Ficha 2 (variável)...A disciplina será desenvolvida com as seguintes características, conforme a...

Ministério da Educação UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ Setor de Tecnologia Departamento de Engenharia Química

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Ficha 2 (variável)

Disciplina: Estágio Supervisionado Integrado Código: TQ015

Natureza:

( X ) Obrigatória

( ) Optativa ( X ) Semestral ( ) Anual ( ) Modular

Pré-requisito: Co-requisito: Modalidade: (X) Presencial

CH Total: 630

CH semanal: 40 Padrão (PD): 0 Laboratório (LB): 0

Campo (CP):

0

Estágio (ES):

630

Orientada (OR):

0

Prática Específica (PE):

0

EMENTA (Unidade Didática)

Adaptação do estudante para conhecimento da indústria e do pessoal. Vivência dos problemas afetos à

indústria. Visão geral do sistema técnico-profissional (produção, processamentos, projetos industriais,

manutenção e controle de qualidade) e administrativos (compras, almoxarifado, vendas, custos e pessoal).

Preparar o estudante para seu ingresso no mercado formal da produção. Programa de trabalho detalhado,

elaborado previamente pelo professor orientador e pelo supervisor, em função das características da

indústria.

OBJETIVO GERAL

O aluno deverá ser capaz de aplicar os conhecimentos adquiridos ao longo do curso em um ambiente

profissional de sua escolha, mas relacionado à Engenharia Química.

OBJETIVO ESPECÍFICO

Compreender as ações de supervisão, coordenação e orientação técnica em indústria com transformação

química, física e/ou biológica. Realizar ações de planejamento, criação de projeto, definição e condições

de operação de equipamentos, avaliação de viabilidade técnico-econômica, realização de vistoria, etc,

conforme a necessidade da empresa e compatibilização da atividade com o nível acadêmico pertinente

do discente da graduação em Engenharia Química.

PROGRAMA (itens de cada unidade didática)

Habituação do estudante ao ambiente industrial e integração ao grupo de trabalho. Visão globo da

empresa e das subunidades empresariais. Incorporação do estudante a uma ou mais subunidades de

engenharia química ou áreas afins para o desenvolvimento de funções pertinentes ao profissional de

engenharia química sob supervisão de um profissional da empresa. As atividades desenvolvidas podem

compor realização de cálculo de projeto de equipamento, readequação de operações e processos,

melhoria da qualidade de produtos, desenvolvimento de produtos, gerenciamento de matérias-primas e

produtos, gestão de resíduos, etc. de acordo com a demanda da empresa. Acompanhamento por meio

virtual por parte do orientador (professor do Departamento de Engenharia Química).

PROCEDIMENTOS DIDÁTICOS

O estágio será realizado mediante um plano de estágio aprovado pelo professor orientador,

elaborado em conjunto com o supervisor do local de realização do mesmo, sendo o mesmo na área de

engenharia química.

Ocorrerão reuniões com frequência mensal para acompanhamento das atividades e

esclarecimento de dúvidas, as quais serão realizadas modo virtual.

O aluno deverá apresentar um Relatório Final o qual apenas deverá ser enviado para o professore

orientador com a devida AUTORIZAÇÃO da empresa. Uma sugestão de estrutura para o relatório é

apresentada a seguir:

Documento Ficha 02 - TQ015 (3051721) SEI 23075.054206/2020-33 / pg. 1


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Capítulo 01 - A EMPRESA. Deve ser descrita a empresa, sendo apresentado seu histórico, visão, missão,

ramo de atuação, portfólio de produtos, localização, mercado consumidor, etc.

Capítulo 02 - O PROCESSO. Deve ser descrito o processo no qual foi realizado o estágio, o fluxograma

de processo ou de informações, se possível com ilustração.

Capítulo 03 - O ESTÁGIO. Devem ser descritas as atividades desenvolvidas ao longo do estágio, como

integração, rotina de processo, estudos realizados, melhorias sugeridas, treinamentos realizados, etc.

Capítulo 04 - CONCLUSÕES & SUGESTÕES. Conclusões obtidas durante o estágio em relação as

atividades desenvolvidas na empresa.

FORMAS DE AVALIAÇÃO

A avaliação será realizada conforme os critérios do formulário anexo, na qual será considerada o relatório

final do estágio, componente do Grupo III da ficha de avaliação.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA (mínimo 03 títulos)

CAMPOS, M.M.; TEIXEIRA, H.C.G. Controles típicos de equipamentos e processos industriais. 1ª. Ed. Editora

Edgard Blucher: São Paulo, 2010.

SEIDER, W.D.; SEADER, J.D.; LEWIN, D.R.; WIDAGDO, S. Product and process design principles: Synthesis, analysis

and design. 3RD. Ed. John Wiley & Sons: New York, 2008.

WARREN McCABE, W.; SMITH, J.; HARRIOTT, P. Unit Operations of chemical engineering. 5TH, Ed. McGraw Hill:

New York, 1993.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR (mínimo 05 títulos)

BAILEY, J.E.; OLLIS, D.F. Biochemical engineering fundamentals. 2ND. Ed. McGraw-Hill: New York, 1986.

CHIAVENATO, I. Introdução à teoria geral da administração: Uma visão abrangente da moderna

administração das organizações. 10a. Ed. LTC: Rio de Janeiro, 2020.

