ENQ 0246 – 2015/2 Profa. Jadna Catafesta

jcatafes@ucs.br Bloco V – Sala 301 R. 2088

� Definição de operações unitárias;

� Tipos de operações unitárias;

� Principais aplicações.

Em 1915, o engenheiro químico americano Arthur Dehon Little,

empresário e professor universitário do MIT (Massachusetts Institute of

Technology), estabeleceu o conceito de “operação unitária”, segundo o

qual um processo químico seria dividido em uma série de etapas que

podem incluir: �  transferência de massa,

�  transporte de sólidos e líquidos, �  Destilação, �  filtração,

�  cristalização, �  evaporação,

�  secagem, etc.

� Cada uma das etapas sequenciais numa linha de produção industrial é, portanto, uma OPERAÇÃO UNITÁRIA.

Portanto, Operações Unitárias são sequências de operações físicas necessárias à viabilização econômica de um processo químico.

O conjunto de todas etapas, compõe um PROCESSO UNITÁRIO.

� Mecânicas

� Transferência de Calor

� Transferência de Massa

� Operações envolvendo sistemas granulares ¡  Fragmentação ¡  Transporte ¡  Peneiramento ¡  Mistura ¡  Armazenamento

� Operações envolvendo sistemas fluidos ¡  Escoamento de fluidos ¡  Bombeamento de líquidos ¡  Movimentação e compressão de gases ¡  Mistura e agitação de líquidos

� Operações com sistemas sólido-fluido ¡  Fluidização de sólidos ¡  Separação mecânicas

¢  Sólidos de sólidos ¢  Sólidos de líquidos ¢  Sólidos e/ou líquidos de gases ¢  Líquidos de líquidos

� Transferência de calor por condução em sólidos, sem e com geração interna em regime permanente ou transiente.

¡  Aquecimento e resfriamento de fluidos ¡  Condensação ¡  Ebulição

¡  Transferência de calor por radiação

¡  Destilação ¡  Absorção ¡  Adsorção ¡  Extração líquido-líquido ¡  Lixiviação ¡  Secagem e umidificação de gases ¡  Condicionamento de gases ¡  Secagem de sólidos ¡  Diálise e eletrodiálise ¡  Cristalização ¡  Troca iônica

Matéria-Prima Transformação Produto

Operações Unitárias Processos que envolvem a produção de: Evaporação Adesivos e selantes; Antibióticos; Fertilizantes;

Fibras artificiais; Verniz.

Filtração Adesivos e selantes; Ácido sulfúrico; Antibióticos; Cerveja; Fibras artificiais; Resinas; Sabão; Tinta.

Moagem Adesivos e selantes; Adubos; Fertilizantes; Fibras artificiais; Inseticidas; Perfumes; Resinas; Verniz.

Secagem Adesivos e selantes; Adubos; Ácido sulfúrico; Antibióticos; Cerveja; Fármacos; Fertilizantes; Inseticidas; Sabão; Tinta.

1. Propriedades dos sólidos particulados 1.1. Caracterização granulométrica 1.2. Análise granulométrica diferencial 1.3. Análise granulométrica acumulada 1.4. Cálculos baseados nas análises granulométricas 2. Fragmentação de sólidos 2.1. Mecanismo da fragmentação 2.2. Equipamento empregado na fragmentação 2.3. Consumo de energia 3. Movimento de partículas em fluidos 3.1. Definições: Força de arraste, coeficiente de arraste, velocidade limite 3.2. Elutriadores 3.3. Ciclones 4. Sedimentação 5.1 Equipamentos 5.2 Projeto de sedimentadores

5. Escoamento em meios porosos 4.1. Equações para perda de carga para escoamento laminar e turbulento 6. Filtração 6.1. Equipamentos 6.2. Tipos de tortas 6.3. Filtração a pressão constante. Filtração a vazão constante 6.4. Filtração centrífuga 7. Transporte de fluidos 7.1 Tubulações 7.2 Válvulas e outros acessórios 7.3 Balanços de energia nos sistemas com escoamento 7.4 Bombas / Seleção de bombas 7.5 Compressores 7.6 Ventiladores

①  Análise Granulométrica e Fragmentação

②  Sedimentação

③  Filtração

④  Bancada de Bombas

�  FOUST, A. S. Princípios das Operações Unitárias. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Dois, 1982.

�  GOMIDE, R. Operações Unitárias. Operações com Sistemas Sólidos Granulares. São Paulo: Ed. Reynaldo Gomide, 1993. Vol. 1 a vol 4.

�  MCCABE, W.L., SMITH, J.C. Operaciones basicas de ingenieria química. Barcelona: Reverte, 1972-1980.

�  GEANKOPLIS, C. J. Transport Processes and Separation Process Principles: (includes unit operations). New Jersey: Prentice Hall, 2003.

�  COULSON, J. M.; RICHARDSON, J. F. Ingeniería química. 3.ed. Barcelona, ES: Reverté, 1981.

�  MATTOS, E. E.; FALCO, R. Bombas industriais. 2.ed. Rio de Janeiro: Interciência, 1998.

�  TELLES, P. C. S. Tubulações industriais. 9.ed. Rio de Janeiro: LTC, 1997.

�  As aulas terão caráter teórico-prático com apresentação dos conteúdos em aulas expositivas e práticas no laboratório.

�  A nota final será composta por 4 notas. As notas N1, N2 e N3 serão dadas por 3 provas parciais e N4 pela média dos relatórios e trabalhos (seminários) solicitados em sala de aula. O aluno estará aprovado se obtiver média harmônica ≥ 6,0, calculada da seguinte forma:

�  Caso não obtenha média ≥ 6,0 poderá recuperar duas notas.

NF = 72N1

+2N2

+2N3

+1N4

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