apostila ipi2 processos is ifsp

8/2/2019 Apostila IPI2 Processos is IFSP

1/38

IFSP INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIADE SO PAULO - CAMPUS CUBATOCURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM AUTOMAO INDUSTRIALDISCIPLINA: TECNOLOGIA DE MATERIAISPROFESSORA: ANA PAULA

INTRODUO A PROCESSOS INDUSTRIAIS 2

SEMANA DATA CONTEDO

1 10/02 Introduo

2 17/02 Moagem, Mistura e Filtrao3 03/03 Evaporao / Secagem

4 10/03 Cristalizao

5 17/03 Absoro

6 24/03 Adsoro

7 31/03 Destilao

8 07/04 Tratamento de gua e proteo do ambiente

9 14/04 1

Avaliao P 110 28/04 Produo de fertilizantes

11 05/05 Produo de polmeros

12 12/05 Produo de combustveis

13 19/05 Indstria siderrgica

14 26/05 Produo de cimento

15 02/06 Indstria cermica

16 09/06 Indstria do vidro17 16/06 2 Avaliao P 2

18 23/06 Reviso

19 30/06 3 Avaliao P 3


2/38


INTRODUO A OPERAES UNITRIASOs processos qumicos podem ser constitudos por uma seqncia de etapas muito diferentes,

que tm princpios fundamentais independentes da substncia que est sendo operada e de outrascaractersticas do sistema. No projeto de um processo, cada etapa a ser usada pode ser investigadaindividualmente. Algumas etapas so reaes qumicas, enquanto outras so modificaes fsicas. Aversatilidade do responsvel pelo processo deve-se ao treinamento em decompor praticamente umprocesso complicado em etapas fsicas individuais, denominadas operaes unitrias, e em reaesqumicas. O conceito de operaes unitrias est baseado na filosofia de que uma seqncia amplamentevarivel de etapas pode ser reduzida a operaes simples, ou a reaes, que so idnticas,independentemente do material que est sendo processado. Este princpio foi apresentado por A. D. Little,em 1915 : Qualquer processo qumico, qualquer que seja a sua escala, pode ser decomposto numa srie

coordenada do que se podem denominar aes unitrias, como moagem, mistura, aquecimento,ustulao, absoro, condensao, lixiviao, precipitao, cristalizao, filtrao, dissoluo,eletrlise, etc. O nmero destas operaes unitrias bsicas no muito grande e relativamentepoucas delas esto presentes num processo particular qualquer. A complexidade dos processosde engenharia qumica provm da diversidade de condies, como a temperatura, a presso, etc.,sob as quais as aes unitrias devem ser realizadas nos diversos processos, e das limitaes dosmateriais de construo e do projeto dos equipamentos, impostas pelo carter fsico e qumico dassubstncias reagentes.

A lista original das operaes unitrias, mencionadas acima, contm uma dzia de aes, nemtodas das quais consideradas operaes unitrias. Desde aquela poca foram acrescentadas outras auma taxa anual modesta, que aumentou nos anos mais recentes. H muito tempo so reconhecidos comooperaes unitrias o transporte de fluidos, a transferncia de calor, a destilao, a umidificao, aabsoro de gases, a sedimentao, a classificao, a agitao e a centrifugao. Nos anos maisrecentes, com o aumento da compreenso das novas tcnicas e a adaptao de tcnicas antigas, masraramente usadas aumentou continuamente o nmero de separaes, de operaes de processamentoou de etapas na manufatura que podem ser usadas sem alterao significativa em processos que cobremampla diversidade.

Integrao das Operaes Unitrias

Os estudos iniciais das operaes unitrias como etapas independentes constituram parteimportante dos fundamentos sobre os quais se desenvolveu o crescimento fenomenal da indstriaqumica.

A apresentao tradicional das operaes unitrias tem sido na forma de um pacote, reunindo-senum mesmo conjunto a informao terica e as informaes prticas pertinentes a cada operao.

Anlise das Operaes Unitrias

As operaes unitrias podem ser analisadas e agrupadas mediante a adoo de qualquer entretrs mtodos. Por meio de um modelo fsico simples que reproduz a ao da operao; ou pelaconsiderao do equipamento usado na operao, ou, ainda, por investigao mediante uma expressomatemtica inicial que descreve a ao e verificada contra os dados experimentais do processo.

Faremos as anlises de muitas dessas operaes de maneira didtica, tentando levar aoestudante uma compreenso do que acontece num processo industrial. Os clculos necessrios para odimensionamento dos equipamentos que realizam as operaes que sero descritas devem ser objeto deestudo dos profissionais de engenharia qumica, que aliados aos engenheiros mecnicos conseguemotimizar os equipamentos de processos.

A partir de agora estudaremos algumas operaes unitrias presentes em vrios processosindustriais. Esse captulo s dever ser encerrado na disciplina Introduo a Processos Industriais 2, noprximo semestre.


3/38


OPERAES UNITRIAS

1 Moagem Reduo de Tamanho de Slidos

Na indstria qumica, a reduo de tamanho realizada com o objetivo de aumentar a superfciede contato, pois, na maior parte das reaes que envolvem partculas slidas, a velocidade diretamenteproporcional rea de contato com uma segunda fase. Assim, a velocidade de combusto de partculasslidas proporcional rea apresentada ao gs, embora existam outros fatores que tambm afetam areao. Na lixiviao, no s aumenta a velocidade de extrao devido a maior rea de contato entre osolvente e o slido, como, alm disso, diminui a distncia que o solvente tem a penetrar no interior daspartculas, a fim de ter acesso s bolsas mais remotas do soluto. Este fator tambm importante nasecagem de slidos porosos, em que a reduo de tamanho provoca um aumento de rea e tambm uma

diminuio da distncia que a umidade tem de percorrer no interior das partculas, a fim de atingir asuperfcie.

Mecanismos de Reduo de Tamanho

O mecanismo do processo de reduo de tamanho extremamente complexo. Se um bloco nicode material for sujeito a um impacto brusco, geralmente partir-se-, dando lugar a partculas relativamentegrandes e a um certo nmero de partculas pequenas, sendo pequena a quantidade de partculas detamanho intermedirio. Se a energia da pancada aumentar, as partculas maiores sero de tamanhomenor que o anterior e mais numerosas e, apesar de aumentar a quantidade de partculas finas, seutamanho no ser alterado. Assim, descobre-se que o tamanho das partculas finas est intimamenteligado estrutura interna do material e o tamanho das partculas maiores est relacionado com oprocesso pelo qual se efetua a reduo de tamanho.

A energia necessria para efetuar a reduo de tamanho do material est relacionada com aestrutura interna do material e o processo, ou seja, primeiro ocorre a abertura por quaisquer pequenasfissuras presentes e, segundo, a formao de nova superfcie.

Natureza do Material a Triturar

A escolha da mquina para uma dada operao de triturao ser afetada pela natureza doproduto que se pretende e pela quantidade e dimenso do material a tratar. As propriedades maisimportantes do material a ser modo, sem falar na dimenso, so:

a) Dureza A dureza do material afeta o consumo de energia e o desgaste da mquina. Commateriais duros e abrasivos necessrio usar uma mquina de baixa velocidade e proteger osapoios das poeiras abrasivas que so produzidas.

b) Estrutura Os materiais granulares normais, como carvo, minrios e rochas podem triturar-seeficientemente com o emprego das foras normais de compresso, impacto, etc. Para materiaisfibrosos necessrio efetuar uma ao de rompimento.

c) Contedo de umidade Verifica-se que os materiais no correm bem se contiverem entre 5 e50% de umidade; nestas condies, os materiais tendem a aglutinar-se formando bolas. Amoagem pode realizar-se satisfatoriamente, em geral, fora destes limites.

d) Resistncia ao esmagamento A potncia necessria para o esmagamento quasediretamente proporcional resistncia do material ao esmagamento.

e) Friabilidade Afriabilidade do material a sua tendncia a fraturar-se durante o manuseamentonormal. Em geral, um material cristalino quebrar ao longo de planos bem definidos e a potncianecessria para o esmagamento aumentar medida que o tamanho da partcula diminui.

f) Empastamento Um material que facilmente empasta tender a entupir o equipamento demoagem e, por isso, dever ser modo numa instalao que possa ser rapidamente limpa.

g) Tendncia para escorregamento Esta caracterstica , em geral, um reflexo do valor docoeficiente de atrito da superfcie do material. Se o coeficiente de atrito for baixo, o esmagamentopode ser mais difcil.

h) Materiais explosivos Devem ser modos em mido ou na presena de uma atmosfera inerte.