MASTEN, S.; DAVIS, M. Princípios de Engenharia Ambiental. 3a. Ed. Bookman: São Paulo, 2016.

DUNN, W.C. Fundamentos de instrumentação industrial e controle de processos. 1st. Ed. Bookman: Porto

Alegre, 2013.

LEVENSPIEL, O. Chemical reaction engineering, 3RD. Ed. John Wiley & Sons: New York, 1998.

Professor da Disciplina:

Assinatura: __________________________________________

Chefe de Departamento ou Unidade equivalente: Luiz Fernando de Lima Luz Jr.

Assinatura: __________________________________________

*OBS: ao assinalar a opção % EAD, indicar a carga horária que será à distância.



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Ficha 2 (variável)

Disciplina: Projetos das Indústrias Químicas I Código: TQ155

Natureza:

( X ) Obrigatória


Pré-requisito: todas as disciplinas até o 7º periodo Co-requisito: X Modalidade: ( X ) ERE

CH Total: 90


Campo (CP):

0 Estágio (ES): 0

Orientada (OR):

0


0


Generalidades de planejamento e engenharia de produção. Projeto de equipamentos. Processos

industriais. Estudo do terreno. Edificações industriais e obras gerais. Instalações industriais, de

higiene e segurança e do ambiente de trabalho. Análise econômica. Conceitos: economia e

econometria, microeconomia e macroeconomia, política econômica, matemática financeira,

depreciação do equipamento, vida econômica dos equipamentos, reposição planejada de

equipamentos, comparação de alternativas de investimentos, financiamento de

empreendimentos, estruturas do capital das empresas. Conceito de administração. Importância

para a carreira do engenheiro. Desenvolvimento das teorias da administração, funções

administrativas clássicas: planejamento, organização, direção e controle. Características pessoais

do administrador. Suprimentos, contabilidade. Comportamento organizacional. A empresa e seu

ambiente. Funções empresariais clássicas: marketing, produção, finanças e recursos humanos. O

processo de criação e administração de uma empresa. Legislação profissional. Estruturas do

capital das empresas.

OBJETIVO GERAL

Dar ao aluno uma visão concreta sobre elaboração de projetos industriais, tanto do ponto de vista teórico

como prático. É estimulado o uso da ferramenta computacional ASPEN Plus, referência na área de processos

químicos, a fim de aprofundar a análise de projetos e colocar em prática todo o conhecimento adquirido

ao longo do curso.


Aprofundar a análise de desempenho de unidades apreendidas durante o curso, concatenando operações

unitárias a fim de desenvolver um processo industrial técnica e economicamente viável. Avaliar aspectos da

implantação de uma indústria química desde a concepção até a negociação do projeto com o cliente

financiador do empreendimento. Vislumbrar todo o processo de viabilização de uma unidade industrial, seus

aspectos técnicos, econômicos, administrativos, ambientais e sociais.


Etapas para a criação de um processo/produto, planejamento e mercado. Regras heurísticas para a síntese

de processos, aspectos de segurança industrial Uso do simulador de processos ASPEN PLUS para cálculo de

propriedades, Seleção de modelos termodinâmicos – Aplicações - Diagramas termodinâmicos. Criação de

um processo usando simulador de processos. Cálculo e Especificação de reatores químicos. Balanço de

massa e de energia, fluxograma de engenharia assistido por computador. Trabalhando com reciclo no

simulador ASPEN PLUS e síntese de processos de separação (predição de azeotropos e curvas residuais)

Cálculo e especificação de colunas de destilação e absorção usando o ASPEN PLUS Especificação de

pratos e de recheio para colunas de destilação, projeto auxiliado pelo ASPEN PLUS. Projeto de equipamentos

usando sistemas coma presença de eletrólitos Especificação e cálculo de trocadores de Calor usando o

ASPEN PLUS. Características de sistema de troca térmica. Especificação de trocador de calor casco e tubo

usando o Exchanger Design and Heating O desenvolvimento de um projeto. Documentos que compõe um

projeto. Desenvolvimento do Fluxograma de Processo: Estudo de caso. Fluxograma de Processo: estratégia

do controle do processo. Fluxograma de Engenharia (diagrama P&I). Layout: fundamentos e exemplos.

Plano Ficha 2 Periodo Especial 2 - TQ155 (3048474) SEI 23075.054206/2020-33 / pg. 5


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Layout: estudo de caso. Introdução à Análise Econômica de Processos, juros simples e composto, alternativas

de investimentos Análise econômica: aplicações, financiamento de empreendimentos. Movimento de

fluidos: bombas e tubulação Movimento de fluidos: Compressão e Refrigeração. Planejamento da

distribuição de vapor. Turbinas. Conceito de administração. Importância para a carreira do engenheiro.

Desenvolvimento das teorias da administração. Estruturas do capital das empresas.


A disciplina será desenvolvida com as seguintes características, conforme a Resolução 37/1997-CEPE/UFPR

e a Resolução 65/2020-CEPE/UFPR:

1) Serão desenvolvidas aulas de forma síncrona e assíncrona conforme programação detalhada

anexa.

