Operações Unitárias-1

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Operações Unitárias
Prof Dra Rayanne Rocha Pereira
• Em um laboratório de desenvolvimento de cosméticos e medicamentos um 
farmacêutico está no meio do desenvolvimento de um de um gel fitoterápico 
para tratamento da sarna. Tal gel tem como principio ativo o extrato alcoolico
de melão-de- são- caetano. A seguir tem-se um cronograma de atividade que 
já foram realizadas pelo farmacêutico.
Coleta
Secagem da 
planta fresca
Moagem
Extração 
alcoolica
Concentração 
do extrato
Atomização 
do extrato
Estufa de circulação de forçada de ar: ela é utilizada 
em secagem de produtos vegetais dos quais 
necessitam de uma ação moderada de temperatura, 
reduzindo assim os riscos de modificar os princípios 
ativos durante o processo de secagem, melhorando a 
eficiência pelo processo de circulação e renovação de 
ar.
• Em um laboratório de desenvolvimento de cosméticos e medicamentos um farmacêutico está no meio 
do desenvolvimento de um de um gel fitoterápico para tratamento da sarna. Tal gel tem como principio 
ativo o extrato alcoolico de melão-de- são- caetano. A seguir tem-se um cronograma de atividade que já 
foram realizadas pelo farmacêutico.
Coleta
Secagem da 
planta fresca
Moagem
Extração 
alcoolica
Concentração 
do extrato
Atomização 
do extrato
A secagem por atomização, secagem por 
pulverização, secagem por aspersão, ou 
ainda, como popularmente conhecida no meio 
da indústria pelo termo em inglês, spray 
drying, sendo o equipamento típico chamado 
de spray dryer, é um método de produção de 
pó seco a partir de um líquido ou suspensão
Secagem
Evaporação: operação destinada à 
retirada de grandes quantidades de 
líquidos de soluções de concentrações 
variadas
Secagem: operação unitária usada para 
a retirada de pequenas quantidades de 
líquidos (geralmente água) dos sólidos.
A velocidade de secagem é medida 
em massa de água / (área de 
secagem* tempo).
Assim tem-se velocidade de secagem 
=1,45g água/(m2 min)
O teor de umidade é a medida da quantidade total de água contida num 
alimento (água total), e é geralmente expresso como uma porcentagem (%) do 
peso total
• Enquanto o teor de umidade simplesmente define a quantidade de água nos alimentos
e ingredientes, a atividade de água, em termos práticos, é a água do alimento
que vai reagir com microrganismos (e também participar de outras reações, como
as enzimáticas). Quanto mais elevada for a atividade da água, mais rápido os
microrganismos (como bactérias, leveduras e bolores) serão capazes de crescer; logo a
importância da Aw está na sua relação com a conservação dos alimentos
Equipamentos de 
secagem
SRAY DRYER
• A fluidização é uma outra importante operação unitária usada com a finalidade de obter um contato 
íntimo e uniforme entre um fluido e partículas sólidas.
• À medida que se aumenta a velocidade de um fluido através de um leito de partículas sólidas é 
atingido um ponto no qual a força é suficiente para elevar as partículas e expandir o leito;
• As partículas agora não estão mais em contato contínuo, mas têm um movimento mais ou menos livre 
sobre o leito.
O estudo fluidodinâmico de partículas em leitos de jorro e 
fluidizado encontra inúmeras aplicações na indústria 
química, farmacêutica e recentemente, na área agrícola.
EVAPORAÇÃO
A evaporação é uma operação frequentemente usada
na indústria de alimentos para a concentração de suco
de frutas. Um evaporador de simples efeito é composto
por um trocador de calor e um dispositivo para separar
a fase vapor do líquido em ebulição, sendo este um
processo caraterizado pelo alto consumo de energia.
