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Revisão para avaliação Universidade Federal de Pelotas Centro de Desenvolvimento Tecnológico – CDTec Graduação em Biotecnologia Disciplina de operações.

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1 Revisão para avaliação Universidade Federal de Pelotas Centro de Desenvolvimento Tecnológico – CDTec Graduação em Biotecnologia Disciplina de operações Unitárias Prof a. Dr a. Patrícia S. Diaz

2 Balanço de massa 1) Segundo a legislação brasileira, sidra é a bebida com graduação alcoólica de 4 a 8° GL a 20°C, obtida por fermentação alcoólica do mosto de maças frescas e sãs. Durante o processo fermentativo, o tanque de fermentação é abastecido com 90% p/p de suco extraído das maças e 10% p/p da levedura CGC 62 (Saccharomyces cerevisiae). As retiradas de amostras somam 10% do total alimentado ao fermentador, apresentando 60% p/p de levedura. Como o processo foi conduzido de forma contínua, o produto obtido é retirado com intervalos de 1 hora, e assim o fermentador é novamente reabastecido. Sendo você o biotecnólogo responsável pelo processo, apresente a composição e quantidade de produto obtido em um dia de trabalho (8 h).

3 2) Um processo de peneiramento é utilizado para separar partículas de tamanhos diferentes. A peneira é adicionada uma mistura que contém 80% de partículas finas, 20% de partículas médias e uma carga de partículas grossas. A massa de produto obtido é de 350 kg de partículas finas/h. A composição de produto retido na peneira é de 10,9% de finas, 21,7% de médias e 67,4% de grossas. Calcule a massa de partículas grossas que são alimentadas na peneira e a massa de partículas retidas na peneira.

4 3) Os alimentos obtidos por processos biotecnológicos utilizam, entre outras operações unitárias, a fermentação. Uma maneira simples e rápida de obter o microrganismo a ser utilizado no processo é adquiri-lo de forma seca. Um dos processos para obtenção desse tipo de inóculo é a secagem por spray dryer. Seu chefe imediato solicita que você realize o cálculo deste processo de secagem. Seu chefe descreve o seguinte processo: é adicionado ao spray dryer uma pasta que contém 85% de água e após poucos segundos esta quantidade de água diminui em 50%. Para calcular as dimensões do secador é necessário saber a composição do produto obtido e a massa de água removida por kg de produto obtido.

5 4) A produção de probiótico para ser adicionado a ração animal é realizada utilizando as seguintes operações unitárias: fermentação, secagem, moagem, peneiramento e embalagem. O probiótico seco é alimentado a um conjunto de peneiras onde ocorre a separação das partículas. As partículas grossas retidas na primeira peneira são enviadas novamente para o moinho, o qual apresenta um acúmulo de 2% p/p em relação a sua alimentação e, com isto, somente retorna a peneira 63 kg de probiótico moído. Saem da peneira 220 kg de partículas médias e as partículas finas representam 15% p/p do material alimentado ao conjunto de peneiras. Pede-se: a)Apresente o fluxograma do problema a ser resolvido, especificando cada das correntes envolvidas (valor das correntes e sua composição); b) Apresente as equações de balanço de massa possíveis; c) A massa alimentada ao conjunto de peneiras; d) A massa de partículas finas separadas; e) A massa acumulada dentro domoinho, e; f) A % em peso de partículas finas e grossas em relação ao total de massa que entra no conjunto de peneiras.

6 5) No mesmo processo descrito acima, o biotecnólogo responsável verificou que o processo de secagem do produto não estava adequado, assim decidiu colocar mais um secador no processo, isto é, o processo de secagem foi realizado com dois secadores seqüenciais. A biomassa retirada do fermentador e enviada para o primeiro secador apresenta um fluxo de 8000 kg/h e contém 34% p/p de umidade. Este material, após a saída do primeiro secador, apresenta uma vazão de 4520 kg/h e umidade de 22% p/p, sendo enviado diretamente ao segundo secador. A massa de umidade removida no segundo secador é de 200 kg/h. O material que não está dentro da especificação de umidade do produto final é reenviado para o primeiro secador. No final do processo de secagem a vazão do produto é de 3520 kg/h e apresenta 88% p/p de sólidos. Pede-se: a)Apresente o fluxograma do problema a ser resolvido, especificando cada das correntes envolvidas (valor das correntes e sua composição); b) Apresente as equações de balanço de massa possíveis; c) A composição (fração mássica) da corrente de reciclo, isto é, material enviado do segundo secador para o primeiro secador, e; d) O fluxo de umidade retirado no primeiro secador.


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