2) O cronograma e conteúdo das aulas constam no CRONOGRAMA DE ATIVIDADES;

3) Haverá disponibilização das aulas gravadas para os alunos;

4) Haverá disponibilização de listas de exercícios para fixação do conteúdo das aulas;

5) Haverá disponibilização dos slides utilizados na aula;

6) A comunicação com os alunos e disponibilização de material será por meio do e-mail INSTITUCIONAL

([email protected] e [email protected]) e/ou pela plataforma Microsoft TEAMS e pela plataforma UFPR

virtual e/ou qualquer outro meio devidamente avisado aos alunos;

7) A contabilização da frequência ocorrerá conforme o disposto no Parágrafo 1º do Artigo 12º da

Resolução 65/2020-CEPE/UFPR: §1º Fica estabelecido o controle de frequência somente por meio da

realização, de forma assíncrona, de trabalhos e exercícios domiciliares desenvolvidos pelas/pelos

estudantes. Desta forma, para a contabilização da frequência, ao final de cada aula síncrona ou

assíncrona haverá exercícios que deverão ser resolvidos e enviados via Plataforma UFPR Virtual

conforme consta no CRONOGRAMA DE ATIVIDADES.

8) Será utilizado o software simulador de processos ASPEN PLUS™. As alunas e os alunos terão acesso

via conexão remota a uma máquina do laboratório de micros EQ-18 de forma compartilhada. Cada

máquina permitirá o uso compartilhado de 3 alunos em horário sugerido pelo prof. Responsável e

que pode ser alterado desde que acordado entre os alunos. Cada aluno terá pelo menos 3 horas

de acesso reservado. Para o acesso remoto todos os discentes assinaram um termo de

responsabilidade disponibilizado pelo professor responsável. Serão fornecidos um usuário e uma

senha individual e de uso restrito e intransferível. É proibido o uso dos softwares instalados para outros

fins que não sejam para os propostos pela disciplina.

9) Qualquer alteração dos procedimentos didáticos será comunicada aos alunos e realizada

mediante comum acordo.


A avaliação será a média ponderada de provas e trabalhos realizados durante o período de ensino

emergencial.

Serão realizadas 3 provas de forma SÍNCRONA.

Serão realizados 4 trabalhos a saber:

1 - Trabalho envolvendo o projeto de um processo com elaboração de fluxograma de processo e de

engenharia,

2 - Trabalho envolvendo o dimensionamento e a especificação de sistema de separação envolvendo

colunas de destilação e/ou absorção, bem como a análise econômica da alternativa proposta;

3 - Trabalho envolvendo o dimensionamento e o preenchimento de folha de especificação de trocador de

calor Casco e Tubo usando o simulador comercial ASPEN PLUS.

4 – Trabalho envolvendo aspectos da empresa e seu ambiente. Funções empresariais clássicas: marketing,

produção, finanças e recursos humanos. O processo de criação e administração de uma empresa.

Legislação profissional. Estruturas do capital das empresas.

Nota final: N = 0,45T + 0,45P + 0,1F

T é a média aritmética dos trabalhos


mailto:[email protected]



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P a média aritmética das provas.

F a média aritmética dos trabalhos para verificação de frequência.

OBSERVAÇÃO 01) A média final da disciplina será calculada conforme a NOTA FINAL, totalizando o máximo

de 100,0 pontos.

OBSERVAÇÃO 02) As avaliações serão realizadas individualmente;

OBSERVAÇÃO 03) Critérios de aprovação (Resolução 37/1997-CEPE/UFPR):

1) APROVAÇÃO: Média Final maior ou igual a 70,0 E frequência maior ou igual a 75%;

2) REPROVAÇÃO POR NOTA: Média Final menor do que 40,0 E frequência maior ou igual a 75%;

3) REPROVAÇÃO POR FREQUÊNCIA: Qualquer valor da média final E frequência menor do que 75%;

4) REALIZAÇÃO DE EXAME FINAL: Alunos com MÉDIA FINAL maior ou igual a 40,0 e menor do que 70,0 E

frequência maior ou igual a 75%, poderão fazer Exame Final, com valor máximo de 100,0 pontos,

agendado para 15/03/2021, a ser realizado de forma SÍNCRONA, via Plataforma Teams, no horário

de 9:30 a 11:30. Se a média aritmética entre Média Final e Nota do Exame for maior ou igual à 50,0,

haverá APROVAÇÃO do aluno. Se a média aritmética entre Média Final e Nota do Exame for menor

do que 50,0, o aluno estará REPROVADO POR NOTA.

OBSERVAÇÃO 04) Reforçando o apresentado no item PROCEDIMENTOS DIDÁTICOS, a contabilização da

frequência ocorrerá conforme o disposto no Parágrafo 1º do Artigo 12º da Resolução 65/2020-CEPE/UFPR:

§1º Fica estabelecido o controle de frequência somente por meio da realização, de forma síncrona e

assíncrona, de trabalhos e exercícios domiciliares desenvolvidos pelas/pelos estudantes. Desta forma, para

a contabilização da frequência, ao final de cada aula síncrona e assíncrona haverá exercícios que deverão

ser resolvidos e enviados via UFPR Virtual conforme consta no CRONOGRAMA DE ATIVIDADES.

OBSERVAÇÃO 05) As segundas chamadas das provas e do exame final, se necessárias, serão marcadas em

comum acordo com os discentes.

