ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A Cecília Vilani Email: cvilani@puc-rio.br cvilani@ Horário: Seg...

ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS AENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A

Cecília Vilani Cecília Vilani

Email: Email: cvilani@puc-rio.brpuc-rio.br

Horário: Seg / Qua 13-15h / Sala L 408 Horário: Seg / Qua 13-15h / Sala L 408

Horário de atendimento ao aluno: Terça-feira 13h-15hHorário de atendimento ao aluno: Terça-feira 13h-15hCasa 21- Vila dos Diretórios – Lab. Próximo a sala prof. ChicoCasa 21- Vila dos Diretórios – Lab. Próximo a sala prof. Chico

Número de créditos: 4Número de créditos: 4

PP1 1 = =

PP22 = P = PFinal Final ==

A indústria química recebe a(s) matéria(s) prima(s) e gera(m) o(s) produto(s)A matéria prima pode ser convertida: sofrendo transformação física sofrendo transformação química

Essa transformação exige diversas etapas

(ex.:reação, separação, aquecimento, resfriamento, evaporação)O conjunto de etapas (seqüência) constitui o Processo Químico

Um processo químico é um conjunto de ações executadas em etapas- envolvem modificações da composição química, (e/ou modificações físicas) ou de outra natureza, no material (ou materiais) que é (são) ponto de partida (matérias primas) para se obter o produto ou os produtos finais (ou acabados).

O conjunto dos equipamentos interligados constitui a Planta Industrial.

Classificações do Processo Químico

TRATAMENTO

REAÇÃO SEPARAÇÃO

PURIFICAÇÃO

MPMP

MP

SPR

MP

P

P R

R

SPR

P

MP – Matérias primas / Reagentes P – Produto final ou intermediárioSP – Subprodutos (menor valor) ou coprodutos (maior valor)R – Resíduos ou impurezas (subprodutos sem valor agregado)

O engenheiro A. D. Little (1915) apresenta um

conceito interessante para as operações

unitárias:

“Qualquer processo químico, em qualquer

escala, pode ser decomposto numa série

estruturada de etapas do que se podem

denominar, operações unitárias, como

moagem, homogeneização, aquecimento,

calcinação, absorção, condensação, lixiviação,

cristalização, filtração, dissolução, eletrólise,

etc.”

Operações individuais - operações unitárias

Operações Físicas

Eventualmente podem envolver reações químicas

- Permite o Engenheiro Químico:

Escolher e criar equipamentos para o processo

Dimensionar equipamentos para novas instalações

Verificar capacidades e condições de operações de

equipamentos

Especificar equipamentos ( materiais, sentido de fluxo, detalhes

internos, meios de controle, localização na planta, etc).

1 OPERAÇÕES MECÂNICAS

1.1 – Operações envolvendo sólidos granulares

Fragmentação de sólidos;

Transporte de sólidos;

Mistura de sólidos;

1.2 - Operações com sistemas contendo sólidos

Sólidos de sólido;

Peneiramento

Separação hidráulica (arraste – elutriação)

Sólido de líquidos;

Decantação

Flotação (borbulhamento de ar)

Floculação (sulfato de aluminio – aglutinação – flocos)

Separação centrífuga

Filtração

Hidrociclones

Sólidos de gases

Ciclones

Filtração (para gases - filtros manga)

2 – OPERAÇÕES COM TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Aquecimento e resfriamento de fluidos

Evaporação e Cristalização

Secagem

3 – OPERAÇÕES COM TRANSFERÊNCIA DE MASSA

Destilação

Extração líquido-líquido

Absorção de Gases

2 e 3 não pertencem à ementa de OPA

EMENTA ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS AEMENTA ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A

Caracterização de partículas e sistemas particulados.

Dinâmica da interação sólido-fluido.

Elutriação.

Câmara de poeira.

Ciclones.

Hidrociclones.

Escoamento em Meios Porosos

Filtração sólido-líquido.

Sedimentação.

Fluidização.