4/38


i) Materiais que produzem poeiras que so prejudiciais sade Devem ser modos sob

condies em que no se deixe escapar a poeira.Tipos de Equipamento de Moagem

Os moinhos mais importantes, grosseiros, intermedirios e finos so os seguintes:

Trituradores grosseiros Moinhos intermedirios Moinhos finosBritador de mandbulas Blake Rolos triturantes Moinho Buhrstone

Britador de mandbulas Dodge Britador de discos Moinho de rolos

Britador giratrio Moinho com m de eixo horizontal Moinho Raymond

Britador Samson Moinho cnico Moinho Griffin

Bateria de piles Moinho de bolas centrfugo

Moinho de martelos Moinho de rolos rotativos em anelBritador de rolo nico Moinho de bolas

Moinho de espiges Moinho de tubos

Moinho com m de eixo vertical Moinho Hardinge

Desintegrador em gaiola de esquilo

Os britadores grosseiros mais utilizados so os de mandbula (maxilas) e so encontrados,principalmente, prximo s jazidas de produo mineral.

Os britadores intermedirios mais utilizados so os moinhos de martelos que so moinhos deimpacto que empregam um disco que gira em alta velocidade, ao qual esto fixas vrias barras de

martelos. O material introduzido no topo ou no centro e projetado para fora pela fora centrfuga, sendoesmagado por pancadas entre as barras de martelos ou contra placas de fratura montadas ao redor daperiferia da caixa cilndrica. O material sofre pancadas at ficar suficientemente pequeno para cair atravsda peneira que forma a parte inferior da caixa. Para moagem fina o equipamento mais utilizado omoinho de bolas.

Moinho de Bolas

O moinho de bolas consiste num cilindro oco em rotao, parcialmente preenchido com bolas,com seu eixo fazendo um pequeno ngulo com a horizontal. A superfcie interior do cilindro normalmenterevestida com um material resistente abraso.

O moinho de bolas usa-se para a moagem de uma larga gama de materiais, entre os quaiscarvo, pigmentos e feldspato para cermica e recebe alimentao at o tamanho de cerca de 2

polegadas. Alguns fatores influenciam no desempenho do moinho de bolas: velocidade da alimentao; propriedades do material alimentado; peso e dimetro das bolas; inclinao do moinho; velocidade de rotao.

Vantagens do uso do moinho de bolas: pode ser usado a seco ou mido; custos baixos de instalao e de energia; possibilidade de atmosfera inerte para moagem de explosivos; o material de moagem no caro o processo pode ser contnuo ou descontnuo.


5/38


Classificao de Partculas SlidasSe for necessrio separar diversas fraes granulomtricas de um material pode-se utilizar o

mtodo de peneiramento, pois este depende basicamente da dimenso das partculas e de sua tendnciapara aglomerar.

Geralmente as partculas grandes separam-se em fraes granulomtricas por meio de peneiras eas partculas pequenas que fechariam as aberturas finas separam-se num fluido. A separao com umfluido usa-se correntemente para separar uma mistura de dois materiais, mas usam-se tambm mtodosmagnticos, eltricos e de flutuao com espuma, quando apropriados.

2 Mistura e Agitao

O problema de misturar duas ou mais substncias revelou-se um dos problemas entre todas as

operaes unitrias. A mistura efetua-se normalmente por uma das seguintes razes: para promover contato ntimo entre as substncias e, conseqentemente, para proporcionar ummelhor controle duma reao qumica.

Para preparar materiais com novas propriedades necessariamente presentes nos ingredientes.Por exemplo, a plvora uma mistura de carvo, enxofre e nitrato de potssio; contudo, tempropriedades completamente diferentes.

O equipamento de mistura pode ser projetado para funcionamento em regime contnuo oudescontnuo. Enquanto os gases e os lquidos finos ou suspenses podem ser trabalhados emmisturadores contnuos, os materiais muito viscosos ou plsticos tm normalmente de ser tratados numsistema descontnuo. Os misturadores contnuos so representados por simples jatos para gases, pelasbombas centrfugas para lquidos e pelos transportadores de correia, que so usados como misturadoressimples para slidos.

3 Filtrao

a operao pela qual se separa um slido de um lquido ou gs, mediante um meio poroso queretm o slido, mas deixa passar o fluido.

As condies em que se efetua a filtrao variam muito e a escolha do tipo de equipamento maisapropriado depender de um grande nmero de fatores:

As propriedades do fluido, em particular sua viscosidade, massa especfica e propriedadescorrosivas.

A natureza do slido a dimenso e forma das suas partculas, a distribuio granulomtrica e ascaractersticas de empilhamento.

A concentrao de slidos em suspenso. A quantidade de material a movimentar e o seu valor. O fato de o material mais nobre (maior valor agregado) ser o slido, o fluido ou ambos. O fato de ser ou no necessrio lavar os slidos filtrados. O fato de ser ou no prejudicial ao produto uma contaminao muito leve causada pelo contato da

suspenso ou do filtrado com vrios componentes do equipamento.

O Meio Filtrante

A funo do meio filtrante atuar como suporte para o bolo de filtrao, ao passo que as camadasiniciais de bolo constituem o verdadeiro filtro. O meio filtrante deve ser mecanicamente forte, resistente ao corrosiva do fluido e deve oferecer uma resistncia to pequena quanto possvel ao fluxo do filtrado.Usa-se, por isso, muitas vezes, material relativamente grosseiro e no se obtm um filtrado lmpidoenquanto no se formam as camadas iniciais de bolo (o filtrado turvo, inicial, deve ser recirculado).

Os meios filtrantes mais importantes: Materiais tecidos, como: l, algodo, linho, seda, plsticos, fibras, metal. Chapas perfuradas de metal. Materiais granulares, como: brita, areia, carvo. Slidos porosos. Materiais de fibras entrecruzadas, sendo mais largamente usado o papel poroso.


6/38


Equipamento de FiltraoO filtro mais apropriado para qualquer operao determinada aquele que preencher os requisitos

com o mnimo custo.

1 Filtros de meio filtrante granulado.

So os filtros industriais mais simples, constitudos por uma ou mais camadas de slidosparticulados, suportados por um leito de cascalho sobre uma grade, atravs do qual o material a serfiltrado flui por gravidade ou por presso. Em alguns desses filtros usam-se dois leitos. Esses filtros so

usados primordialmente quando se tratam de grandes volumes de suspenso muito diluda, nas quaisnem o slido nem o lquido tm valor unitrio elevado, e quando o produto slido no deve ser recuperado.Os meios filtrantes duplos permitem operao mais prolongada no ciclo de filtrao, antes de sernecessria a lavagem em corrente reversa. Chega-se a um ponto, porm, em que a vazo cai, ou em quea queda de presso se torna excessiva, ento, a filtrao cessa e o leito tem que ser limpo, mediante umalavagem com corrente invertida de gua, seguida possivelmente por uma lavagem com ar.

2 Filtros de mangas ou de sacos.

So utilizados para separar sistemas gs-slidos. Este filtro constitudo por grandes sacos defeltro, ou de outro tecido, suspensos transversalmente no canal de escoamento do gs. possvel tercentenas desses sacos em paralelo. O gs ao passar atravs dos sacos, deposita, no seu interior, osslidos arrastados. Os sacos so periodicamente limpos, mediante a agitao da armao a que esto

suspensos.3 Filtro-prensa.

o dispositivo de filtragem mais comum na indstria qumica. Embora esteja sendo substitudo,nas grandes instalaes, por dispositivos de filtragem contnua, tem as vantagens de baixo custo, extremaflexibilidade de operao e custo de manuteno pequeno. Por outro lado, a necessidade dedesmontagem manual peridica constitui um gasto de mo de obra.

O filtro-prensa projetado para realizar diversas funes, cuja seqncia controladamanualmente. Durante a filtrao o filtro-prensa:

Permite a injeo da suspenso a filtrar at as superfcies filtrantes, por intermdio de canaisapropriados;

Permite a passagem forada da suspenso atravs das superfcies filtrantes;

Permite que o filtrado que passou pelas superfcies filtrantes seja expelido atravs de canaisapropriados; e Retm os slidos que estavam inicialmente na suspenso.

