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Auteur Author: adzrian0
Type : Application
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Description 

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
FTQ001 - INTRODUÇÃO À ENGENHARIA QUÍMICA




PROFA. YANNE GURGEL AUM




INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS QUÍMICOS
OBJETIVOS




¡ Entender as principais características de um processo químico
¡ Definir e relacionar conceitos básicos da Engenharia Química
¡ Entender o princípio que rege o balanço material em processos químicos




2
CARACTERÍSTICAS DE PROCESSOS QUÍMICOS




3
CARACTERÍSTICAS DE PROCESSOS QUÍMICOS

Diagrama de blocos




4
Fluxograma simplificado da produção de ácido nítrico



CARACTERÍSTICAS DE PROCESSOS QUÍMICOS

Processo




5
CARACTERÍSTICAS DE PROCESSOS QUÍMICOS


Construção de Fluxogramas e Diagrama de blocos




6
CONCEITOS DA EQ



¡ Corrente


Ø Material ou de Energia
Ø Vazão ou Taxa
Ø Composição (material)
Ø Propriedades (Temperatura e Pressão)




7
CONCEITOS DA EQ


¡ Operações unitárias e processos unitários
v Produção de produtos químicos
1. Etapa de preparação da carga à equipamentos (P, T, Composição, Fases são ajustadas).
2. Etapa de transformação de reagentes em produtos à reator químico : Processo Unitário.
3. Etapa de separação/purificação dos produtos (produtos, contaminantes e reagentes não convertidos).


v Apenas mudanças físicas no material acontecem à Operações Unitárias




8
CONCEITOS DA EQ


¡ Vazão


Razão entre uma quantidade que escoa de uma corrente de fluido (líquido ou gás) e o tempo gasto.


Ø Vazão mássica
Ø Vazão molar
Ø Vazão volumétrica




9
CONCEITOS DA EQ


¡ Fluxo de material


Razão entre a vazão (taxa) e a área perpendicular ao escoamento (área transversal).


Ø Fluxo mássico
Ø Fluxo molar
Ø Fluxo volumétrico




10
CONCEITOS DA EQ


¡ Regime permanente ou regime transiente
ü Regime permanente à Estado estacionário
Condições operacionais em um dado ponto não variam com o tempo.


ü Regime transiente à Estado não estacionário

Condições operacionais em um dado ponto variam com o tempo.




12
CONCEITOS DA EQ


¡ Escoamento paralelo e contracorrente
ü Contato entre duas correntes de fluidos
ü Operações de transferência de massa ou de energia




A A



B B




13
BALANÇO MATERIAL

¡ A EQUAÇÃO DE BALANÇO
ü Lavoisier: matéria pode ser transformada, mas não criada nem destruída à Lei da Conservação da Massa




Entradas Sistema Saídas




ü Não é necessário conhecer detalhes internos do sistema;
ü Deve-se conhecer:
Ø Informações sobre as correntes

Ø Modificações químicas que possam ocorrer com os componentes da corrente (reações químicas).
14
BALANÇO MATERIAL
¡ A EQUAÇÃO DE BALANÇO
ü Lavoisier: matéria pode ser transformada, mas não criada nem destruída à Lei da Conservação da Massa



Entradas Sistema Saídas



Entrada – Saída + Geração – Consumo = Acúmulo

Através das Através das
fronteiras do fronteiras do Dentro do sistema Dentro do sistema Dentro do sistema
sistema sistema

ü Aplicável à massa total do material ou para qualquer espécie molecular ou atômica presente no processo
15
EXERCÍCIO

Balanço material em um secador


Um determinado sólido contendo 20,0% em massa de água necessita ser secado para produzir um sólido que
contenha no máximo 4,0% de água. Calcule o percentual de água removida.


1. Esquematize o processo, identificando as correntes;
2. Escreva as equações de balanço.




16
PROCEDIMENTO DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE BALANÇO


1. Esquematizar o processo de forma simplificada;
2. Identificar, com símbolos, as vazões e as composições das correntes envolvidas;
3. Anotar no esquema todos os dados disponíveis das vazões e das composições;
4. Verificar que composições são conhecidas ou podem ser imediatamente calculadas;
5. Verificar que vazões são conhecidas ou podem ser facilmente calculadas;
6. Selecionar a base de cálculo conveniente para o início do problema;
7. Delimitar o sistema para aplicação do balanço material.


17
PROCEDIMENTO DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE BALANÇO
Balanço material em um secador: um determinado sólido contendo 20,0% em massa de água necessita ser
secado para produzir um sólido que contenha no máximo 4,0% de água. Calcule o percentual de água removida.


1. Esquematizar o processo de forma simplificada;


água


sólido úmido sólido seco
Secador



18
PROCEDIMENTO DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE BALANÇO
Balanço material em um secador: um determinado sólido contendo 20,0% em massa de água necessita ser
secado para produzir um sólido que contenha no máximo 4,0% de água. Calcule o percentual de água removida.


2. Identificar, com símbolos, as vazões e as composições das correntes envolvidas;

W (água-vapor)
fágua, W
F (sólido úmido) P (sólido seco)
Secador
fágua, F fágua, P
fsólido, F fsólido, P


19
PROCEDIMENTO DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE BALANÇO
Balanço material em um secador: um determinado sólido contendo 20,0% em massa de água necessita ser
secado para produzir um sólido que contenha no máximo 4,0% de água. Calcule o percentual de água removida.


3. Anotar no esquema todos os dados disponíveis das vazões e das composições;

W (água-vapor)
fágua, W = 100,0%
F (sólido úmido) P (sólido seco)
Secador
fágua, F = 20,0% fágua, P = 4,0%
fsólido, F fsólido, P


20
PROCEDIMENTO DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE BALANÇO
Balanço material em um secador: um determinado sólido contendo 20,0% em massa de água necessita ser
secado para produzir um sólido que contenha no máximo 4,0% de água. Calcule o percentual de água removida.


4. Verificar que composições são conhecidas ou podem ser imediatamente calculadas;

W (água-vapor)
fágua, W = 100,0%
F (sólido úmido) P (sólido seco)
Secador
fágua, F = 20,0% fágua, P = 4,0%
fsólido, F = 80,0% fsólido, P = 96,0%


21
PROCEDIMENTO DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE BALANÇO
Balanço material em um secador: um determinado sólido contendo 20,0% em massa de água necessita ser
secado para produzir um sólido que contenha no máximo 4,0% de água. Calcule o percentual de água removida.


5. Verificar que vazões são conhecidas ou podem ser facilmente calculadas;

W (água-vapor) ?
fágua, W = 100,0%
F (sólido úmido) ? P (sólido seco) ?
Secador
fágua, F = 20,0% f...

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