Descrever qual o estado geral do equipamento com respeito à integridade de

seus componentes, layout (distribuição dos blocos funcionais, disposição das

placas, etc.);O equipamento é bem simples, os componentes são bem distribuídos, entretanto

o contator poderia estar mais bem fixado neste, para evitar possíveis rompimentos

ou qualquer outro tipo de dano aos fios neste ligados. O equipamento não dispõe de

condensador, peça importante ao sistema, já que faz com que a água retorne ao seu

estado líquido, para seu armazenamento e utilização. O termostato responsável pelo

controle do nível da água (no caso de falta desta, desativa o sistema) não está

funcionando. O equipamento possui todos os parafusos em bom estado, fixandobem os componentes do sistema.

l. Descreva quais as possíveis falhas funcionais durante o funcionamento normal

do sistema técnico, dê sugestões para melhoria;

Falta de água na caldeira, mas neste caso o termostato irá desativar o sistema.

Rompimento ou dano a um ou mais fios do contator, prejudicando funcionamento

adequado do sistema, este problema pode ser resolvido com uma proteção ao

contator e uma fixação mais adequada deste. Vazamento de água no equipamento,



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este poderia ter uma proteção para seus componentes no caso de possíveis

vazamentos.

m. É necessária a utilização de acessórios para o funcionamento do

equipamento/máquina/aparelho?

Sim, o equipamento necessita de um reservatório para armazenamento da água

destilada. E também, para melhor desempenho e melhor qualidade da água

destilada, o sistema pode ser utilizado com pré-filtros de sedimentos e de carvão

ativado, bem como o abrandadador no caso das águas duras (itens sugeridos pelo

fabricante) [4].

n. Relate a facilidade (acesso as peças internas, espaço, necessidade deferramentas especiais), ou dificuldades de manutenção do equipamento/

máquina/aparelho;

O equipamento, pela sua simplicidade, tanto em seu funcionamento quanto em

sua estrutura física, não apresenta nenhuma dificuldade de manutenção. O acesso

às peças internas é fácil e rápido, e também pela sua simplicidade a detecção de

problemas ou falhas no sistema, e sua resolução são facilitadas. Entretanto, há

componentes que, se apresentarem problemas ou quebrarem, como o condensador,a sua reposição ou manutenção apresenta prejuízos, economicamente falando,

compensando comprar outro equipamento.

o. O funcionamento do equipamento/máquina/aparelho exige instalação

especial? (civil, elétrica, mecânica, hidráulica, pneumática, etc.);

Sim, exige uma torneira próxima ao equipamento, mantê-lo em plataforma

nivelada, e instalação elétrica compatível (220 VCA).

p. Para a operação do equipamento é necessário treinamento específico?

Justifique.

Não, pois o equipamento é simples, não exige nenhuma técnica específica, sua

IHM é bastante simples e apresenta instruções básicas de uso.

2. Apresente outro equipamento/máquina/aparelho similar no mercado e compare

suas funções e características técnicas com o sistema técnico analisado em

laboratório.



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Este equipamento pode ser comparado a uma Incubadora neonatal e um

equipamento para banho-maria. Ambos utilizam sistemas semelhantes de controle

de temperatura. A presença do termostato para este controle é essencial. Só que no

caso da incubadora neonatal o controle da temperatura é muito mais rigoroso e

preciso que no caso dos dois outros sistemas técnicos, sendo então provida de

demais dispositivos, capazes de oferecerem esse controle com um maior grau de

precisão. Também a incubadora possui uma IHM, componentes e circuitos internos

mais complexos, até pelo fato de ter uma função mais complexa, que é criar um

meio artificial que proporcione o desenvolvimento do neonato. Por isso, nos

limitaremos apenas a ressaltar a semelhança no controle de temperatura. Com

relação ao banho-maria, este possui uma grande semelhança com o destilador.Aquecimento da água e controle de temperatura. Só que no caso do banho-maria a

água não irá ferver, sendo que sua faixa de operação é de + 25ºC – 80ºC, já que sua

função é manter a temperatura desejada pelo operador para um determinado fim. O

termostato irá ativar/desativar o aquecimento da água proporcionando/impedindo a

passagem de energia elétrica pelo resistor. Ambos os sistemas técnicos utilizam

como princípio de funcionamento (no caso do aquecimento) o Efeito Joule, que

proporciona a transformação de energia elétrica em energia térmica através dapassagem de corrente elétrica por um resistor.

5. Conclusões

O destilador é um equipamento muito simples, entretanto, é através dessa

característica que pudemos entender bem as funções de alguns componentes

bastante úteis em demais sistemas técnicos, como o contator e o termostato, ambos

muitos importantes no funcionamento do equipamento. Em especial o termostato, tal

componente, sensível a variações de temperatura, utiliza tal característica para

controle de temperatura, atuando na ativação/ inibição do aquecimento da água

pelos resistores. Enfim, após a realização dessa aula e estudo do sistema técnico

destilador foi possível relacionar o teórico com o prático, visualizando situações

envolvendo tal equipamento e sugerindo melhorias no mesmo, para maior

confiabilidade nos resultados e conforto na operação.



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6. Referências Bibliográficas

[1] SARTORI, Elen Romão; BATISTA, Érica Ferreira; SANTOS, Vagner B.;FATIBELLO, Orlando. Construção e Aplicação de um Destilador comoAlternativa Simples e Criativa para a Compreensão dos Fenômenos Ocorridosno Processo de Destilação. Disponível em:<http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc31_1/10-EEQ-0308.pdf> Acessado em 20 demarço de 2010.

[2] Recursos Naturais/Água. Disponível em:<http://educar.sc.usp.br/ciencias/recursos/agua.html#utilizao> Acessado em 20 demarço de 2010.

[3] Química: Materiais e Transformações. Disponível em:< http://educar.sc.usp.br/ciencias/quimica/qm1-2.htm > Acessado em 20 de março

de 2010.[4] QUIMIS. Destilador de Água em Vidro - Q341V. Disponível em:< http://www.quimis.com.br/produtos.php?cat=1&sub=29&prod=144 > Acessado em21 de março de 2010.

[5]TRAJANO, Lídia. Efeito Joule. Disponível em:< http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/efeito_joule.htm >Acessado em 21 de março de 2010.

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