O modelo mais comum de filtro-prensa consiste em placas e quadros que se alternam numaarmao e que so comprimidos fortemente, uns contra os outros. O meio filtrante pode ser uma lona ouum tecido sinttico ou papel de filtro ou tela metlica, e suspenso sobre as placas cobrindo as duasfaces.

4 Filtros contnuos.

Os processos modernos, de elevada capacidade, tornaram obrigatrio o desenvolvimento defiltros contnuos, dos quais se usam comumente diversos modelos. Nestes filtros, a suspenso injetadacontinuamente, e o bolo e o filtrado so produzidos, tambm, continuamente. So exemplos desses filtros:

Filtro rotatrio horizontal, especialmente adaptado filtrao de slidos cristalinos com drenagemrpida; Filtro a vcuo e disco rotatrio. Este filtro permite uma taxa de filtrao especialmente elevada; Filtro a vcuo com tambor rotatrio.


7/38


5 Filtrao por centrifugao.

A operao de filtrao pode ser efetuada usando-se a fora centrfuga em lugar da fora geradapela presso. Os filtros que operam com fora centrfuga so usados, geralmente, para a separao deslidos granulados grosseiros ou de slidos cristalinos, e podem operar descontnua ou continuamente.


8/38


BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA

1 Indstria de Processos QumicosR. Norris Shreve e Joseph A. Brink JrEd. Guanabara Dois S.A.

2 Tecnologia Qumica Vol II Operaes Unitrias

J. M. Coulson e J. F. RichardsonFundao Calouste Gulbenkian

3 Princpios dos Processos Qumicos .Olaf A. Houghen, Kenneth M. Watson e Roland A. Ragatz.Livraria Lopes da Silva Editora - Porto.

4 Princpios das Operaes Unitrias.Alan Foust, Leonard Wenzel, Curtis Clump, Louis Maus e L.Bryce Andersen.Ed. Guanabara Dois S.A.


9/38


EVAPORAO

A evaporao um dos principais mtodos usados na indstria qumica para aconcentrao de solues aquosas. O significado usual do termo o de remoo degua duma soluo mediante a ebulio do licor num recipiente apropriado, oevaporador, e a remoo do vapor. Se a soluo contiver slidos dissolvidos, o licorresultante pode ficar saturado, pelo que se depositam cristais.

Os diversos licores a evaporar podem ser classificados dos seguintes modos:a) aqueles que podem ser aquecidos at temperaturas elevadas sem

decomposio e os que apenas podem ser aquecidos at uma temperatura baixa(55C).

b) conforme do ou no formao de slidos ao serem concentrados; aqui, adimenso e a forma dos cristais pode ser importante.c) Aqueles que, a qualquer presso dada, fervem aproximadamente mesma

temperatura que a gua, e aqueles que tm um ponto de ebulio muito maiselevado.Realiza-se a evaporao fornecendo calor soluo para vaporizar o solvente. O

calor fornecido em grande parte para proporcionar o calor latente de vaporizao e,mediante adoo de mtodos para recuperao do calor do vapor, consegui-se realizargrande economia na utilizao do calor. Se bem que o meio de aquecimento normalseja geralmente o vapor de gua a baixa presso, para fins especiais podem adotar-seo dowtherm ou gases de escape.

O tipo de equipamento usado depende, em grande parte, do mtodo de fornecero calor ao licor e do mtodo de agitao. O aquecimento pode ser direto ou indireto. Oaquecimento direto corresponde evaporao solar ou combusto submersa dumcombustvel. No aquecimento indireto, o calor fornecido geralmente pela condensaode vapor de gua, passa atravs da superfcie de aquecimento do evaporador.

Tipos de Evaporadores:

Evaporadores com aquecimento direto; Evaporadores aquecidos a vapor de gua;

Evaporadores de camada fina; Evaporadores de equilbrio (flash); Evaporadores de materiais especiais.

Encontre, na literatura recomendada, uma explicao simples para cada tipo de evaporador citado acima.


10/38


CRISTALIZAOEm muitos casos, o produto comercializvel de uma usina deve estar na forma

de partculas slidas. Quando o processo de fabricao leva a uma soluo, o slidopode ser obtido, da forma mais conveniente, pela concentrao da soluo at asaturao e pela formao de cristais da soluo. A produo de cristais varia demtodos muito simples, como o de se deixar arrefecer tabuleiros contendo soluesconcentradas quentes, at os mais complexos, como os processos de cristalizaocontnuos, cuidadosamente controlados em vrias etapas e que visam obteno deum produto com partculas de dimenses, de formas, de teor de umidade e de purezamuito uniformes. As exigncias do mercado quanto qualidade dos produtos forou oabandono dos cristalizadores mais simples, pois os produtos modernos cristalinosdevem satisfazer a especificaes muito rgidas quanto s qualidades mencionadasacima, alm de outras como a colorao, o aroma e as caractersticas de torteamento.

Um cristal uma configurao muito organizada de tomos, ou de molculas oude ons dispostos em redes espaciais tridimensionais (conceito de Materiais!!). Quandoum cristal cresce mesmo num ambiente sem obstculos, comum a existncia depotenciais no homogneos que provocam o crescimento mais rpido numa dimensodo que em outra, o que causa elongaes e distores.

Nos processos industriais de cristalizao, o crescimento dos cristais sem asreferidas distores raro. Normalmente os cristais se aglomeram, as impurezas so

ocludas nas superfcies de crescimento, a nucleao ocorre no s na soluo mastambm sobre as superfcies cristalinas, e os cristais so fragmentados pelas bombase pela agitao. O resultado disto que esses fatores contribuem para a formao dohbito do cristal. Este hbito tem grande importncia para os operadores dacristalizao, pois afeta a pureza do produto, sua aparncia, a tendncia de formartorres ou a pulverizar-se e, por tudo isto, influencia a aceitao dos consumidores.

O hbito da cristalizao fortemente afetado pelo grau de supersaturao, pelaintensidade da agitao, pela densidade de populao e pelas dimenses dos cristaisnas vizinhanas, e pela pureza da soluo. Ento, a escolha e o projeto detalhado docristalizador so importantes no apenas pela economia e operabilidade, mas tambmpela influncia sobre o hbito cristalino, sobre a distribuio de dimenses do cristal e,

afinal de contas, sobre a colocao mercantil do produto.

Equipamentos de Cristalizao

Os cristalizadores podem ser classificados convenientemente em termos domtodo usado para se obter o depsito das partculas. Os grupos so:

cristalizadores que conseguem a precipitao mediante o resfriamento de umasoluo concentrada e quente;

cristalizadores que conseguem a precipitao mediante a evaporao de umasoluo;

cristalizadores que conseguem a precipitao pela evaporao adiabtica e peloresfriamento.

No primeiro grupo esto os resfriadores de tabuleiro, os cristalizadores descontnuoscom agitao e o cristalizador contnuo Swenson-Walker.


11/38


No segundo grupo esto os evaporadores no qual a cristalizao e tambm a

evaporao ocorrem simultaneamente; so os evaporadores-cristalizadores, oscristalizadores com tubos de tiragem e os cristalizadores Oslo.

No terceiro grupo esto os cristalizadores a vcuo.

Os cristalizadores que operam por resfriamento so melhores quando a curva desolubilidade contra temperatura bem abrupta, de modo que um resfriamento modestoprovoca uma grande modificao da solubilidade e, da, uma grande quantidade decristais. Com as curvas que tm inclinaes intermedirias, a cristalizao adiabtica a recomendada; nos casos tpicos, cerca de 5 a 10% do solvente vaporizado,produzindo-se maior rendimento do que o obtido apenas com resfriamento. Nos

sistemas onde as modificaes das solubilidades com a temperatura so pequenas, acristalizao tem que ser obtida pela evaporao predominante do solvente, como ocaso nos evaporadores-cristalizadores.

Encontre, na literatura recomendada, uma explicao simples para cada tipo de cristalizador citado anteriormente.


12/38


SECAGEM

A secagem, na concepo que vamos abordar, aplica-se transferncia de um

lquido que est num slido molhado para uma fase gasosa no saturada.

