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7/23/2019 Operações Unitárias I_Aula01
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Operações Unitárias IProf.: Magmir Metzker Soares
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Prof. Magmir Metzker Soares, MSc.
Graduação: Engenharia Química – UFRRJ;
Mestrado: Engenharia Química (emissões atmosféricas) – UFSCar;
MBA: Gerenciamento de projetos – UCL.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
E-mail: magmir@ucl.br
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Engenheiro Químico na Marca Ambiental;
Professor de graduação na Faculdade do Centro Leste – UCL;
Consultor na Certh Consultoria (www.certh.com.br).
OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
E-mail: magmir@ucl.br
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O QUE O ENGENHEIRO FAZ?
Escolhe o tipo de equipamento adequado;
Faz o seu dimensionamento;
Calcula o tempo de processamento;
Calcula os custos do investimento e da operação;
Faz balanços de massa e energia da operação;
Avalia o desempenho.
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Indústrias;
Instituições públicas e privadas; Escritórios de consultoria e assessoria;
Estabelecimentos de ensino;
Institutos de pesquisa;
Bancos de investimento e desenvolvimento.
SETORES DE ATUAÇÃO
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QUALIDADES DO PROFISSIONAL
Formação básica multidisciplinar;
Raciocínio analítico;
Estudo continuado;
Conhecimento sistêmico;
Conhecimentos gerais;
Participação social;
Capacidade de síntese.
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Trabalho em equipe: o engenheiro NÃO trabalha sozinho.
Regras de boa convivência em equipe: Respeito aos colegas;
Capacidade expor e discutir ideias;
Renúncia de ideias ultrapassadas.
A pessoa progride: Pelo que sabe;
Pelo que produz;
Pelo que pratica.
RELAÇÕES INTERPESSOAIS
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EXPERIMENTAÇÃO
Regular o funcionamento de sistemas;
Medir variáveis físicas em processos;
Testar protótipos.
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Atualização: Livros; Revistas técnicas e científicas;
Seminários; Congressos; Feiras industriais.
Diploma = Ponto de Partida;
Especializações; Pós-graduação:
Mestrado: conhecimento em área específica; Doutorado: formação de pesquisadores.
APERFEIÇOAMENTO CONTÍNUO
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Operações Unitárias:
Etapas do processo produtivo que se caracterizam pela atuação sobre as PROPRIEDADESFÍSICAS do produto causando MUDANÇA DAS SUAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS.
É uma etapa básica do processo.
As operações unitárias independem da natureza química dos componentes envolvidos.
Ex.: Transferência de calor é a mesma operação em um processo petroquímico ou emuma indústria de alimentos.
Processos Unitários:
Etapas do processo produtivo que se caracterizam pela mudança química dos produtos,resultado da ocorrência de reações químicas.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
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Inicialmente: bases empíricas.
1915, Arthur D. Little: “Qualquer processo químico, qualquer que fosse sua escalade produção, poderia ser reduzido a um conjunto de operações em série, a quechamou operações unitárias” - pulverização, tinturaria, torrefação, cristalização,filtração, evaporação, eletrólise, entre outros.
Evolução do conceito: fenômenos de transferência - absorção, destilação,extração (operações de transferência de massa).
Processos químicos modernos - a ideia de serialização foi substituída por
simultaneidade - reatores com membranas, a destilação extrativa/ reativa -congregam várias etapas ou vários processos em um único equipamento.
Processos integrados: fusão dos processos unitários – aproveitamento maiseficiente dos gradientes existentes/ gerados no processo como um todo.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
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Processos de escoamento de fluidos: transporte de fluido, filtração,fluidização sólida.
Processos Mecânicos: transporte de sólidos, trituração, peneiramento eseparação.
Transferência de calor: evaporação e condensação.
Transferência de massa: absorção gasosa, destilação, extração,absorção e secagem.
Processos Termodinâmicos: liquefação gasosa e refrigeração .
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
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Operações envolvendo: PROCESSOS DE ESCOAMENTO DE FLUIDOS.
PROCESSOS MECÂNICOS.
Objetivos da disciplina:
Identificar a aplicação prática dos conhecimentos desenvolvidos aolongo do curso;
Projetar e dimensionar equipamentos utilizados em processosquímicos;
Fornecer conhecimentos e habilidades para selecionar e operar osequipamentos de um processo.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
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OPERAÇÕES ENVOLVENDOPROCESSOS MECÂNICOS
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EMENTA
Operações envolvendo sólidos granulares:
Fragmentação de sólidos; Transporte de sólidos;
Mistura de sólidos.