OBSERVAÇÃO 06) Aos trabalhos serão analisados por um software de plagio. Se for constatado que houve

plagio na realização dos trabalhos, haverá penalidades nas notas dos mesmos, podendo inclusive ser

atribuída nota zero ao trabalho em questão.


Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Design by Warren D. Seider, J. D. Seader, Daniel

R. Lewin, and Soemantri Widagdo (Dec 22, 2008)

Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants: Volumes 1, 2 e 3, Third Edition by Ernest E.

Ludwig (Aug 7, 2001)

Chemical Process Equipment: Selection and Design (Butterworth's Series in Chemical Engineering) Hardcover

by James R. Couper , W. Roy Penney , James R. Fair, Stanley M. Walas – October 18, 1988.


- Conceptual Design of Chemical Processes by James M. Douglas (Feb 1, 1988)

- Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design by Gavin

Towler and R K Sinnott (Dec 10, 2007)

- Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes (3rd Edition) by Richard Turton, Richard C. Bailie,

Wallace B. Whiting, and Joseph A. Shaeiwitz (Jan 3, 2009)

- Tubulações Industriais – Materiais Projetos e Montagem. Pedro Silva Telles. Editora LTC



2

- Tubulações Industriais – Cálculo. Pedro Silva Telles. Editora LTC.

- Controles típicos de equipamentos e processos industriais. Mario Massa de Campo. Editora Edgard Blucher.

- Geração de Vapor. Edson Bazzo. Editora UFSC.

- Princípios de refrigeração: teoria, prática, exemplos, problemas, soluções. Roy J. Dossat. Editora Hemus.

- Instrumentação e fundamentos de medidas. Alexandre Balbinot . Editora LTC.

- Controle automático de processos industriais: instrumentação. Luciano Sighieri. Editora Edgard Blucher.

BIBLIOGRAFIA ON-LINE

Artigos científicos e livros virtuais na temática da disciplina, que por ventura estejam disponibilizados de forma

gratuita pelos links abaixo:

- http://www.periodicos.capes.gov.br/

- http://acervo.ufpr.br/

- https://www.portal.ufpr.br/ebooks.html

Para acesso, usar IP/Proxy – UFPR, ver link https://www.portal.ufpr.br/acesso_domestico_CAPES.pdf

Slides da disciplina disponibilizados nas plataformas digitais.

Apostila de Análise Econômica desenvolvida pelos professores da disciplina.

Professores da Disciplina: Carlos Itsuo Yamamoto e Luiz Fernando de Lima Luz Jr.

Assinatura: __________________________________________


Assinatura: __________________________________________



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CRONOGRAMA DE ATIVIDADES

TQ155 – PROJETOS DAS INDUSTRIAS QUÍMICAS I - 2º Período Especial 2020 - Res. 65/2020-CEPE/UFPR

Responsável: Profs Carlos Itsuo Yamamoto e

Luiz Fernando de Lima Luz Junior.

Carga horária SEMESTRAL: 90h (29H SINCRONA

61H ASSÍNCRONA)

VAGAS: 45 (3 turmas com 15 discentes)

Carga horária de cada atividade SÍNCRONA: 02h

(Exposição do conteúdo e realização de

exercício para contabilização de frequência)

Sugestão de horário para Estudo/Realização da Atividade ASSÍNCRONA usando o simulador:

Turma 1: 08h30-11h30 – 3ª feiras



Data de Início: 03/novembro/2020

Data de Término: 24/fevereiro/2021

Tipo de Atividades: SÍNCRONA e ASSÍNCRONA

AULA DATA CONTÉUDO TIPO

1 04/11/2020 as

9:30 h Apresentação da disciplina. Documentos que compõe um projeto.

Síncrona -

Duração: 1 hora

Assíncrona: 1 hora

2 09/11/2020 as

9:30 h

O desenvolvimento de um projeto. O fluxograma de processo: unidade de preparação de reagentes e reação química, unidade de separação.

Assíncrona -

Duração: 2 horas

3 11/11/2020 as

9:30 h Desenvolvimento do Fluxograma de Processo: Unidade para produção de Oxido de Etileno

Assíncrona -

Duração: 2 horas

4 16/11/2020 as

9:30 h Fluxograma de Processo: estratégia do controle do processo.

Síncrona -

Duração: 2 horas

5 18/11/2020 as

9:30 h Fluxograma de Engenharia (diagrama P&I).

Síncrona -

Duração: 2 horas

6 23/11/2020 as

9:30 h

Fluxograma de Engenharia (diagrama P&I).

Síncrona -

Duração: 2 horas

7 25/11/2020 as

9:30 h Introdução à Análise Econômica de Processos.