A secagem de materiais , muitas vezes, a ltima operao num processo de fabricao e se efetua

imediatamente antes da embalagem ou despacho. Por secagem, queremos normalmente designar a remoo final de

gua e a operao segue-se freqentemente evaporao, filtrao ou cristalizao. Nalguns casos, a secagem uma

parte essencial do processo, como, por exemplo, na fabricao de papel ou no acabamento de madeira, mas na

maioria das indstrias transformadoras, a secagem realizada por uma ou vrias das seguintes razes:

para reduzir o custo de transporte; para tornar o material mais manusevel, por exemplo, ps detergentes, corantes,

adubos; para dar determinadas propriedades, por exemplo, para manter a mobilidade do

sal; para evitar a presena de umidade que pode provocar corroso, por exemplo, na

secagem do gs de iluminao.

Nos produtos cristalinos preciso assegurar que os cristais no sejam danificados, e, com produtos farmacuticos,tem de se ter cuidado para evitar contaminao. Tem-se, tambm, que evitar a contrao (papel), a fissurao(madeira) ou a perda de sabor (frutas). No considerando a secagem parcial de um material por prensagem, nem aremoo de gua por absoro, quase todos os processos de secagem implicam a remoo de gua porvaporizao e, portanto, exigem o fornecimento de calor. Quando se avalia um processo de secagem, suaeficincia est diretamente associada ao aproveitamento til do calor.

Princpios Gerais

O contedo de umidade de uma substncia expresso como percentagem de

material seco. Se uma substncia exposta ao ar a uma qualquer temperatura eumidade, a substncia perder ou ganhar gua at se atingir uma condio deequilbrio. O teor de umidade de equilbrio varia muito com o teor de umidade e atemperatura do ar. Um slido insolvel no poroso, como a areia ou o caulim, ter umteor de umidade de equilbrio prximo de zero para todas as umidades e temperaturas,mas muitas substncias orgnicas, como madeira, os txteis e o couro apresentamlargas variaes do teor de umidade de equilbrio. A umidade pode estar presente nasduas seguintes formas:

umidade ligada gua retida de talo modo que exerce uma presso de vaporinferior da gua livre mesma temperatura. Tal gua pode estar retida em

pequenos capilares, adsorvida sobre superfcies ou em soluo nas paredes daclulas. umidade livre a gua que est em excesso relativamente ao teor de umidade

de equilbrio.


13/38


Equipamentos de Secagem Convencional

Comentaremos os tipos de equipamentos mais correntes, para isso, alguns aspectosgerais principais devem ser apontados:

um secador pode ser usado para funcionamento contnuo ou descontnuo. o aquecimento pode ser por passagem direta de ar ou gases quentes atravs ou

por sobre a substncia, ou o aquecimento pode ser indireto. o secador pode funcionar apenas presso atmosfrica ou pode funcionar

tambm sob vcuo.

1 Secadores de Tabuleiros ou Prateleiras.

2 Secadores de Tnel.

3 Secadores Rotativos.

4 Secadores de Tambor

Secadores por Pulverizao

Uma maneira prtica de evaporar gua de uma soluo ou de uma suspensode partculas slidas consiste em pulverizar a mistura para um recipiente atravs doqual se faz passar uma corrente de gases quentes.

Secadores Pneumticos

Nesses secadores mantm-se o material num fino estado de diviso, de modoque a superfcie por unidade de volume elevada e obtm-se uma alta velocidade detransferncia de calor.

Secadores em Leito Fluidizado

Faz-se passar ar aquecido, ou gs quente de um queimador, atravs de umacmara com enchimento e de uma placa difusora, para o interior do leito fluidizado dematerial, de onde passa depois para um separador de poeiras.


14/38


ABSORO

A remoo de um ou mais componentes escolhidos de uma mistura de gases, por absoro num lquido

apropriado, a segunda das operaes principais da tecnologia qumica que se baseia em transferncia de massa em

interface, controlada em grande parte pelas velocidades de difuso. Assim, pode recuperar-se acetona a partir de uma

mistura acetona-ar fazendo passar a corrente gasosa em gua na qual a acetona se dissolve, enquanto que o ar passa e

sai. Semelhantemente, pode retirar-se amonaco de uma mistura amonaco-ar por absoro em gua. Em cada um

desses exemplos, o processo de absoro do gs no lquido pode encarar-se como um processo fsico, pois a reao

qumica no tem qualquer influncia aprecivel. Porm, quando se absorvem xidos de azoto em gua para produzir

cido ntrico, ou quando se absorve anidrido carbnico numa soluo de carbonato de sdio, d-se uma reao

qumica cuja natureza de molde a influenciar a velocidade real de absoro. Por isso, muitas vezes os processos de

absoro so divididos em dois grupos, para facilitar seus estudos: aqueles em que o processo somente fsico, e

aqueles em que ocorre reao qumica. No que diz respeito ao projeto do equipamento para realizar a absoro de

gases, o principal requisito que o gs seja levado a contatar intimamente com o lquido, e a eficincia do

equipamento ser em grande parte determinada pelo sucesso com que promove o contato entre as duas fases. O

funcionamento desses equipamentos resume-se na alimentao do gs pelo fundo da coluna, enquanto o solvente

lquido introduzido pelo topo; o gs absorvido e o solvente saem pelo fundo e os constituintes no absorvidos saem

como gs pelo topo da coluna.

Como veremos mais tarde, a grande diferena entre absoro e destilao que, na destilao o vapor tem

que ser produzido em cada andar por vaporizao parcial do lquido, que, por isso, est respectiva temperatura deebulio, ao passo que em absoro o lquido est bastante abaixo do seu ponto de ebulio.


15/38


Equipamentos de Absoro de Gases

Coluna de pratos; Coluna com enchimento; Torres com pulverizao; Torres de pratos.

Procure descobrir o funcionamento bsico de cada um dos equipamentos acima.


16/38


ADSORO

A adsoro envolve a transferncia de um constituinte de um fluido para a superfcie de uma fase slida. Para

completar a separao, o constituinte adsorvido deve ser removido do slido. A fase fluida pode ser ou um gs ou um

lquido. Se diversos constituintes so adsorvidos em graus diferentes, possvel, muitas vezes, separ-los em estados

relativamente puros.

A adsoro aplica-se transferncia fsica de um soluto, num gs ou num lquido, para uma substncia

slida, onde ele fica retido em conseqncia de interaes microscpicas com as partculas constitutivas do slido. O

soluto adsorvido no se dissolve no slido, mas permanece na superfcie do slido ou nos poros do slido. O processo

de adsoro , muitas vezes, reversvel, de modo que a modificao da presso ou da temperatura, pode provocar a

fcil remoo do soluto adsorvido no slido.

muito importante a escolha dos adsorventes. Os slidos devem ter caractersticas de pequena queda de

presso e boa resistncia mecnica para suportar o manuseio. Alm disso, os adsorventes so seletivos quanto

capacidade de adsorverem solutos especficos. Por isso, a natureza do slido deve ser cuidadosamente ponderada para

que se tenha a segurana de um desempenho satisfatrio. Os adsorventes comerciais incluem a bentonita, a bauxita, a

alumina, o carvo de ossos, a terra fuller, o carvo e a slica gel.

A adsoro pode ser usada quando a fase fluida um lquido ou um gs. As aplicaes incluem o

descoramento de materiais alimentares, como leos vegetais e concentrados aucarados, a secagem de gasolina e a

purificao de rejeitos lquidos para o controle da poluio das guas. O tratamento de gases inclui a recuperao de

vapores do solvente na secagem de tintas e nas operaes de lavagem a seco, a secagem de gases, a remoo de

componentes txicos de gases de rejeito visando ao controle da poluio atmosfrica.

Analise os processos de:

Troca inica. Adsoro em leito fixo.


17/38


DESTILAO

O processo de separao mais amplamente usado na indstria qumica adestilao. Esta operao unitria tambm denominada fracionamento ou destilaofracionada. Quando se aquece um lquido, que contenha dois ou mais constituintes, atseu ponto de ebulio, a composio do vapor ser normalmente diferente da dolquido. esta diferena na composio das duas fases em equilbrio que constitui abase do processo de destilao e, por esta razo, essencial conhecer o equilbriovapor-lquido para o tratamento analtico de um problema de destilao. Um requisitoimportante de uma unidade de destilao a promoo de contato ntimo entre ascorrentes de vapor e de lquido, de maneira que haja aproximao do equilbrio.Praticamente em nenhum outro campo da engenharia qumica as unidades completasvariam tanto em tamanho, desde as pequenas unidades de laboratrio, com umacapacidade para alguns gales por hora, at as gigantescas colunas de destilao daindstria do petrleo, que lidam com vrios milhares de gales por hora.

