APT 1

Licenciatura em Tecnologia e

Gestão Industrial(Análise Processos Tecnológicos)

Representação simplificada de processos, Grandezas, Unidades, Medidas para Balanços de Massa

APT 2

Representação de processo – Diagrama

de Blocos

Exercício� Para produzir o produto X, utilizam-se as matérias

primas A e B que se colocam num tanque de mistura.

� Após esse processo, a pasta formada é seca num secador e embalada.

� No secador, o vapor de água formado é colhido e com um condensador faz-se o reaproveitamento da água para mistura no tanque inicial com as matérias primas

APT 3

Resolução – Diagrama de blocos

O que é interpretar um diagrama de blocos de um processo?

A

B

Tanque de

mistura Secador Embalagem

Condensador

X

APT 4

Representação simplificada de um

processo

� Processos de separação sólido – líquido; gás

líquido

Corrente A

Corrente C

Corrente B

APT 5

Representação simplificada de um

processo

� Processos com transferência de massa ou

energia

Exº Permutadores de calor; torres de lavagem de gases; torres de arrefecimento de água

APT 6

Representação simplificada de um

processo

� Processos separação sólido – sólido e líquido

líquido

Peneiração

condensador

Destilação

APT 7

Grandezas e unidades

� Massa, Dimensão: M

Unidade (Sistema internacional (SI)): kg

Unidade (Sistema inglês): lb (libra)

1 kg = 2,2 lb

� Volume, Dimensão: L3

Unidade (Sistema internacional (SI)): m3

Unidade (Sistema inglês): Gal (Galões)

1 m3 = 265 Gal

APT 8

Grandezas e unidades

� Caudal mássico, Dimensão: M.T-1

Unidade SI: kg/s

� Caudal Volumétrico, Dimensão: L3.T-1

Unidade SI: m3/s

t

MQ =

t

VQ =

APT 9

Mole

Equação Química, representa a proporção

como está ocorrer a reacção

Exº

1 mol H2(g) + 1/2O2 (g)→ H2O(l)

Como se lê: 1 mole de hidrogénio gasoso reage

com meia mole de oxigénio gasoso para

formar água líquida

APT 10

Massa molar (M)

� Segundo tabela periódica:

Peso atómico, Ar (H) = 1 g/mol

Peso atómico, Ar (O) = 16 g/mol

Massa Molar

M(H2) = 2 x 1 = 2 g/mol

M(O2) = 2 x 16 = 32 g/mol

M (H2O) = 2 x 1 + 16 = 18 g/mol

APT 11

Tabela periódica

APT 12

Grandezas e unidades

Concentração

� Mássica

Unidade SI: kg/m3

� Molar

Unidade SI: mol/m3

V

MCm =

V

nC =

n – nº de moles

APT 13

Outras unidades de concentração

� Para um sistema com dois componentes A e B:

Percentagem mássica

Percentagem molar

Percentagem volumétrica

No caso do sistema ser gasoso, a % volumétrica = % molar

BA

A

mm

mmássicadeA

+=%

BA

A

nn

nmolardeA

+=%

BA

A

VV

VadeAvolumétric

+=%

APT 14

Outras unidades de concentração

Solução = soluto + solvente

� Percentagem em peso ou peso por peso (p/p)

Def. massa de um soluto por cada 100 unidades de massa de solvente

Exº Cloreto de sódio (NaCl) a 5 %(p/p)

5 g de NaCl em 100 g de água

APT 15

Medida da concentração

� Exº Trabalho membrana de ultrafiltração

Medida da concentração de partículas = turvação

Abs

Concentração

(g/L)

Recta de

calibração

Fazem-se medidas de Abs

de concentração conhecida (padrões)

Abs = absorvância

Aparelho de medida: espectrofotómetro

i0 i

l

Lei de Lambert e Beer >>> Abs = ε.l.C

ε - Absortividade especifica (característica do soluto/substância)

l – espessura da célula

C - concentração

Absorvância:

medida da luz

absorvida

APT 16

Massa volúmica

� Definição: massa equivalente de uma dada

substância que se encontra num dado

volume

Exº Massa volúmica (H2O) = 1 g/cm3

V

M=ρ

APT 17

Aplicação da massa volúmica em APT

� Caudal volumétrico de água é de 1000 m3/d,

qual o caudal mássico?

dTondkgg

kg

m

cm/1000/1000000

1000

1.

1

10.

cm 1

g 1.

d

m1000 Q

3

36

3

3

===

Massa volúmica da água

Conversões de unidades

APT 18

Velocidade (grandeza com unidades derivadas)

� Velocidade em física

Unidade SI: m.s-1

� Velocidade em química ou biologia (cinética das reacções químicas ou biológicas)

Unidade SI: kg.m-3.s-1

dt

dl

t

lv =

∆

∆=

dt

dC

t

Cv =

∆

∆=

APT 19

Velocidade (conversões de unidades)

� Velocidade em física

Exº v = 19 cm.min-1 converter m.d-1

� Velocidade em química ou biologia (cinética das reacções químicas ou biológicas)

Exº v = 0,019 g.cm-3.min converter kg.m-3.h-1

13

3

36

3..1140

1

min60.

1

10.

1000

1.

min.019,0 −−= hmkg

hm

cm

g

kg

cm

g

1.6,2731

min60.

1

24.

100

1.

min19 −= dm

hd

h

cm

mcm