Síncrona -

Duração: 2 horas

8 30/11/2020 as

9:30 h Primeira prova Síncrona -

Duração: 2 horas

9 02/12/2020 as

9:30 h Análise econômica: aplicações

Síncrona -

Duração: 2 horas

10 07/12/2020 as

9:30 h

Análise econômica: aplicações

Síncrona -

Duração: 2 horas

11 09/12/2020 as

9:30 h Análise econômica: aplicações Síncrona -

Duração: 2 horas

12 14/12/2020 as

9:30 h Análise econômica: aplicações Síncrona -

Duração: 2 horas

13 16/12/2020 as

9:30 h Segunda prova

Síncrona -

Duração: 2 horas

14 20/01/2021 as

9:30 h Escolha de Materiais

Assíncrona -

Duração: 2 horas

15 25/01/2021 as

9:30 h Movimento de fluidos: tubulação

Assíncrona -

Duração: 2 horas

15 27/01/2021 as

9:30 h

Movimento de fluidos: bombas

Assíncrona -

Duração: 2 horas



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16 01/02/2021 as

9:30 h Movimento de fluidos: Compressores Assíncrona -

Duração: 2 horas

17 03/02/2021 as

9:30 h Movimento de fluidos: Turbinas.

Assíncrona -

Duração: 2 horas

18 08/02/2021 as

9:30 h

Layout: fundamentos e exemplos. Síncrona -

Duração: 2 horas

19 10/02/2021 as

9:30 h Layout: fundamentos e exemplos.

Síncrona -

Duração: 2 horas

20 22/02/2021 as

9:30 h Layout: fundamentos e exemplos.

Síncrona -

Duração: 2 horas

21 24/02/2021 as

9:30 h Terceira prova Síncrona -

Duração: 2 horas

22 01/12/2020 a

21/01/2021 Uso do simulador para cálculo de propriedades - Parte 1

Assíncrona -

Duração: 2 horas

23 01/12/2020 a

21/01/2021

Uso do simulador para cálculo de propriedades - Parte 2

Assíncrona -

Duração: 2 horas

24 01/12/2020 a

21/01/2021

Seleção de modelos termodinâmicos para o projeto de processos

Assíncrona -

Duração: 2 horas

25 01/12/2020 a

21/01/2021

Diagramas Termodinâmicos - Determinação de azeótropos - Parte 1

Assíncrona -

Duração: 2 horas

26 01/12/2020 a

21/01/2021


Assíncrona -

Duração: 2 horas

27 01/12/2020 a

21/01/2021


Assíncrona -

Duração: 2 horas

28 01/12/2020 a

21/01/2021

Elaboração de fluxograma de processos no

simulador - Parte 1

Assíncrona -

Duração: 2 horas

29 01/12/2020 a

21/01/2021 Elaboração de fluxograma de processos no

simulador - Parte 2

Assíncrona -

Duração: 2 horas

30 01/12/2020 a

21/01/2021 Uso de manipuladores para ajustes de projetos de

processo - Parte 1

Assíncrona -

Duração: 2 horas

31 01/12/2020 a

21/01/2021

Uso de manipuladores para ajustes de projetos de

processo - Parte 2

Assíncrona -

Duração: 2 horas

32 01/12/2020 a

21/01/2021 Uso de manipuladores para ajustes de projetos de

processo - Parte 3

Assíncrona -

Duração: 2 horas

33 19/01/2021 a

28/02/2021 Cálculo de reatores usando o simulador de processos

- Parte 1

Assíncrona -

Duração: 2 horas

34 19/01/2021 a

28/02/2021

Cálculo de reatores usando o simulador de processos

- Parte 2

Assíncrona -

Duração: 2 horas

35 19/01/2021 a

28/02/2021 Cálculo de reatores usando o simulador de processos

- Parte 3

Assíncrona -

Duração: 2 horas

36 19/01/2021 a

28/02/2021 Cálculo de colunas de destilação/absorção no

simulador - Parte 1

Assíncrona -

Duração: 2 horas

37 19/01/2021 a

28/02/2021

Cálculo de colunas de destilação/absorção no simulador - Parte 2

Assíncrona -

Duração: 2 horas

38 19/01/2021 a

28/02/2021

Cálculo de colunas de destilação/absorção no simulador - Parte 3

Assíncrona -

Duração: 2 horas

39 19/01/2021 a

28/02/2021

Sistemas com eletrólitos Assíncrona -

Duração: 2 horas



2

40 19/01/2021 a

28/02/2021 Cálculo de trocadores de calor usando o Aspen Plus

– Dimensionamento e especificação – Parte 1

Assíncrona -

Duração: 2 horas

41 19/01/2021 a

28/02/2021 Cálculo de trocadores de calor usando o Aspen Plus

– Dimensionamento e especificação – Parte 2

Assíncrona -

Duração: 2 horas

42 19/01/2021 a

28/02/2021 Cálculo de trocadores de calor usando o Exchanger Design and Rating

Assíncrona -

Duração: 2 horas

43 15/03/2021

as 9:30 h

EXAME FINAL DA DISCIPLINA Síncrona -

Duração: 2 horas


Ministério da Educação UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ Setor de Tecnologia Coordenação do Curso de ou Departamento de Engenharia Química

1

Ficha 2 (variável)

Disciplina: Controle de Processos I Código: TQ096

Natureza:

( X ) Obrigatória


Pré-requisito: Co-requisito: Modalidade: ( X ) ERE

CH Total: 60


Campo (CP):

0 Estágio (ES): 0

Orientada (OR):

0


0


Introdução, objetivos, motivação. Modelagem matemática de processos químicos.

Transformadas de Laplace. Análise de sistemas de 1a e 2a ordem. Estabilidade de sistemas em

malha aberta. Controladores P, PI, PID. Análise de sistemas em malha fechada. Estabilidade de

sistemas em malha fechada. Síntese de controladores PID. Controle feedback e feedforward.