Em funo da complexidade do assunto, vamos recordar alguns conceitos bsicos paramelhor entendermos a destilao.

A destilao o mtodo de separao baseado no fenmeno de equilbrio lquido-

vapor de misturas. Em termos prticos, quando temos duas ou mais substnciasformando uma mistura lquida, a destilao pode ser um mtodo adequado parapurific-las: basta que tenham volatilidades razoavelmente diferentes entre si.

Um exemplo de destilao que tem sido feito desde a antigidade a destilao debebidas alcolicas. A bebida feita pela condensao dos vapores de lcool queescapam mediante o aquecimento de um mosto fermentado. Como o teor alcolico nabebida destilada maior do que aquele no mosto, caracteriza-se a um processo depurificao.

O petrleo um exemplo moderno de mistura que deve passar por vrias etapas dedestilao antes de resultar em produtos realmente teis ao homem: gases (umexemplo o gs liquefeito de petrleo ou GLP), gasolina, leo diesel, querosene,asfalto e outros.

O uso da destilao como mtodo de separao disseminou-se pela indstria qumicamoderna. Pode-se encontr-la em quase todos os processos qumicos industriais emfase lquida onde for necessria uma purificao.

Em teoria, no se pode purificar substncias at 100% de pureza atravs da destilao.Para conseguir uma pureza bastante alta, necessrio fazer uma separao qumicado destilado posteriormente.

A destilao tem suas limitaes. No se pode separar misturas azeotrpicas pordestilao comum.


18/38


Histria

A destilao um mtodo de separao extensamente estudado - os primeiros estudoscientficos documentados surgiram ainda antes da Idade Mdia, por volta do ano 800,com o alquimista Jabir ibn Hayyan (Geber). Foi ele, inclusive, quem inventou oalambique, que um aparato usado at hoje para fazer destilaes de bebidasalcolicas.

Modalidades

a)Destilao diferencial(ou destilaosimples ou destilao em batelada)

usada para separar misturas homogneas quando um dos componentes slido e o

outro lquido. A destilao simples utilizada quando h interesse nas duas fases. Esteprocesso consiste em aquecer a mistura em uma aparelhagem apropriada, at que olquido entre em ebulio. Como o vapor do lquido menos denso, sair pela partesuperior do balo de destilao chegando ao condensador, que refrigerado com gua.Este entra em contato com as paredes frias, condensa-se, voltando novamente aoestado lquido. Em seguida, recolhido em um recipiente adequado, e o slidopermanece no balo de destilao.

Montagem de laboratrio para destilao flash

Este tipo de destilao consiste em apenas uma etapa de vaporizao e condensao.Utiliza-se quatro equipamentos aqui: um alambique (balo de destilao, quando emlaboratrio; refervedor, quando em indstria), um condensador, um receptor (ou balode recolhimento) e um termmetro. A vaporizao se d pelo aumento rpido da

temperatura ou pela reduo de presso no alambique, onde a mistura a ser purificadaest inicialmente. O vapor gerado no alambique imediatamente resfriado nocondensador. O lquido condensado, tambm chamado de destilado, armazenadopor fim no receptor.


19/38


Observa-se atentamente o termmetro durante todo o processo. A temperatura tem a

tendncia de estacionar inicialmente no ponto de ebulio da substncia mais voltil.Quando a temperatura voltar a aumentar, deve-se pausar o aquecimento e recolher ocontedo do receptor: o lquido obtido a tal substncia mais voltil, que se separou damistura original. Repete-se o processo para a obteno da segunda substncia maisvoltil, a terceira, etc., at conseguir separar cada um dos componentes da mistura.Cada um dos destilados pode ser chamado de corte, porque o processo como se se"cortasse" partes da mistura a cada temperatura.

Os destilados obtidos desta forma no esto 100% puros, apenas mais concentradosdo que a mistura original. Para obter graus de pureza cada vez maiores, pode-se fazersucessivas destilaes do destilado. Como este processo demorado e trabalhoso,

utiliza-se em seu lugar a destilao fracionada.b) Destilao fracionada

usada na separao de misturas homogneas quando os componentes da misturaso lquidos. A destilao fracionada baseada nos diferentes pontos de ebulio doscomponentes da mistura. A tcnica e a aparelhagem utilizadas na destilao fracionadaso as mesmas utilizadas na destilao simples, apenas deve ser colocado umtermmetro no balo de destilao, para que se possa saber o trmino da destilao dolquido de menor ponto de ebulio. O trmino da destilao do lquido de menor pontode ebulio, ocorrer quando a temperatura voltar a se elevar rapidamente.

Esquema de destilao fracionada de uma mistura binria e perfis de concentrao e temperatura.

Neste mtodo de destilao, usa-se um balo de destilao (ou alambique, ourefervedor, dependendo da escala de produo), uma coluna de Vigreux (ou coluna dedestilao, quando em indstria), um condensador e um receptor.


20/38


Aqui, a coluna pea-chave. Como na destilao flash, a mistura a ser purificada

colocada no balo de destilao, que aquecido. Surge ento um vapor quente. Elesobe pela coluna, mas vai se resfriando ao longo dela e acaba por condensar-se. Coma condensao, forma-se um lquido, que escorre para baixo pela coluna, em direo fonte de calor. Vapores sobem continuamente pela coluna e acabam por encontrar-secom o lquido que escorria; parte desse lquido rouba o calor do vapor ascendente etorna a vaporizar-se. A uma certa altura um pouco acima da condensao anterior, ovapor torna a condensar-se e escorrer para baixo. Este ciclo de vaporizao econdensao ocorre repetidas vezes ao longo de todo o comprimento da coluna.

Os vrios obstculos instalados na coluna foram o contato entre o vapor quenteascendente e o lquido condensado descendente. A inteno desses obstculos

promover vrias etapas de vaporizao e condensao da matria. Isto nada mais doque uma simulao de sucessivas destilaes flash. Quanto maior a quantidade deestgios de vaporizao-condensao e quanto maior a rea de contato entre o lquidoe o vapor no interior da coluna, mais completa a separao e mais purificada amatria final.

A ateno temperatura semelhante ao processo de destilao flash: a cada salto detemperatura no termmetro, faz-se o recolhimento dos destilados correspondentes.

O processo de obteno dos produtos do petrleo.

A destilao fracionada utilizada na separao dos componentes do petrleo. Opetrleo uma substncia oleosa, menos densa que a gua, formado por uma misturade substncias. O petrleo bruto extrado do subsolo da crosta terrestre e pode estarmisturado com gua salgada, areia e argila. Por decantao separa-se a gua salgada,por filtrao a areia e a argila. Aps este tratamento, o petrleo, submetido a umfracionamento para separao de seus componentes, por destilao fracionada. Asprincipais fraes obtidas na destilao do petrleo so: frao gasosa, na qual seencontra o gs de cozinha; frao da gasolina e da benzina; frao do leo diesel eleos lubrificantes, e resduos como a vaselina, asfalto e piche.

Para obtermos os derivados do petrleo e os torn-los utilizveis, o leo cru, passa poruma srie de processos at atingir seu estado final, e ser, ento, consumido.

Para separarmos uma mistura de produtos, utilizamos de uma propriedade fsico-qumica: o ponto de ebulio, ou seja, a certa temperatura o produto ir evaporar. Adestilao fracionada um processo de aquecimento, separao e esfriamento dosprodutos.


21/38


O Processo de refino:

1- Retirada do sal e da gua, que se misturaram ao petrleo.

2 - Aquecimento do leo em fogo direto a 320C e ento, comea a se separar.

3 - Na coluna atmosfrica, o petrleo aquecido junto com vapor de gua, parafacilitar a destilao.

4 - Sada dos produtos, j separados..

5 - Produtos consumveis.