Operações envolvendo sistemas fluidos: Bombeamento de líquidos;
Mistura e agitação de líquidos.
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EMENTA
Operações de separação: Sólido-sólido: peneiramento.
Sólido-líquido: filtração;decantação;centrifugação.
Sólido-gás: ciclones;filtro de manga;separador eletrostático.
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APLICAÇÕES
Transporte de fluidos
Válvulas;
Tubulações;
Bombas: Centrifugas;
Deslocamento positivo.
Grande parte das atividades industriais - movimentação de produtos em pó, granulados
ou refiles, seja para as necessidades de fabricação ou para remoção de resíduos.
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Caracterização dos sólidos - Peneiramento
Separação de minérios no sistema de britagem;
Lavagem de minério (deslamagem); Recuperação de médios (lavagem de carvões);
Classificação granulométrica de produtos (grossos - intermédios - finos);
Remoção de impurezas;
Seleção de grãos (Tipo 1, tipo 2...).
APLICAÇÕES
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APLICAÇÕES
Misturadores Incorporação de uma fase na outra;
Homogeneização de resinas;
Mistura de fluidos viscosos; Dissolução de materiais sólidos em meios viscosos;
Dispersão de gases;
Transferência de massa;
Dissolução de materiais sólidos.
Movimento executado pelo misturador
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APLICAÇÕES
Trituradores Trituração de lixo industrial;
Extração de rochas (britadeiras); Indústria de papel;
Triturar a celulose.
Industria metalúrgica;
Triturar sucata. Indústrias de alimentos;
Derivados de carne;
Triturar grãos.
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APLICAÇÕES
Separação sólido-liquido Filtração:
Fabricação de bebidas;
Tratamento de água; Remoção de impurezas;
Sedimentação: Tratamento de efluentes;
Purificação da água;
Centrifugação: Separação da gordura do leite;
Purificação de mel;
Refino do óleo de soja;
Purificação de compostos.
Sedimentador
Centrifuga
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APLICAÇÕES
Separação sólido- gás
Ciclones;
Filtro de manga;
Utilizados como:
Elemento de coleta de material particulado;
Purificadores de ar;
Equipamento de controle de poluição;
Classificação de partículas.
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FOUST, Alan S., WENZEL, Leonard A.;CLUMP, Curtis W. et al. Princípios
das Operações Unitárias. 2 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1982.
McCABE, Warren L., SMITH, Julian C. Operaciones básicas de ingenieríaquímica. v. 2. España: Editorial Reverté, 1981.
COULSON, J. M., RICHARDSON, J. F. Chemical engineering: particletechnology and separation processes. v. 2. 4 ed. Butterworth
Heinemann, 1991.
PERRY, R. H., GREEN, D. H., MALONEY, J. O. Perry’s chemical engineer’shandbook. 6 ed. New York: McGraw-Hill do Brasil, 1984.
O material de apoio estará disponível no site da disciplina!
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
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Critérios de Avaliação:Nota = 0,3.N1 + 0,3.N2 + 0,4.[Avaliação semestral]N1 = 0,8.P1 + 0,2.[Primeira lista de exercícios]
N2 = 0,7.P2 + 0,3.[Seminário Interdisciplinar]Avaliação Semestral = Prova elaborada pela instituição a ser aplicada ao final do período.
Critério de aprovação0,3.N1 + 0,3.N2 + 0,4.[Nota da avaliação semestral] ≥ 5,0
Substituitiva:P1 ou P2 – Direito a fazer substituitiva de UMA das duas provas
O professor não está autorizado a repetir o valor da AVALIAÇÃO SEMESTRALem UMA das avaliações (P1 ou P2) caso o aluno perca uma das provas.
SISTEMA DE AVALIAÇÃO
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Data das Avaliações: P1 – 06/04/2015
P2 – 25/05/2015
Prova substitutiva: a ser determinada Seminário interdisciplinar: a ser determinado
Caso algum aluno tenha problemas com as datas das avaliações, comunicarcom antecedência ao professor!
SISTEMA DE AVALIAÇÃO
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Muito obrigado pela presença e
até a próxima aula!
Contato: magmir@ucl.com
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