Esquemas avançados de controle. Análise de resposta em domínio de frequência. Modelos

empíricos. Síntese de controladores por análise de resposta em frequência.

OBJETIVO GERAL

O aluno deverá ser capaz de interpretar, analisar e simular uma malha de controle de processos.


O aluno será capaz de interpretar a malha de controle por meio das normas ISA, determinará um modelo

matemático para o equipamento/processo, fará a seleção e sintonia do da técnica de controle avançado

que julgar mais pertinente para o processo em análise e será capaz de simular o comportamento da malha

de controle para diferentes equipamentos da indústria química.


A disciplina será dividida em 03 módulos, conforme o conteúdo apresentado abaixo e detalhado no

CRONOGRAMA DE ATIVIDADES.

Módulo 01: ESTRATÉGIAS DE CONTROLE

Noções de instrumentação/Simbologia para PI&D; Controle Feedback; Controle Feedforward; Controle

Cascata; Controle Razão/Seletivo/Override/Split-Range; Estudos de Caso; Introdução ao Controle de Plantas

(Plant-Wide).

Módulo 02: MODELAGEM & MATEMÁTICA PARA CONTROLE

Transformada de Laplace; Solução de Equações Diferenciais Ordinárias; Noções de Modelagem

Matemática; Balanço de Massa e Balanço de Energia; Função de Transferência / Diagrama de Blocos;

Linearização; Identificação de Processos.

Módulo 03: ANÁLISE QUANTITATIVA DE MALHAS DE CONTROLE

Controladores PID; Análise de estabilidade de malhas de controle; Simulação de malhas de controle;

Técnicas de sintonia de controladores; Análise de desempenho de malhas de controle: Critérios ISE e ITAE.


A disciplina será desenvolvida com as seguintes características, conforme a Resolução 37/1997-CEPE/UFPR

e a Resolução 65/2020-CEPE/UFPR:

1) Será TOTALMENTE ASSÍNCRONA (Única exceção será o exame final, o qual será realizado em

18/MARÇO/2021, de forma SÍNCRONA, na plataforma TEAMS, no horário de 13h30-15h30);

Documento Ficha 02 - TQ096-Controle de Processos I (3029783) SEI 23075.054206/2020-33 / pg. 12


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2) O cronograma e conteúdo das aulas constam no CRONOGRAMA DE ATIVIDADES;

3) Haverá disponibilização das aulas gravadas para os alunos;

4) Haverá disponibilização de listas de exercícios para fixação do conteúdo das aulas;

5) Haverá disponibilização dos slides utilizados na aula;

6) A comunicação com os alunos e disponibilização de material será por meio do e-mail INSTITUCIONAL

(@ufpr.br) e/ou pela plataforma Teams e/ou pela plataforma UFPR virtual e/ou qualquer outro meio

devidamente avisado aos alunos;

7) A contabilização da frequência ocorrerá conforme o disposto no Parágrafo 1º do Artigo 12º da

Resolução 65/2020-CEPE/UFPR: §1º Fica estabelecido o controle de frequência somente por meio da

realização, de forma assíncrona, de trabalhos e exercícios domiciliares desenvolvidos pelas/pelos

estudantes. Desta forma, para a contabilização da frequência, ao final de cada aula assíncrona

haverá UM exercício que deverá resolvido e enviado para o e-mail [email protected] até a realização

da aula seguinte conforme consta no CRONOGRAMA DE ATIVIDADES.

8) Será utilizado o pacote XCOS do software SCILAB, o qual é código aberto, baseado na filosofia

software livre, e disponível para download no link https://www.scilab.org/

9) Caso seja necessário, poderão ser realizadas atividades síncronas com a finalidade de tirar dúvidas

dos alunos. Estas serão realizadas pela plataforma Teams ou outra devidamente avisada, em data

e horário combinado com a devida antecedência. Ressalta-se que essa atividade será VOLUNTÁRIA

e NÃO será considerada para a contabilização de frequência;

10) Qualquer alteração dos procedimentos didáticos será comunicada aos alunos e realizada

mediante comum acordo.


A avaliação será a média ponderada de 03 AVALIAÇÕES ASSÍNCRONAS:

Avaliação 01 (Valor 30,0 pontos) – Atividades sobre Estratégia de Controle de Processo

A atividade será enviada por e-mail e disponibilizada nas plataformas digitais da disciplina até no

máximo no dia 26/NOVEMBRO/2020.

A entrega deverá ser no máximo até o dia 03/DEZEMBRO/2020, sendo enviada para [email protected] .

Avaliação 02 (Valor 30,0 pontos) – Atividades sobre Modelagem & Matemática para Controle


máximo no dia 14/JANEIRO/2021.

A entrega deverá ser no máximo até o dia 21/JANEIRO/2021, sendo enviada para [email protected] .

Avaliação 03 (Valor 40,0 pontos) – Atividades sobre Análise Quantitativa de Malhas de Controle


máximo no dia 04/MARÇO/2021.

A entrega deverá ser no máximo até o dia 11/MARÇO/2021, sendo enviada para [email protected] .

OBSERVAÇÃO 01) A média final da disciplina será calculada pela SOMA da pontuação obtida em cada

avaliação, totalizando o máximo de 100,0 pontos.