Os pontos de ebulio dos subprodutos do petrleo

FRAO INTERVALO DETEMPERATURA PRINCIPAIS COMPONENTES

GLP -165 a 30C CH4 C2H6 C3H8 C4H10

ter do petrleo 30 a 90C C5H12 C6 H14 C7H16 C8H18 C9H20C10H22

Gasolina 30 a 200C C10H22 C11H24 C12H26 C13H28C14H30 C15H32

Querosene 175 a 275C Molculas maiores

leos Lubrificantes 175 a 400C Molculas maiores

Parafina 350C Molculas maiores

Alcatro resduo Molculas maiores

Por essa tabela, podemos perceber que os gases so os primeiros produtos a se separardo leo bruto.


22/38


A destilao fracionada tambm utilizada na separao dos componentes de uma

mistura gasosa. Primeiro, a mistura gasosa deve ser liquefeita atravs da diminuio datemperatura e aumento da presso. Aps a liquefao, submete-se a mistura a umadestilao fracionada: o gs de menor ponto de ebulio volta para o estado gasoso.Esse processo utilizado para separao do oxignio do ar atmosfrico, que constitudo de aproximadamente 79% de nitrognio e 20% de oxignio e 1% de outrosgases. No caso desta mistura o gs de menor ponto de ebulio o nitrognio.

Limitaes

A destilao da forma descrita neste artigo no pode separar misturas chamadas

azeotrpicas. Existem as seguintes formas de contornar a situao: destilao azeotrpica

destilao extrativa

destilao fracionada

peneiras moleculares

pervaporao

Agora que j se tem noes do que destilao, descubra os tipos de colunas dedestilao que existem, como so seus preenchimentos e quais suas utilidades.


23/38


TRATAMENTO DE GUA E PROTEO DO AMBIENTE

Atualmente reconhece-se a importncia da preparao da gua para a indstria.Os regeitos de gua industriais constituem um problema complicado e difcil.Apesar da soluo serespecfica para cada indstria, possvel enunciar algunsprincpios gerais:

- aumentar a reutilizao;

- controlar a poluio;

- recuperar subprodutos para diminuir a despesa com o tratamento;

- acumular os rejeitos.A qualidade e a quantidade de gua disponvel constituem itens importantes naescolha da localizao da indstria.

Os problemas de quantidade, qualidade, reutilizao e poluio so complicadose exigem investigao para que se possa decidir entre fontes alternativas de guae o tratamento timo para minimizar o custo total de utilizao.

REUTILIZAO

40% da populao americana consomem gua que foi usada pelo menos uma vezpara fins domsticos ou industriais. Em muitas reas, os efluentes de esgototratado so de melhor qualidade que a gua de fontes naturais. A reutilizaoindustrial diminui a poluio qumica, trmica e biolgica das correntes e colocasob controle direto da direo da fbrica o manuseio da gua.

TRATAMENTO DE GUA

Cada indstria tem suas exigncias especiais de tratamento, adaptado ao

emprego/utilizao da gua.- abrandamento: remoo total ou parcial da dureza

- purificao: remoo da matria orgnica e microorganismos

- clarificao

MTODOS:

Troca inica: processo de converso qumica.

Uma reao qumica em que ons hidratados mveis de um slido so trocadospelos ons de mesma carga numa soluo.

2 DESMINERALIZAO:


24/38


Usado para condicionar gua de vrios processos ou gua de lavagem.

Os sistemas utilizados para esse processo so os de troca inica escolhidosconforme:

a) os volumes e composies da gua;

b) as exigncias sobre a qualidade do efluente;

c) capital necessrio e custos operacionais.

3 DESTILAO

nico processo capaz de remover os ons da gua.

4 PROCESSOS DE PRECIPITAO

a) processo cal iodado ( a frio e a quente);

b) condicionamento do fosfato;

c) remoo de slica.

DESSALINIZAO:

A dessalinizao usada para designar qualquer processo empregado na (1)Dessalinizao parcial ou (2) Dessalinizao completa de guas muito salinas. Oobjetivo do processo (1) diminuir o teor de sal a um grau que torne a guaconveniente para ser bebida (


25/38


- normas especficas para poluentes perigosos.

TRATAMENTO DE GUAS INDUSTRIAIS E ESGOTO

1 guas servidas urbanas:

No se aceita o despejo lanado em grande massa de gua disponvel. O objetivodas futuras plantas de tratamento de esgoto atingir a descarga nula de poluentes.

Mtodos de tratamento:

Visam diminuir teor de slidos suspensos e baixar a DBO.

a) primrios so os tratamentos fsicosb) secundrios tratamentos biolgicos

c) tercirios tratamentos qumicos visando remover poluentes que no temDBO (exemplo: Ni P -> crescimento de algas)

2 GUAS SERVIDAS INDUSTRIAIS

So tratamentos muito mais complexos e visam a recuperao de materiais teis

que seriam lanados em aterro (exemplo: rao animal)POLUIO ATMOSFRICA

Fonte de alta preocupao. So considerados poluentes os gases, as nvoas finasgrossas, fumaas e as combinaes desses.

Mtodos de tratamento:

- filtros manga;

- precipitadores eletrostticos;

- ciclones e lavadores de gases.Problemas com cheiro, resolvidos usando leito de carvo ativo, incinerao oucombusto cataltica.


26/38


FERTILIZANTES

1. Qual a importncia da produo de fertilizantes a nvel nacional e mundial?Os fertilizantes so de vital importncia na produo de alimentos, portanto de

vital importncia para qualquer pas ser auto-suficiente na produo de fertilizantes

para que no seja preciso importar fertilizantes de outros pases, aumentando os

custos agrcolas. A quantidade de alimentos produzidos por hectare que utiliza

fertilizante muito superior a mesma rea que no utiliza fertilizante. Com oaumento da populao em todo o mundo, vital cada vez conseguir tirar mais

alimento produzido por hectare e s se consegue isso, utilizando fertilizantes.

2. Qual a importncia do P.D.A.I na rea industrial?PDAI - Plano Diretor de Automao Integrado:Os Planos Diretores como um tipo

de planejamento ttico, devem estar integrados aos objetivos do PlanejamentoEstratgico da Organizao. Uma vez postos em operao cada um de seus

projetos, devem ser monitorados e controlados a partir de seus KPIs (Indicadores-

chave de Desempenho) tanto de projeto como de operaes para uma perfeita

melhoria contnua de reparos de defeitos, aes corretivas, aes preventivas,

mtricas e at estratgias, utilizando-se da Tecnologia da Automao para

conquistar essa performance. Neste artigo, mostramos que os profissionais de TA,via de regra, dispem desses argumentos em mos, mas muitas vezes por no

estarem ligados aos assuntos estratgicos da organizao no tm sabido utilizar

esse cenrio a seu favor.

3. Que informaes sobre esse processo mais chamaram sua ateno?

PDAI Plano Diretor de Automao Integrada um plano ttico que determina

diretrizes para:


27/38


Obter-se um planejamento integrado da troca de informaes entre nveis

hierrquicos;

Impedir o efeito colcha de retalhos entre os projetos de TA;

Padronizar solues em torno de uma arquitetura sonho;

Consolidar tecnologias para os sistemas atuais e futuros a serem

implantados;

Obter ganho de escala na compra de hardware e software;

Prever investimentos em hardware, software e servios;

Idealizar os horizontes de TA, dividindo-o em projetos estruturados e

flexveis para o crescimento ordenado no tempo;

Atualizao dos sistemas compatvel com a velocidade de evoluo da

tecnologia.

4. Na sua opinio, qual a importncia desse intercmbio com profissionais da reaindustrial no aprendizado dos processos industriais

Conscientizar e capacitar dirigentes industriais, mdia e alta gerncia,

engenheiros e demais profissionais ligados coordenao de projetos de

investimentos na organizao, para a auto-implantao do PDAI Plano Diretor

de Automao Integrada, atravs da internalizaco dos conceitos, princpios,

prticas e metodologias para uma melhor e mais eficiente aplicao da

Automao Integrada em seus processos produtivos.


28/38


ISOLADORES

1. Para que servem esses materiaisOs isoladores servem para conter correntes eltricas. Esses isolantes oferecem alta

resistncia passagem de corrente, suportam altas voltagens sem se romper, e no

se deterioram com o tempo. A resistncia luz solar, chuvas, fascas e abraso

tambm pode ser importante. A resistncia eltrica dos isolantes costuma cair com

a temperatura, com exceo do papel e a presena de impurezas qumicas.As propriedades mecnicas desejadas variam conforme a aplicao: fios requerem

revestimentos flexveis, feitos de materiais plsticos como o cloreto de polvinil,

enquanto o vidro e a porcelana so usados em dispositivos rgidos, neste caso, nos

isoladores eltricos fabricados pelas empresas citadas abaixo, os quais apoiam

cabos de alta tenso e servem para equipamentos como transformadores e usinas.

