universidade federal de pelotas centro de desenvolvimento tecnológico– cdtec graduação em...

Universidade Federal de PelotasCentro de Desenvolvimento Tecnológico– CDTec

Graduação em Biotecnologia

Operações Unitárias

Fábio Leite

fabio_leite@ufpel.edu.br

Programa

Bibliografia – Biblioteca

Aulas – teóricas e prática Listas de exercícios

Avaliação – 2 provas

Datas prováveis: 1° - 06/09/20112° - 08/11/2011

Horário de atendimento aos alunos – sexta-feira (tarde)*Deve ser marcado com antecedência.

Programa

1. Introdução as Operações Unitárias1.1 Conceito1.2 Diferenças entre processo químico e operações unitárias

2. Introdução aos cálculos de Operações Unitárias2.1 Unidades e Dimensões2.2 Sistemas de unidades2.2.1 Sistema internacional de unidades (SI)2.2.1.1 Unidades Derivadas2.2.1.2 Unidades aceitas pelo SI2.2.1.3 Prefixos oficiais do SI2.2.2 Escrita correta de unidades SI2.2.3 Regra para trabalhar com as unidades2.2.4 Temperatura

3. Representação Gráfica de Processos

3.1 Fluxograma3.2 Diagrama de blocos

4. Balanço Material

4.1 Conceito4.2 Aplicações do balanço material4.3 Lei da conservação das massas4.3.1 Equação fundamental4.4 Sistema4.5 Cálculos de Balanço Material para regime estacionário4.6 Cálculos de Balanço Material para regime não estacionário

5. Moagem

5.1 Fundamentos teóricos5.2 Tipos de moinhos laboratoriais e industriais

6. Separação sólido-líquido

6.1 Secagem6.1.1 Fundamentos teóricos6.1.2 Tipos de secadores laboratoriais e industriais6.1.3 Spray-dry

6.2 Filtração6.2.1 Fundamentos teóricos6.2.2 Tipos de filtros laboratoriais e industriais

6.3 Centrifugação6.3.1 Fundamentos teóricos6.3.2 Tipos de centrífugas laboratoriais e industriais

6.4 Liofilização6.4.1 Fundamentos teóricos6.4.2 Equipamento de liofilização6.4.3 Aula Prática

7. Balanço Energético

7.1 Conceito7.2 Aplicações do balanço de energia7.3 Cálculos de balanço de energia

8. Evaporação

8.1 Fundamentos teóricos8.2 Equipamentos de evaporação

9. Destilação

9.1 Fundamentos teóricos9.2 Equilíbrio líquido-vapor9.3 Equipamento industrial

Bibliografia Recomendada

Engenharia Química - Princípios e Cálculos David Mautner Himmelblau. Editora LTC, 7ª edição

Biotecnologia Industrial - vol. 3 Processos fermentativos e enzimáticosEditora: Edgard BlucherAutores: Urgel de Almeida Lima, Eugenio Aquarone, Walter Borzani e Willibaldo Schmidell.Ano 2001, 1ª edição

Biotecnologia Industrial - vol. 4  Biotecnologia na produção de alimentosEditora: Edgard Blucher Autores: Urgel de Almeida Lima, Eugenio Aquarone, Walter Borzani e Willibaldo Schmidell.Ano 2001, 1ª edição

Purificação de Produtos Biotecnológicos Autores: Adalberto Pessoa Jr. e Beatriz Vahan Kilikian.Editora: ManoleAno 2005, 1ª edição

Introdução a Operações UnitáriasIntrodução a Operações Unitárias

Em 1915 Arthur Little estabeleceu o Em 1915 Arthur Little estabeleceu o conceito de Operações Unitárias:conceito de Operações Unitárias:

Segundo o qual um Segundo o qual um processo químicoprocesso químico seria seria dividido em uma série de etapas que podem dividido em uma série de etapas que podem incluir:incluir:

Transferência de massa, Transporte de sólidos e Transferência de massa, Transporte de sólidos e líquidos,líquidos,

Destilação, filtração, cristalização, evaporação, Destilação, filtração, cristalização, evaporação, secagem , etc.secagem , etc.