OBSERVAÇÃO 02) As avaliações serão realizadas em equipes de 04 alunos, respeitando-se as normas

vigentes de isolamento social devido à pandemia do COVID-19;

OBSERVAÇÃO 03) Critérios de aprovação (Resolução 37/1997-CEPE/UFPR):

1) APROVAÇÃO: Média Final maior ou igual a 70,0 E frequência maior ou igual a 75%;

2) REPROVAÇÃO POR NOTA: Média Final menor do que 40,0 E frequência maior ou igual a 75%;

3) REPROVAÇÃO POR FREQUÊNCIA: Qualquer valor da média final E frequência menor do que 75%;

4) REALIZAÇÃO DE EXAME FINAL: Alunos com MÉDIA FINAL maior ou igual a 40,0 e menor do que 70,0 E

frequência maior ou igual a 75%, poderão fazer Exame Final, com valor máximo de 100,0 pontos,

agendado para 18/março/2021, a ser realizado de forma SÍNCRONA, via Plataforma Teams, no

horário de 13h30-15h30. Se a média aritmética entre Média Final e Nota do Exame for maior ou igual

à 50,0, haverá APROVAÇÃO do aluno. Se a média aritmética entre Média Final e Nota do Exame for

menor do que 50,0, o aluno estará REPROVADO POR NOTA.

OBSERVAÇÃO 04) Reforçando o apresentado no item PROCEDIMENTOS DIDÁTICOS, a contabilização da

frequência ocorrerá conforme o disposto no Parágrafo 1º do Artigo 12º da Resolução 65/2020-CEPE/UFPR:

§1º Fica estabelecido o controle de frequência somente por meio da realização, de forma assíncrona, de



https://www.scilab.org/


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trabalhos e exercícios domiciliares desenvolvidos pelas/pelos estudantes. Desta forma, para a

contabilização da frequência, ao final de cada aula assíncrona haverá UM exercício que deverá resolvido

e enviado para o e-mail [email protected] até a realização da aula seguinte conforme consta no CRONOGRAMA

DE ATIVIDADES. Esse exercício será APENAS para fins de contabilização de frequência não será considerado

para o cálculo da média final da disciplina.


CAMPOS, M.M.; TEIXEIRA, H.C.G. Controles típicos de equipamentos e processos industriais. 1ª. Ed. Editora

Edgard Blucher: São Paulo, 2010.

LUYBEN, W.L. Process modeling, simulation, and control for chemical engineers. 2nd. McGraw-Hill: New York,

1990.

SEBORG, D.E.; EDGAR, T.F.; MELLICHAMP, D.A. Process dynamics and control. 2nd. Ed. John Wiley & Sons, New

York, 2004.


DUNN, W.C. Fundamentos de instrumentação industrial e controle de processos. 1st. Ed. Bookman: Porto

Alegre, 2013.

LUYBEN, W.L.; LUYBEN, M.L.; TYREUS; B.D. Plantwide process control. 1st. Ed. McGraw-Hill: New York, 1998.

MARLIN, T.E. Process control: designing process and control systems for dynamic performance. 2nd. Ed.

McGraw-Hill, New York: 1995.

OGUNNAIKE, B.; RAY, W.H. Process dynamics, modeling and control. 1st. Ed. Oxford University Press: Oxford,

1994.

SMITH, C.A.; CORRIPIO, A.B. Principles and practice of automatic process control. 2nd. Ed. John Wiley & Sons:

1997.

STEPHANOPOULOS, G. Chemical process control: an introduction to theory and practice. 1st. Ed. Prentice-Hall:

Englewood Cliffs, 1984.

SPIEGEL, M.R. Manual de fórmulas, métodos e tabelas de matemática. 3ª. Ed. Makron Books, São Paulo, 2005.

BOYCE, W.E.; Di PRIMA, R.C. Equações diferenciais elementares e problemas de valores de contorno. 5ª Ed.

LTC Editora. Rio de Janeiro, 1994.

BIBLIOGRAFIA ON-LINE

Artigos científicos e livros virtuais na temática da disciplina, que por ventura estejam disponibilizados de forma

gratuita pelos links abaixo:

- http://www.periodicos.capes.gov.br/

- http://acervo.ufpr.br/

- https://www.portal.ufpr.br/ebooks.html

Para acesso, usar IP/Proxy – UFPR, ver link https://www.portal.ufpr.br/acesso_domestico_CAPES.pdf

Slides da disciplina disponibilizados nas plataformas digitais.

