Questões de Operações Unitárias

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A destilação flash é um processo de separação amplamente empregado na indústria química e petroquímica, caracterizado por ocorrer em um único estágio, no qual uma mistura é parcialmente vaporizada após uma redução de pressão ou adição de energia térmica. O processo é realizado em vasos separadores que podem operar em regime bifásico ou trifásico, promovendo a separação das fases líquido e vapor com base no equilíbrio termodinâmico. Do ponto de vista da disciplina de Balanço de Massa e Energia, a destilação flash constitui uma aplicação clássica dos princípios de conservação, permitindo a formulação de balanços globais e por componente para determinar vazões e composições das correntes de topo e fundo. Além disso, o processo possibilita a análise do balanço de energia, considerando o aquecimento da alimentação, a expansão na válvula e as trocas térmicas envolvidas. Dessa forma, o estudo da destilação flash, mostrado na figura 2 abaixo, integra conceitos fundamentais de termodinâmica, operações unitárias e conservação de massa e energia, sendo um exemplo didático e representativo de processos industriais reais. Você é um engenheiro químico e foi contratado para operar a destilação flash descrita exatamente no enunciado da questão 1. Dados os seguintes parâmetros abaixo que complementam o enunciado da questão 1, associados às correntes da figura 2, faça o que se pede: Dados fornecidos - Vazão total de alimentação (1): 1000 kg h⁻¹ - Fração mássica de benzeno na alimentação: 0,60 - Pressão de operação: 0,8 atm - Regime de operação: estacionário - Equipamento: separador flash - Vazão de benzeno na corrente de topo (2): 450 kg h⁻¹ - Vazão de tolueno na corrente de fundo (3): 300 kg h⁻¹ a) Calcule o valor da vazão mássica do componente benzeno na corrente 1. b) Calcule o valor da vazão mássica do componente benzeno na corrente 3. c) Calcule o valor da vazão total na corrente 3. d) Calcule o valor da vazão total na corrente 2. e) Calcule a vazão mássica do componente tolueno na corrente 1. f) Calcule a vazão mássica do componente tolueno na corrente 2. g) Monte uma tabela mostrando os valores da vazão de tolueno, benzeno e total para cada corrente.
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97% confiança
Você é um engenheiro químico e foi contratado para operar a destilação flash descrita exatamente no enunciado da questão 1. Dados os seguintes parâmetros abaixo que complementam o enunciado da questão 1, associados às correntes da figura 2, faça o que se pede: Dados fornecidos: - Vazão total de alimentação (1): 1000 kg h⁻¹ - Fração mássica de benzeno na alimentação: 0,60 - Pressão de operação: 0,8 atm - Regime de operação: estacionário - Equipamento: separador flash - Vazão de benzeno na corrente de topo (2): 450 kg h⁻¹ - Vazão de tolueno na corrente de fundo (3): 300 kg h⁻¹ a) Calcule o valor da vazão mássica do componente benzeno na corrente 1. b) Calcule o valor da vazão mássica do componente benzeno na corrente 3. c) Calcule o valor da vazão total na corrente 3. d) Calcule o valor da vazão total na corrente 2. e) Calcule a vazão mássica do componente tolueno na corrente 1. f) Calcule a vazão mássica do componente tolueno na corrente 2. g) Monte uma tabela mostrando os valores de vazão de tolueno, benzeno e total para cada corrente.
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Considere que a fábrica de chocolates nova receberá 3 tipos diferentes de cacau. Cada um passa por um processo de separação, no qual uma porcentagem de impurezas é retirada. Após a retirada de impurezas de cada tipo de cacau, todos são misturados e, então, é adicionado amendoim. Para tal processo, temos os seguintes dados: - Cacau Tipo A: 1,2 ton/dia; devem ser retirados 8% de impurezas. - Cacau Tipo B: 1,0 ton/dia; devem ser retirados 10% de impurezas. - Cacau Tipo C: 800 kg/dia; devem ser retirados 12% de impurezas. - Amendoim: adição de 500 kg/dia. a) Faça um fluxograma simplificado do processo de mistura do chocolate, conforme descrito. b) Calcule quantas ton/dia de barras serão produzidas.
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O branqueamento é um processo que envolve tratamento com vapor de água ou água quente, sendo comumente aplicado a produtos destinados a serem enlatados, congelados ou desidratados. A eficácia dessa etapa está diretamente relacionada ao tempo de exposição ao calor, geralmente específico para cada matéria-prima, considerando fatores como tamanho dos pedaços, temperatura, espessura do material e meio de transferência de calor. Este método tem como objetivo principal inativar enzimas, eliminar gases da matéria-prima, amolecer produtos muito rígidos e facilitar o descascamento. Após o branqueamento, é essencial realizar resfriamento rápido para evitar amolecimento excessivo resultante do superaquecimento. Vale destacar que algumas frutas, como abacaxi e morango, dispensam a necessidade deste tratamento térmico prévio. Com base nas informações apresentadas e nos conteúdos estudados, qual alternativa apresenta corretamente um objetivo do branqueamento?
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A classificação de frutas e hortaliças é uma etapa fundamental no processamento agroindustrial, reunindo a matéria-prima em grupos homogêneos considerando tamanho, maturação e coloração. Esta padronização é essencial para assegurar a qualidade dos produtos finais, especialmente em conservas. Diversos métodos são empregados dependendo do tipo de produto: para grãos como feijão e milho utilizam-se peneiras, enquanto para frutas são comuns esteiras e roletes. A seleção por cor desempenha papel crucial na obtenção do produto final padronizado, podendo ser executada visualmente e por células fotoelétricas. Para ervilhas, por exemplo, é comum realizar separação por tamanho através de flutuação em salmoura, onde as mais jovens tendem a flutuar, evitando que as pequenas desmanchem ou as grandes fiquem excessivamente duras. Com base nas informações apresentadas e nos conteúdos estudados, qual alternativa justifica corretamente a importância da classificação por tamanho?
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2.1 – Considere o processo de produção de levedura de padeiro descrito: O caldo efluente dos fermentadores, que por simplicidade se considera composto apenas por células de levedura e água, dá entrada num filtro rotativo, de onde sai um bolo de filtração contendo 85% de humidade. Este bolo é seguidamente prensado, obtendo-se uma corrente de “biomassa prensada” por remoção de 45% da água. Esta corrente dá entrada num secador, de onde sai a corrente de “biomassa seca”, com um teor de sólidos de 40%. Tratam-se por hora 20 ton de meio fermentativo, contendo 5% de sólidos. Dados: a densidade dos sólidos é de 1,25. Em nenhuma operação existem perdas de células. a) Estabeleça o diagrama de blocos do processo. b) Calcule os caudais volumétrico e mássico e a densidade de todas as correntes que contêm leveduras. c) Determine os teores de humidade em massa e em volume da corrente de biomassa prensada.
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