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Universidade Federal de Pelotas Centro de Desenvolvimento Tecnológico– CDTec Graduação em Biotecnologia Operações Unitárias Fábio Leite

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Apresentação em tema: "Universidade Federal de Pelotas Centro de Desenvolvimento Tecnológico– CDTec Graduação em Biotecnologia Operações Unitárias Fábio Leite"— Transcrição da apresentação:

1 Universidade Federal de Pelotas Centro de Desenvolvimento Tecnológico– CDTec Graduação em Biotecnologia Operações Unitárias Fábio Leite

2 Programa Bibliografia – Biblioteca Aulas – teóricas e prática Listas de exercícios Avaliação – 2 provas Datas prováveis:1° - 06/09/2011 2° - 08/11/2011 Horário de atendimento aos alunos – sexta-feira (tarde) *Deve ser marcado com antecedência.

3 Programa 1. Introdução as Operações Unitárias 1.1 Conceito 1.2 Diferenças entre processo químico e operações unitárias 2. Introdução aos cálculos de Operações Unitárias 2.1 Unidades e Dimensões 2.2 Sistemas de unidades Sistema internacional de unidades (SI) Unidades Derivadas Unidades aceitas pelo SI Prefixos oficiais do SI Escrita correta de unidades SI Regra para trabalhar com as unidades Temperatura

4 3. Representação Gráfica de Processos 3.1 Fluxograma 3.2 Diagrama de blocos 4. Balanço Material 4.1 Conceito 4.2 Aplicações do balanço material 4.3 Lei da conservação das massas Equação fundamental 4.4 Sistema 4.5 Cálculos de Balanço Material para regime estacionário 4.6 Cálculos de Balanço Material para regime não estacionário 5. Moagem 5.1 Fundamentos teóricos 5.2 Tipos de moinhos laboratoriais e industriais

5 6. Separação sólido-líquido 6.1 Secagem Fundamentos teóricos Tipos de secadores laboratoriais e industriais Spray-dry 6.2 Filtração Fundamentos teóricos Tipos de filtros laboratoriais e industriais 6.3 Centrifugação Fundamentos teóricos Tipos de centrífugas laboratoriais e industriais 6.4 Liofilização Fundamentos teóricos Equipamento de liofilização Aula Prática

6 7. Balanço Energético 7.1 Conceito 7.2 Aplicações do balanço de energia 7.3 Cálculos de balanço de energia 8. Evaporação 8.1 Fundamentos teóricos 8.2 Equipamentos de evaporação 9. Destilação 9.1 Fundamentos teóricos 9.2 Equilíbrio líquido-vapor 9.3 Equipamento industrial

7 Bibliografia Recomendada Engenharia Química - Princípios e Cálculos David Mautner Himmelblau. Editora LTC, 7ª edição Biotecnologia Industrial - vol. 3 Processos fermentativos e enzimáticos Editora: Edgard Blucher Autores: Urgel de Almeida Lima, Eugenio Aquarone, Walter Borzani e Willibaldo Schmidell. Ano 2001, 1ª edição Biotecnologia Industrial - vol. 4 Biotecnologia na produção de alimentos Editora: 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: Manole Ano 2005, 1ª edição

8 Introdução a Operações Unitárias Em 1915 Arthur Little estabeleceu o conceito de Operações Unitárias: Em 1915 Arthur Little estabeleceu o conceito de Operações Unitárias: Segundo o qual um processo químico seria dividido em uma série de etapas que podem incluir: Segundo o qual um processo químico seria dividido em uma série de etapas que podem incluir: Transferência de massa, Transporte de sólidos e líquidos, Transferência de massa, Transporte de sólidos e líquidos, Destilação, filtração, cristalização, evaporação, secagem, etc. Destilação, filtração, cristalização, evaporação, secagem, etc.

9 Cada uma das etapas seqüências em uma linha de produção, é, portanto uma operação unitária. Cada uma das etapas seqüências em uma linha de produção, é, portanto uma operação unitária. O conjunto de todas as etapas, compõe UM PROCESSO UNITÁRIO O conjunto de todas as etapas, compõe UM PROCESSO UNITÁRIO Introdução a Operações Unitárias

10 PORTANTO: PORTANTO: Operações Unitárias são: Operações Unitárias são: As seqüências de operações físicas necessárias à viabilização econômica de um processo de produção. As seqüências de operações físicas necessárias à viabilização econômica de um processo de produção.

11 Introdução a Operações Unitárias

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16 Matéria primauvamandioca e arroz FermentoSaccharomycesKojikin mais levedura Cada etapa dentro do processo tem princípios fundamentais independentes da substância que está sendo operada e pode ser considerada uma operação unitária.

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19 Comprimento metrom Massa quilogramakg Tempo segundos Corrente elétrica ampèreA Temperatura kelvinK Quantidade de matéria mol Mol [1] Intensidade luminosacandelacd

20 Metro (m)Área (m 2 )Volume (m 3 ) Metro (m), segundo (s)Velocidade (m/s)Aceleração (m/s 2 ) 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.

21 Áreametro quadrado m2m2 Volumemetro cúbico m3m3 Densidade de massaquilograma por metro cúbico Kg/m 3 Concentraçãomol por metro cúbico mol/m 3 Volume específicometro cúbico por quilograma m 3 /kg Velocidademetro por segundo m/s Aceleraçãometro por segundo ao quadrado m/s 2 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

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

23 Tabela 6 - Múltiplos e submúltiplos decimais

24 Sistema MKS (inglês) Sistem CGS Sistema Inercial (inglês) Olhar Nome 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!!!

25 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".

26 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:

27 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.

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29 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 in 3 /dia em cm 3 /min: ft 1 mi 60 s 60 min = 1500 mi s 5280 ft 1 min 1 h h 400 in 3 2,54 cm 3 1 dia 1 h = 4,56 cm 3 dia 1 in 3 24 h 60 min min

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