AULA Nº DATA

DESCRIÇÃO

1 12/08

Apresentação da estrutura do curso Sólidos Particulados – caracterização: amostragem, densidade, tamanho, formas, diâmetro equivalentes, diâmetros estatísticos, volumes equivalentes

2 14/08(continuação) Sólidos Particulados – caracterização: esfericidade, superfícies, circularidade, fragilidade, número de partículas, porosidade, picnometria

3 19/08Peneiramento, análise granulométrica – distribuição do tamanho de partícula, distribuição de frequência,

4 21/08

(continuação) Modelos estatísticos: distribuição cumulativa, distribuição normal, distribuição Log-Normal, distribuição Rosin-Tammler-Bennett, distribuição Gates-Gaudin-Schulmann, distribuição sigmóide, modelo de Weibull.

5 26/08(continuação) Modelos estatísticos: distribuição Gates-Gaudin-Schulmann, distribuição sigmóide, modelo de Weibull

6 28/08Interação partícula – fluido:Dinâmica, velocidade terminal da partícula, correlações para determinar velocidade terminal da partícula

AULA Nº DATA

DESCRIÇÃO

7 02/09

(continuação) Interação partícula – fluido: Trabalho de Stokes, diâmetro de Stokes, coeficiente de arraste e Reynolds

8 04/09(continuação) Interação partícula – fluido: efeitos simultâneos que influenciam a interação partícula – fluido

9 09/09

Eficiência de coleta e diâmetro de corte

10 11/09

Sistemas diluídos: Elutriação: Princípio de funcionamento

11 16/09Câmera de Poeira: Princípio de funcionamento

AULA Nº

DATADESCRIÇÃO

12 18/09(continuação) Câmera de poeira: Avaliação, eficiência de coleta e projeto da câmera de poeira.

13 30/09 Ciclone: Princípio de funcionamento, tipos de ciclones

14 02/10 Ciclone: Eficiência de coleta e projeto de ciclone

15 07/10(continuação) Ciclone: Eficiência de coleta e projeto de ciclone.

16 09/10Hidrociclone: Princípio de funcionamento, tipos de hidrociclones.

17 16/10(continação) Hidrociclone: eficiência de coleta, avaliação e projeto de hidrociclone.

18 21/10 1a PROVA

19 23/10Centrífuga: Princípio de funcionamento, tipo de centrífugas, projeto de centrífuga

AULA Nº

DATADESCRIÇÃO

20 28/10

Sistemas ConcentradosEscoamento em meios porosos: Equação da Continuidade e a Equação do Movimento via Mecânica do Contínuo, Equação de Darcy e determinação dos parâmetros de permeabilidade e geométricos

21 30/10

(continuação) Escoamento em meios porosos: Correlações empíricas para determinação de parâmetros de permeabilidade e geométricos, Meios porosos e Equação de Bernoulli.

22 04/11 Filtração: Princípio de funcionamentos e tipos de filtros

23 06/11 (continuação) Filtração: Projeto e avaliação

24 11/11 (continuação) Filtração: Projeto e avaliação

25 13/11 Sedimentação: Princípio de funcionamentos

26 18/11 Sedimentação: Princípio de funcionamentos

27 25/11 Fluidização: Princípio de funcionamentos

AULA Nº DATA

DESCRIÇÃO

28 27/11 Fluidização: Continuação

29 02/12 2a PROVA

30 09/12 PROVA FINAL

BIBLIOGRAFIA ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS BIBLIOGRAFIA ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A A

MCCABE, W. L.; SMITH, J.C.; HARRIOTT, P.  Unit Operations of Chemical Engineering 7th edition; New York: McGraw-Hill, 2005.

MASSARANI, G. Fluidodinâmica em Sistemas Particulados; Rio de Janeiro: e-Papers, 2002.

Perry, R.H.; and Green, D.W. Chemical Engineering Handbook. 5a edição. McGraw-Hill, New York. 1999

CREMASCO, M. A. Operações Unitárias em sistemas particulados e fluidomecânicos; São Paulo, Blucher, 2012.

Allen, T. ; Particle Size Measurement. 3a edição. Chapman and Hall, 1981.

Coulson, J.M. and Richardson, J.F. :Chemical Engineering, vol. 2 3a edicao. Pergamon Press, Oxford, 1978.

Svarovsky, L.; Solid-Gas Separation. Elsevier Scientific P. Co. 1981.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR ENG 1813 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS A

FOUST, Alan S.; WENZEL, Leonard A.; CLUMP, Curtis W.; MAUS, Louis; ANDERSEN, L. Bryce. Princípios das Operações Unitárias. Rio de Janeiro, 1983, Guanabara Dois. 2ª ed.