2. Qual a exigncia principal durante o processo de fabricaoNo Brasil, em particular, a norma legal que orienta os empregadores sobre

necessidade do reconhecimento, da avaliao e do controle dos riscos ambientais

nos locais de trabalho, define diretrizes amplas, de ordem administrativa, de

planejamento e de organizao, para que toda e qualquer empresa adote um

programa de preveno de riscos ambientais (PPRA), com medidas de controle esistemas preventivos dos riscos sade dos trabalhadores nos processos, nas

condies e nos ambientes de trabalho. Alm dessa exigncia, a legislao

previdenciria nacional, por meio de instrues normativas ao Regulamento da

Previdncia Social, os dados registrados pelo PPRA caracterizao dos ambientes

de trabalho no estabelecimento no nexo causal e para reconhecimento das

atividades de risco para a concesso do benefcio de aposentadoria especial.


29/38


3. Diferencia queima de sinterizao

Sinterizao: Fase intermediria na queima da argila ou do esmalte, onde a faselquida ainda no comeou, mas o incio da reao de um ou mais slidos formou

um amlgama, diminuindo a porosidade do material e aumentando sua resistncia.

As partculas slidas se aglutinam pelo efeito do aquecimento a uma temperatura

inferior de fuso. Ponto de maturao de uma massa cermica.

O processo de queima importante para que se possa obter um produto final com

as propriedades desejadas, porm o corpo a ser queimado deve apresentarcaractersticas que lhe permitam atingir essas propriedades.

Para que se possa controlar favoravelmente o processo de queima, s caractersticas

desejadas, importante que se saiba o que ocorre com uma pea cermica durante a

queima.


30/38


POLIETILENO TEREFTALATO (PET)

Responda as questes abaixo sobre o polmero que vocs escolheram parapesquisar:

1. Demonstre, num fluxograma simplificado qual o processo produtivoutilizado para a obteno deste polmero.

Estrao do Petrleo Refino do Petrleo Processo do Etileno Processo do Paraxileno

Processo do Etilenoglicol

Processo do DMT (Metanol)

Polimerizao do PET

2. Quais as principais propriedades e aplicaes deste material.

O Polietileno Tereftalato um polister, transparente, brilhante, leve, inquebrvel eimpermevel, com boa performance de design e facilidade de moldagem, queproporciona alta resistncia mecnica (impacto) e qumica, alm de ter barreiraspara gases e odores. Devido as caractersticas acima e ao seu peso ser muito menorque as embalagens tradicionais, ao ser usado pelas indstrias de bebida, ele reduziuos custos de transporte e produo. No Brasil, o mercado PET consumido paraproduo de cordas (multifilamentos), fios de costura (monofilamento) e cerdas devassouras e escovas, alm disso aplicado para moldagem de auto peas, lminaspara termoformadores, garrafas de detergentes, refrigerantes e outros; A outraaplicao na fabricao de frascos e garrafas para uso alimentcio/hospitalar,cosmtico, bandejas para microondas, filmes para udio e vdeo e fibras txteis


31/38


3. Descreva 3 operaes unitrias utilizadas na produo deste polmero e qual

o equipamento recomendado para cada uma dessas operaes.Transesterificao - ocorre a reao do DMT com EG, formando o monmeroDHET, com liberao do metanol, em coluna reativa com 23 pratos valvulados. OEG catalizado alimentado no prato 18 a 140 C e DMT no prato 16 a 170C. Ometanol do processo reutilizado na produo do DMT na planta existente oudiretamente vendido.

Pr-Polimerizador de fluxo ascendente (UFPP) possui 16 pratos especialmenteprojetados e um pr aquecedor no fundo. Opera sobre vcuo, pois necessrio

remover o excesso de EG para continuar com a reao de polimerizaoEGnnPETnDHET )1( +

Finalizador um vaso encamisado montado horizontalmente. Possui um agitadorespecialmente projetado para promover a transferncia de massa, gerando umalarga rea superficial no polmero por evoluo de EG.

O processo completo de polimerizao contnua dura cerca de 4 horasaproximadamente, sendo, 1 hora no transesterificador, 1 hora no pr-polimerizador

de fluxo ascendente e 2 horas no finalizador.

4. O que os levou a pesquisar sobre esse materialDevido a importncia do material, sua versatilidade no uso domstico e hospitalar,alm da fabricao de garrafas. Este um dos materiais mais vendidos em todo omundo, entretanto a sua criao/fabricao tem pouco tempo, em comparao como vidro e o alumnio. Possui custo baixo de fabricao.


32/38


PPRROODDUUOO DDEE CCOOMMBBUUSSTTVVEEIISS

1. Compare, simplificadamente, o processos de obteno da gasolina e do lcool

A gasolina um combustvel obtido do refino do petrleo e composto, basicamente, por uma

mistura de hidrocarbonetos (compostos orgnicos que contm tomos de carbono e hidrognio). Os

processos de refino utilizados na produo da gasolina compreendem vrias etapas. De um modo geral, o

processo comea com uma simples separao fsica, denominada destilao. Da destilao aproveita-se

a nafta para a produo da gasolina. Dessa mesma destilao obtm-se vrias parcelas, uma delas

denominada gasleo. O gasleo passa por processo complexo, que modifica a estrutura das molculas,

chamado craqueamento cataltico. Deste processo obtida uma outra nafta chamada nafta decraqueamento que pode ser adicionada nafta de destilao para a produo de gasolina.

O processo de fabricao do lcool inicia com a lavagem de cana. Em seguida, o caldo extrado,

nesta fase que comease a tentar neutralizar a ao de microorganismos nocivos, ou melhorar a

recuperao de sacarose. Para isso, entram em cena agentes bactericidas para evitar a proliferao de

microorganismos que no so interessantes para o processo, ou o controle bacterosttico. Para o

tratamento do caldo trabalhase com dois decantadores em separado, um para o acar outro para o

lcool. Depois, o caldo destilado produzindo o mosto. Por fim, o caldo passa por um processo de

fermentao, onde normalmente, aplicase produtos para multiplicao das leveduras mais conhecidas

como Saccharomyces Cerevisae.

2. Quais as vantagens da fabricao do lcool a partir da cana-de-acar em relao ao milho?

As vantagens so que a cana-de-acar constituda por 20% de acar que comea a fermentar logo

depois de cortada. Entretanto, o amido contido nos gros do milho transformado em acar com a ajuda

de enzimas antes de ser fermentada.

3. O que considerado gasolina adulterada?

Gasolina adulterada caracterizada pela adio irregular de qualquer substncia, sem recolhimento deimpostos, com vistas obteno de lucro. Ela recebe elementos que diferenciam ela da gasolina comum

como dioxido de enxofre.

4. Na refinaria do petrleo, que d origem gasolina, muitas operaes unitrias so realizadas.

Das 6 operaes citadas a seguir, explique 3 delas:

- Destiliao: A Destilao fracionada atmosfrica utilizada nas refinrias consiste em separar o petrleo

em faixas de temperatura. Ocorre dentro de uma torre recheada que necessita de um condensador de

topo (retira calor do topo controlando a temperatura e a composio dos gases combustveis e GLP que

saem pelo topo da torre), um refervedor de fundo (Recupera fraes leves que foram carreadas para o

fundo da torre) e pontos de retirada lateral (separando as fraes de gasolina, nafta, solventes,

querosenes e leo diesel).


33/38


- Absoro: A dessulfurizao por adsoro com adsorventes modificados e seletivos um processo

alternativo promissor com relao hidrodessulfurizao convencional por se tratar de um processo queno necessita de condies severas de operao que comprometam a octanagem da gasolina e o custo

final de operao.

- Adsoro

- Filtrao

- Cristalizao

- Extrao: O sistema de extrao do petrleo varia de acordo com a quantidade de gs acumulado na

jazida. Se a quantidade de gs for grande o suficiente, sua presso pode expulsar por si mesma o leo,

bastando uma tubulao que comunique o poo com o exterior. Se a presso for fraca ou nula, ser

preciso ajuda de bombas de extrao.

