Processos de Separação

Código:

EBE0130

Sigla:

PSEP

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia de Bioprocessos
OFICIAL	Engenharia Biológica

Ocorrência: 2017/2018 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	23	Plano de estudos oficial	3	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O principal objetivo desta unidade curricular é ilustrar a importância das operações de separação / purificação na viabilidade técnica e económica dos processos das indústrias química, alimentar, biológica e afins, fornecendo aos estudantes os conhecimentos necessários para a seleção, análise e projeto de alguns dos processos de separação mais comuns nestas indústrias.

Resultados de aprendizagem e competências

Nesta unidade curricular os estudantes obtêm as seguintes competências:

- Identificação os princípios básicos que regem as diferentes classes de processos de separação;

- Seleção do(s) processo(s) mais adequado(s) para realizar uma separação /purificação especificada;

- Fazer o projeto aproximado dos equipamentos de separação estudados, e avaliar a influência das condições operatórias na separação final.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos de termodinâmica de soluções e de balanços de massa e energia.

Programa

INTRODUÇÃO: Caraterização e classificação dos processos de separação. Identificação dos principais agentes de separação. Noção de recuperação e pureza. Critérios gerais para a seleção de processos de separação.

EXTRAÇÃO COM SOLVENTES: A importância industrial dos processos de extração com solventes. Processos de extração líquido-líquido e sólido-líquido. Descrição do equilíbrio líquido-líquido e sólido-líquido. Extração em um andar de equilíbrio e em unidades com vários andares de equilíbrio a operar em fluxo cruzado e em contracorrente. Estudo da influência das diferentes variáveis operatórias na separação obtida recorrendo a métodos gráficos e algébricos. Breve referência aos processos de extração supercrítica, extração em duas fases aquosas, e utilização de líquidos iónicos como solventes.

DESTILAÇÃO: A importância da destilação na indústria química, alimentar, biológica e afins. Projeto de câmaras de vaporização. Descrição do equilíbrio líquido-vapor. Destilação binária: método de McCabe-Thiele aplicado a colunas de destilação convencionais e a colunas com alimentações múltiplas e vários produtos laterais. Destilação multicomponente: método aproximado de Fenske - Underwood - Gilliland - Kirkbride. Noção de eficiência global. Projeto de colunas de pratos e de enchimento.

ABSORÇÃO DE GASES: Solubilidade de gases em líquidos. Projeto de colunas de absorção para soluções diluídas: equação de Kremser e projeto de colunas de contacto contínuo (noção de altura e de número de unidades de transferência de massa).

EVAPORAÇÃO: Tipos de evaporadores e suas aplicações. Economia a capacidade de um sistema de evaporadores. Cálculo da temperatura de ebulição de soluções líquidas. Noção de elevação do ponto de ebulição (EPE). Análise de um evaporador de efeito simples. Projeto de evaporadores de efeitos múltiplos a operar em contracorrente e em cocorrente.

SECAGEM E HUMIDIFICAÇÃO: Tipos de secadores e suas aplicações. Noção de humidade absoluta, humidade relativa, temperatura de saturação adiabática e temperatura de bolbo húmido. Uso do diagrama psicrométrico. Leis de velocidade de secagem. Projeto de secadores. Breve referência ao processo de liofilização.

CRISTALIZAÇÃO: Tipos de cristalizadores e suas aplicações. Introdução às teorias de nucleação. Estudo do crescimento de cristais simples e da distribuição de tamanhos de cristais. Balanço de material a cristalizadores.

Bibliografia Obrigatória

Domingos Barbosa; "Apontamentos de Processos de Separação"
Edmundo Gomes de Azevedo e Ana Maria Alves; Engenharia de processos de separação. ISBN: 978-972-8469-80-1

Bibliografia Complementar

Geankoplis, Christie J.; Transport processes and unit operations. ISBN: 0-13-045253-X
Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott; Unit operations of Chemical Engineering. ISBN: 0-07-112738-0
J.D. Seader, Ernest J. Henley; Separation process principles. ISBN: 0-471-58626-9

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas de exposição da matéria com recurso a diferentes meios audiovisuais e resolução de problemas exemplificativos da aplicação dos conceitos lecionados.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de processos
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia industrial

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	33,30
Teste	66,70
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	106,00
Frequência das aulas	56,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Não exceder o número limite de faltas previsto nas Normas Gerais de Avaliação da FEUP.

Fórmula de cálculo da classificação final

1) Os estudantes poderão optar por realizar a componente de avaliação distribuída ou submeterem-se apenas a exame final.
2) Se o estudante optar por realizar a componente de avaliação distribuída a classificação final corresponderá à média aritmética das classificações obtidas nas 3 frequências que serão realizadas (a última das quais na época normal de exame).
3) Se o estudante faltar a uma das frequências, ou quiser melhorar a classificação obtida numa das frequências, poderá, na data da 3ª frequência, optar por fazer a 3ª+1ª frequências ou 3ª+2ª frequências, que terão um peso de 2/3 na classificação final.
4) A classificação final de 20 (vinte) valores será apenas atribuída a estudantes que tirem 20,0 valores em todas as provas realizadas nesta unidade curricular.

Provas e trabalhos especiais

A avaliação distribuída consiste na realização de três frequências de 90 minutos, uma das quais na época normal de exames.

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Por exame.

Melhoria de classificação

Por exame final.