Cada uma das etapas seqüências em Cada uma das etapas seqüências em uma linha de produção, é, portanto uma linha de produção, é, portanto uma operação unitária.uma operação unitária.

O conjunto de todas as etapas, O conjunto de todas as etapas, compõe UM PROCESSO UNITÁRIO compõe UM PROCESSO UNITÁRIO

Introdução a Operações UnitáriasIntrodução a Operações Unitárias

Introdução a Operações UnitáriasIntrodução a Operações Unitárias

PORTANTO:PORTANTO: Operações Unitárias são:Operações Unitárias são:

As seqüências de operações físicas As seqüências de operações físicas necessárias à viabilização econômica necessárias à viabilização econômica de um processo de produção.de um processo de produção.

Introdução a Operações UnitáriasIntrodução a Operações Unitárias

Introdução a Operações UnitáriasIntrodução a Operações Unitárias

Cada etapa dentro do processo tem princípios fundamentais independentes da substância que está sendo operada e pode ser considerada uma operação unitária.

A idéia é estabelecer o menor número de unidades, ditas fundamentais, a partir das quais qualquer outra unidade pode ser obtida através de relações algébricas.

Tabela 2 - Unidades derivadas do SI que não fazem uso de nomes especiais

Tabela 3 - Unidades derivadas do SI que fazem uso de nomes especiais

Tabela 5 - Nome e símbolos especiais de múltiplos e submúltiplos decimais de unidades SI.

Tabela 6 - Múltiplos e submúltiplos decimais

Sistema MKS (inglês)Sistem CGSSistema Inercial (inglês)

Olhar e-mail: atbiotec2012@gmail.comNome do arquivo: Sistemas de Unidades

Tema de casa!Pesquise tabelas de conversão de unidades (internet).Inclua em sua pesquisa tabela de conversão de unidades de

temperatura.

Recorde as definições sobre:Mol,Concentração e suas maneiras de expressão (fração molar e fração mássica),Soluções.

Serão utilizadas no decorrer da disciplina!!!

Símbolo de unidade As unidades do SI podem ser escritas por seus nomes ou representadas por meio de símbolos. Símbolo não é abreviatura. É um sinal convencional e invariável utilizado para facilitar e universalizar a escrita e a leitura de significados, logo, jamais deverá ser seguido de "ponto".

Símbolo não admite plural. Como sinal convencional e invariável que é, utilizado para facilitar e universalizar a escrita e a leitura de significados, nunca será seguido de "s".

Representação O resultado de uma medição deve ser representado com o valor numérico da medida, seguido de um espaço de até um caracter e, em seguida, o símbolo da unidade em questão.Exemplo: 

Para a unidade de temperatura grau Celsius, haverá um espaço de até um caractere entre o valor e a unidade, porém não se porá espaço entre o símbolo do grau e a letra C para formar a unidade "grau Celsius".Exemplo:

Exceções:

Para os símbolo da unidade de ângulo plano grau (°), minuto(') e segundo("), não deve haver espaço entre o valor medido e as unidades, porém, deve haver um espaço entre o símbolo da unidade e o próximo valor numérico.

Para o símbolo da unidade de tempo "hora" (h), "minuto" (min) e segundos (s), não deve haver espaço entre o valor medido e as unidades, porém, deve haver um espaço entre o símbolo da unidade de tempo e o valor numérico seguinte.  

Fatores de Conversão

Se um avião voa a velocidade duas vezes a do som, considerando-se a velocidade do som como 1100ft/s, qual será sua velocidade em milhas por hora?

Transforme 400 in3/dia em cm3/min:

221100 1100

ftft1 mi1 mi 60 s60 s 60 60

minmin ==1500 1500

mimi

ss5280 5280

ftft1 min1 min 1 h1 h hh

400 in400 in33 2,54 2,54 cmcm33 1 dia1 dia 1 h1 h ==

4,56 4,56 cmcm33

diadia 1 in1 in33 24 h24 h 60 min60 min minmin