5. Na produo de lcool etlico a partir da cana-de-acar, so utilizadas vrias operaes

unitrias. Das operaes citadas a seguir, escolha 3 delas e as explique:

- Lavagem: Antes da moagem, a cana lavada nas mesas alimentadoras para retirar a terra proveniente

da lavoura. Aps a lavagem, a cana passa por picadores que trituram os colmos, preparando-a para a

moagem.

- Fermentao: na fermentao que ocorre a transformao dos acares em etanol ou seja, do acar

em lcool. Utiliza-se uma levedura especial para fermentao alcolica, a Saccharomyces uvarum. Noprocesso de transformao dos acares em etanol h desprendimento de gs carbnico e calor,

portanto, necessrio que as dornas sejam fechadas para recuperar o lcool arrastado pelo gs

carbnico e o uso de trocadores de calor para manter a temperatura nas condies ideais para as

leveduras. A levedura aps passar pelo processo de fermentao se "desgasta", por ficar exposta a teores

alcolicos elevados. Aps a separao do fermento do vinho, o fermento a 60% diludo a 25% com

adio de gua. Regula-se o pH em torno de 2,8 a 3,0 adicionando-se cido sulfrico que tambm tem

efeito desfloculante e bacteriosttico. O tratamento contnuo e tem um tempo de reteno de

aproximadamente uma hora. O fermento tratado volta ao primeiro estgio para comear um novo ciclo

fermentativo; eventualmente usado bactericida para controle da populao contaminante. Nenhum

nutriente usado em condies normais.

- Extrao: Os produtos qumicos passam a desempenhar maior importncia a partir da extrao do

caldo. fato sabido que quanto mais tempo a cana demora para entrar no processo de moagem mais ela

perde em inverso de sacarose, reduzindo seu teor. Na fase de extrao do caldo, onde comease a

tentar neutralizar a ao de microorganismos nocivos, ou melhorar a recuperao de sacarose. Para

isso, entram em cena agentes bactericidas para evitar a proliferao de microorganismos que no so

interessantes para o processo, ou o controle bacterosttico. Nessa limitao de microorganismos,geralmente, trabalhase com razes de 106 e 107 UFC/ml.

- Destilao

- Decantao


34/38


- Centrifugao:

CURIOSIDADE

Todo mundo sabe que os primeiros carros a lcool tinham problemas quanto ao revestimento de tanque e carburador. O fato

acontecia porque os primeiros veculos a lcool, na verdade, eram movidos a gasolina e houve uma converso onde foi esquecido

as propriedades qumicas do lcool carburante. Tempos mais tarde, as indstrias automobilsticas comearam a produzir veculos a

lcool com componentes mais resistentes. O extinto Conselho Nacional do Petrleo, ento, criou a especificao do lcool

carburante onde ficou determinado as propriedades do lcool quanto ao pH, condutividade e teor de acidez. Esta ltima que

causa a corroso, o pH mede essa corroso e a condutividade mede os sais que podem incrustar. Para resolver o problema de

incrustao e corroso, entre os anos de 1982 e 1986, a Rohm and Haas trabalhou no desenvolvimento de resinas especiais para a

desmineralizao do lcool.


35/38


Processo Siderrgico - Introduo

Quando o homem conseguiu a quantidade necessria de calor para fundir o minrio de ferro,encerrou a Idade do Bronze e deu incio Idade do Ferro. O fator custo teve importante

papel nesta mudana.A fronteira entre o ferro e o ao foi definida na Revoluo Industrial, com a inveno defornos que permitiam no s corrigir as impurezas do ferro, como adicionar-lhespropriedades como resistncia ao desgaste, ao impacto, corroso, etc. Por causa dessaspropriedades e do seu baixo custo o ao passou a representar cerca de 90% de todos osmetais consumidos pela civilizao industrial.

Basicamente, o ao uma liga de ferro e carbono. O ferro encontrado em toda crostaterrestre, fortemente associado ao oxignio e slica. O minrio de ferro um xido deferro, misturado com areia fina.

O carbono tambm relativamente abundante na natureza e pode ser encontrado sobdiversas formas. Na siderurgia, usa-se carvo mineral, e em alguns casos, o carvo vegetal.

O carvo exerce duplo papel na fabricao do ao. Como combustvel, permite alcanaraltas temperaturas (cerca de 1.500o Celsius) necessrias fuso do minrio. Como redutor,associa-se ao oxignio que se desprende do minrio com a alta temperatura, deixando livreo ferro. O processo de remoo do oxignio do ferro para ligar-se ao carbono chama-sereduo e ocorre dentro de um equipamento chamado alto forno.

Antes de serem levados ao alto forno, o minrio e o carvo so previamente preparados paramelhoria do rendimento e economia do processo. O minrio transformado em pelotas e o

carvo destilado, para obteno do coque, dele se obtendo ainda subprodutoscarboqumicos.

No processo de reduo, o ferro se liquefaz e chamado de ferro gusa ou ferro de primeirafuso. Impurezas como calcrio, slica etc. formam a escria, que matria-prima para afabricao de cimento.

A etapa seguinte do processo o refino. O ferro gusa levado para a aciaria, ainda emestado lquido, para ser transformado em ao, mediante queima de impurezas e adies. Orefino do ao se faz em fornos a oxignio ou eltricos.

Finalmente, a terceira fase clssica do processo de fabricao do ao a laminao. O ao,em processo de solidificao, deformado mecanicamente e transformado em produtossiderrgicos utilizados pela indstria de transformao, como chapas grossas e finas,bobinas, vergalhes, arames, perfilados, barras etc.


36/38


Com a evoluo da tecnologia, as fases de reduo, refino e laminao esto sendoreduzidas no tempo, assegurando maior velocidade na produo.

As usinas de ao do mundo inteiro segundo o seu processo produtivo, classificam-se:

Integradas - que operam as trs fases bsicas: reduo, refino e laminao;

Semi-integradas - que operam duas fases: refino e laminao. Estas usinaspartem de ferro gusa, ferro esponja ou sucata metlica adquiridas de terceirospara transform-los em ao em aciarias eltricas e sua posterior laminao.

Existem ainda unidades produtoras chamadas de no integradas, que operam apenas umafase do processo: reduo ou laminao. No primeiro caso esto os produtores de ferro gusa,os chamados guseiros, que tm como caracterstica comum o emprego de carvo vegetal emaltos fornos para reduo do minrio. No segundo, esto os relaminadores, geralmente deplacas e tarugos, adquiridos de usinas integradas ou semi-integradas e os que relaminammaterial sucatado.

No mercado produtor operam ainda unidades de pequeno porte que se dedicamexclusivamente a produzir ao para fundies.

Processo Siderrgico Etapas da Produo

Processos modernos garantem alta qualidade.

O ao produzido, basicamente, a partir de minrio deferro, carvo e cal. A fabricao do ao pode serdividida em quatro etapas: preparao da carga,reduo, refino e laminao.

1. Preparao da cargaGrande parte do minrio de ferro (finos) aglomerada utilizando-se cal e finos de coque.O produto resultante, chamado de sinter.O carvo processado na coqueria e transforma-se em coque.

2. Reduo

Essas matrias-primas, agora preparadas, so carregadas no alto forno.Oxignio aquecido a uma temperatura de 1000C soprado pela parte de baixo do alto forno.O carvo, em contato com o oxignio, produz calor que funde a carga metlica e d incio aoprocesso de reduo do minrio de ferro em um metal lquido: o ferro-gusa.O gusa uma liga de ferro e carbono com um teor de carbono muito elevado.

3. Refino

Aciarias a oxignio ou eltricas so utilizadas para transformar o gusa lquido ou slido esucata de ferro e ao em ao lquido.Nessa etapa parte do carbono contido no gusa removida juntamente com impurezas.


37/38


A maior parte do ao lquido solidificada em equipamentos de lingotamento contnuo para

produzir semi-acabados, lingotes e blocos.4. Laminao

Os semi-acabados, lingotes e blocos, so processados por equipamentos chamadoslaminadores e transformados em uma grande variedade de produtos siderrgicos cujanomenclatura depende de sua forma e/ou composio qumica.

Processo Siderrgico - Fluxograma


38/38


apostila ipi2 processos is ifsp

Documents