INTRODUÇÃO A OPERAÇÕES UNITÁRIAS CEFET_BA PROFº DIÓGENES GANGHIS

A profissão de engenheiro nasceu junto com a revolução industrial no século XIX. O engenheiro atua em quatro campos: Dimensionamento da instalação industrial: desenho, dimensionamento e construção. Operação: supervisão, manutenção e otimização. Administração, vendas, planejamento geral Pesquisa: básica ou aplicada para o desenvolvimento de produtos e processos

O que o engenheiro faz? Escolhe o tipo de equipamento adequado Faz seu dimensionamento Calcula o tempo de processamento Calcula o custos do investimento e da operação Faz balanços de massa e energia da operação Avalia o desempenho

Aplicação da Física e da Química Estrutura física da matéria Composição química dos materiais Leis da mecânica Transferência de massa e energia Modelagem matemática e simulação dos fenômenos físicos http://www.facens.br/site/alunos/download/int_eng_elet/walmirsg_IEE_I-a_engenharia-etica_profissional.ppt

Setores de atuação do engenheiro Indústrias; Instituições públicas e privadas; Escritórios de consultoria e assessoria; Estabelecimentos de ensino; Institutos de pesquisa; Bancos de investimento e desenvolvimento http://www.facens.br/site/alunos/download/int_eng_elet/walmirsg_IEE_I-a_engenharia-etica_profissional.ppt

Qualidades do profissional Formação básica multidisciplinar Raciocínio analítico Estudo continuado Conhecimento sistêmico Conhecimentos gerais Participação social Capacidade de síntese http://www.facens.br/site/alunos/download/int_eng_elet/walmirsg_IEE_I-a_engenharia-etica_profissional.ppt

Relações humanas O Engenheiro passa boa parte do tempo se relacionando com pessoas.

Experimentação Testar protótipos Regular o funcionamento de sistemas Medir variáveis físicas em processos ºC atm

Trabalho em grupo (o engenheiro não trabalha sozinho) Respeito aos colegas Capacidade expor e discutir idéias Renúncia de idéias ultrapassadas A pessoa progride: pelo que sabe; pelo que produz; pelo que pratica. http://www.facens.br/site/alunos/download/int_eng_elet/walmirsg_IEE_I-a_engenharia-etica_profissional.ppt

Aperfeiçoamento contínuo 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 e professores universitários.

Ética profissional Responsabilidade na organização local, com a humanidade e a vida. A Ética deve ser a base sobre a qual é estabelecido o comportamento do profissional perante a sociedade, o empregador e o cliente. A formação do Engenheiro tem um custo social que deve ser resgatado através de sua atuação consciente na sociedade, ou seja, a sociedade deve se beneficiar do trabalho do Engenheiro. http://www.facens.br/site/alunos/download/int_eng_elet/walmirsg_IEE_I-a_engenharia-etica_profissional.ppt

A industrialização dos produtos agrícolas, pecuários e pesqueiros tem por objetivo: Facilitar o manuseio e o transporte Aumentar a vida de prateleira Melhorar algumas qualidades: toxicidade, sabor, textura, aparência e valor nutritivo

Campo da engenharia de alimentos Recursos naturais Produção agropecuária Produtos do campo Pré-processamento Matéria primas agrícolas RECURSOS TECNOLÓGICOS Industrialização Produtos alimentícios Transporte Armazenamento Comercialização Alimento processado para consumo

Três enfoques para o estudo dos processamentos industriais Estudar a tecnologia de um certo tipo de indústria, por exemplo: cervejarias, laticínios, industria açucareira, etc... Estudar as operações usuais a muitas indústrias, por exemplo: evaporação, extração, centrifugação, etc... Estudar os fenômenos de transferência de quantidade de movimento, calor e massa.

As operações unitárias e os princípios de transferência Força ou fluxo por unidade de superfície Gradiente de potencial Coeficiente de transferência = x Fluxo Gradiente Velocidade momentum Calor Temperatura Concentração, potencial químico Massa

Tecnologia de alimentos Tendo em vista a imensa quantidade de equipamentos industriais existentes no mercado e que fazem um trabalho equivalente, a única maneira possível de entender o funcionamento dos mesmos é pelo critério de operações unitárias Processos unitários Mudanças químicas, biológicas e microbiológicas Operações unitárias Mudanças físicas Tecnologia de alimentos = + Ciência Engenharia

Fluido é um meio que se deforma continuamente quando sujeito a uma tensão. Uma camada de fluido desliza sobre a outra. Existe atrito entre as camadas de fluido. A razão entre a tensão aplicada e a taxa de deformação é a viscosidade do fluido. http://www.fem.unicamp.br/~em524/Textos_Transparencias/CAP_1/aula-1_arquivos/frame.htm

Operações unitárias de quantidade de movimento Objetivo Materiais Transporte Mistura Separação Modificação de tamanho Fluidos (líquidos e gases) Bombeamento Ventilação Compressão Agitação Centrifugação (L-L) Atomização Fluidos e sólidos Transporte Pneumático Transporte hidráulico Perda de pressão em leitos empacotados Fluidização Suspensão de sólidos em líquidos (agitação) Filtração (L-S) Centrifugação (L-S) Sedimentação (L-S) Separação pneumática (G-S) Prensagem Sólidos Transporte Mecânico de sólidos Misturadores de sólidos Peneiragem Moagem

Operações unitárias de transferência de impulso Bombeamento de líquidos Escoamento gravitatório de líquidos Ventilação (gases) Compressão (gases) Decantação Centrifugação Agitação de líquido Mistura de líquidos e líquido-gás Atomização líquido-gás (aspersão) Atomização líquido-líquido (homogeneização) Movimentação de fluidos através de sólidos porosos

Operações unitárias de transferência de quantidade de movimento Fluidização Transporte pneumático Transporte hidráulico Decantação de sólidos Filtração Ultra-filtração Centrifugação sólido-líquido Separação com ciclones Mistura líquido-sólido Prensagem Fluxo a granel (sólidos particulados)

Operações unitárias de transferência de quantidade de movimento Peneiração Decantação sólido-sólido Mistura sólido-sólido Moagem, trituração, desfibração de sólidos Compactação de sólidos Aglomeração de partículas sólidas

Bombas Centrífuga Decantador Ciclone de separação

Operações unitárias de transferência de calor Branqueamento Cozimento e fritura Pasteurização e esterilização Evaporação e condensação Congelamento Crio-concentração Refrigeração Geração de vapor Fornos

Operações unitárias de transferência de massa Destilação Absorção de gases Umidificação e de desumidificação de ar Secagem Extração líquido-líquido Extração sólido-líquido Cristalização Adsorção e troca iônica Separação por membranas Desaeração Higienização química

Destilação Separação por membranas Cristalização Desidratação de alimentos

As operações unitárias de uma indústria de alimentos Diagrama de blocos simplificado da produção de etanol

Cana-de-açúcar Álcool etílico 96º GL Preparação Água quente Cana picada Difusão Bagaço úmido Caldo de 14 º Brix Prensagem Bagaço Caldo Fermentação Vapor Vinho Água fria Destilação Vinhoto Álcool etílico 96º GL

O estudo das operações unitárias permite predizer o comportamento de sistemas. Se usam as seguintes ferramentas: Princípios ou leis da conservação de massa, quantidade de movimento e entalpia Equações constitutivas ou descritivas do fenômeno de transferência Equações de estado (gases ideais, Van der Walls, etc.) Condições de contorno