Professor da Disciplina: Marcelo Kaminski Lenzi

Assinatura: __________________________________________


Assinatura: __________________________________________




http://www.periodicos.capes.gov.br/

http://acervo.ufpr.br/

https://www.portal.ufpr.br/acesso_domestico_CAPES.pdf


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CRONOGRAMA DE ATIVIDADES

TQ096 - CONTROLE DE PROCESSOS I - 2º Período Especial 2020 - Res. 65/2020-CEPE/UFPR

Responsável: Prof. Marcelo Kaminski Lenzi Carga horária SEMESTRAL: 60h

VAGAS: 60

Carga horária de cada atividade ASSÍNCRONA:

02h (Exposição do conteúdo e realização de

exercício para contabilização de frequência)

Sugestão de horário para Estudo/Realização da Atividade ASSÍNCRONA: 13h30-15h30, no

respectivo dia da semana indicado nos cronogramas abaixo

Data de Início: 03/novembro/2020

Data de Término: 18/março/2021

Tipo de Atividades: TOTALMENTE ASSÍNCRONA (Exceto o EXAME FINAL)

CRONOGRAMA – MÓDULO 01

MÓ

DU

LO 0

1

ESTR

ATÉ

GIA

S D

E C

ON

TRO

LE

S Data Terça-feira Data Quinta-feira

1 03/nov/20

Aula 01

1) Apresentação da disciplina

2) NORMA ISA para

elaboração/leitura de

fluxogramas

05/nov/20

Aula 02

1) Definições básicas

2) Controle Feedback

3) Controle Cascata

Prazo máximo para envio do

exercício para contabilização de

frequência da Aula 01.

2 10/nov/20

Aula 03

1) Controle Feedforward

2) Controle Seletivo

3) Controle Razão

4) Controle Override

5) Controle Split Range




12/nov/20

Aula 04

Estratégias de controle para:

1) Nível

2) Trocadores de Calor

3) Evaporadores

4) Secadores

5) Clarificadores




3 17/nov/20

Aula 05


1) Fornos

2) Coluna de Destilação




19/nov/20

Aula 06


1) Reatores

2) Compressores

3) Presença de reciclo




4 24/nov/20

Aula 07


1) Processos




26/nov/20

Aula 08


1) Processos (Plant-Wide)




Prazo MÁXIMO para a

disponibilização da AVALIAÇÃO

01 para resolução pelos alunos.



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MÓ

DU

LO 0

2

MO

DELA

GEM

& M

ATE

MÁ

TIC

A P

AR

A C

ON

TRO

LE


5 01/dez/20

Aula 09

1) Classificação de Equações

2) Transformada de Laplace




03/dez/20

Aula 10

1) Transformada Inversa de

Laplace

2) Teorema de resíduos

3) Convolução de funções




PRAZO MÁXIMO PARA A ENTREGA

DA AVALIAÇÃO 01

(VALOR 30,0 PONTOS)

6 08/dez/20

Aula 11

1) Solução de Equações

Diferenciais por Transformada

de Laplace




10/dez/20

Aula 12

1) Função Heaviside

2) Deslocamento de funções

3) “Função” Delta de Dirac




7 15/dez/20

Aula 13

1) Introdução à modelagem

matemática.




17/dez/20

Aula 14

1) Balanço de massa

2) Variável Desvio

3) Função de Transferência

4) Linearização




8 22/dez/20 SEM ATIVIDADES 24/dez/20 SEM ATIVIDADES

9 29/dez/21 SEM ATIVIDADES 31/dez/20 SEM ATIVIDADES

10 05/jan/21

Aula 15

Sistemas Distribuídos

1) Contínuos

2) Discretos




07/jan/21

Aula 16

Identificação de Processos

1) Funções de Transferência

de 1ª. Ordem

2) Filtragem de sinais




11 12/jan/21

Aula 17

Identificação de Processos

1) Funções de Transferência

de 2ª. Ordem

2) Filtragem de sinais




14/jan/21

Aula 18

Software

SCILAB/XCOS

https://www.scilab.org/









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MÓ

DU

LO 0

3

AN

ÁLI

SE Q

UA

NTI

TATI

VA

DE M

ALH

AS D

E C

ON

TRO

LE


12 19/jan/21

Aula 19


da Malha Feedback Simples




21/jan/21

Aula 20

1) Controlador P (Proporcional)

2) Equação Característica

3) Análise de Estabilidade




PRAZO MÁXIMO PARA A ENTREGA

DA AVALIAÇÃO 02

(VALOR 30,0 PONTOS)

13 26/jan/21

Aula 21

1) Sistemas com tempo morto

2) Aproximação de Padé

3) Oscilações




28/jan/21

Aula 22

1) Controlador PI (Proporcional-

Integral) Prazo máximo para envio do



14 02/fev/21

Aula 23

1) Controlador PID (Proporcional-

Integral-Derivativo) Prazo máximo para envio do



04/fev/21

Aula 24


da Malha Feedback Cascata




15 09/fev/21

Aula 25


da Malha Feedforward




11/fev/21

Aula 26

1) Sintonia de Controladores

2) Critérios ISE e ITAE




16 16/fev/21 SEM ATIVIDADES 18/jan/21 SEM ATIVIDADES

17 23/fev/21

Aula 27

1) Noções de Controle Fuzzy




25/fev/21

Aula 28

1) Noções de Instrumentação

de Processos




18 02/mar/21

Aula 29

1) Introdução ao Controle

Multivariável




04/mar/21

Aula 30

1) Análise de Malhas de

Controle Multivariável







19 09/mar/21 Prazo máximo para envio do


frequência da Aula 30. 11/mar/21

PRAZO MÁXIMO PARA A

ENTREGA DA AVALIAÇÃO 03

(VALOR 40,0 PONTOS)

20 16/mar/21 X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X 18/mar/21

EXAME FINAL

Forma SÍNCRONA via

plataforma TEAMS.

Horário: 13h30-15h30


Ficha 2 (variável)...A disciplina será desenvolvida com as seguintes características, conforme a...

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