• Concentração da solução pela evaporação do solvente;
• Suspende-se o processo de concentração antes do soluto principiar a concentra-se na solução;
• Basicamente um evaporador é constituído: trocador de calor leva a solução a fervura), e um dispositivo 
que seara o vapor do líquido em ebulição
EVAPORAÇÃO
• Evaporadores que trabalham a vácuo são, geralmente, utilizados;
EVAPORAÇÃO
Uma pequena indústria requer concentrar 5000 
kg/h de suco de laranja com uma concentração 
inicial de sólidos dissolvidos de 5% para 25 % 
utilizando vapor saturado a 150 Kpa no interior 
do equipamento.
ESTUDO DE CASO
Para obter-se café do tipo instantâneo, segue-se o
seguinte roteiro:
(i) torrefação do café;
(ii) moagem;
(iii) extração de partículas de café com água quente,
obtendo-se um líquido de 20ºBrix;
(iv) Concentração do café de 40ºBrix até 60ºBrix;
(v) Obtenção do pó do café;
(vi) agregação, onde o café em pó é umidificado
parcialmente e misturado para obter-se partículas
de fácil solubilização
1. Em qual dessas etapas 
encaixa-se o processo de 
evaporação?
2. Como pode-se obter o pó 
do café na etapa (V)?
ESTUDO DE CASO
• Em relação a equipamentos para a indústria de leite e derivados,
julgue os itens seguintes. Para a produção de leite em pó, utiliza-se o
secador spray dryer, que funciona da seguinte forma: uma câmara
com bico aspersor transforma o leite em spray (gotículas dispersas), e
o ar quente que flui em sentido contrário produz as partículas secas
(pó), que caem no fundo da câmara.
• C. Certo
• E. Errado
ESTUDO DE CASO
• Uma polpa de tomate a 12% de massa, com vazão de 5000kg/h, deve ser 
concentrada até chegar a 60% de massa. Sabe-se que o evaporador utilizado 
neste processo tem no mínimo duas vazões, a vazão da corrente concentrada e a 
vazão da corrente de vapor que deixa o evaporador. Como calcular o valor dessas 
vazões?
Considerando: x= vazão da corrente concentrada e y= vazão da 
corrente de vapor que deixa o evaporador.
Podemos dizer: x+y= 5000
E ainda, considerando o teor de sólidos inicial para 5000kg/h, 
podemos dizer: 0,12*5000=0,6x. X = 1000kg/h.
Significa que quando a vazão é 5000kg/h o teor de sólido é 0,12. 
Quando esse teor de sólidos for 0,6 quando será a vazão? 
X+y=5000, então 1000+y=5000.
Y= 4000kg/h
TRATAMENTO DA ÁGUA
Sedimentação
Classificação ...
1. Separação por decantação
- Clarificação de líquidos
- Espessamento de suspensões
- Lavagem de sólidos
2. Decantação invertida 
(Flotação)
3. Separação centrífuga
4. Filtração
Fatores que controlam a 
velocidade de decantação do 
sólido através do meio 
resistente são:
- as densidades do sólido e do 
líquido;
- o diâmetro e a forma das 
partículas;
- a viscosidade do fluido.
S
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A floculação consiste em 
aglomerar as partículas à custa 
de forças de Van Der Waals
(força de atração entre as 
moléculas), dando origem a 
flocos de maior tamanho que o 
das partículas isoladas. 
Eletrólitos: neutralizam a 
dupla camada elétrica 
existente nas partículas 
sólidas em suspensão, 
eliminando dessa forma 
as forças de repulsão que 
favorecem a dispersão..
Coagulantes: provocam a 
formação de precipitados 
gelatinosos capazes de arrastar 
consigo. Por exemplo na 
clarificação de usa-se sais de 
alumínio e de ferro.
Polieletrólitos: são 
polímeros de cadeias 
longas com um grande 
número de pontos ativos 
nos quais as partículas 
sólidas se fixam, formando 
flocos... 
• No processo de produção do vinho, após a prensagem, o mosto 
(liquido açucarado) deve ser clarificado com o objetivo de remover os 
sólidos. 
• Qual processo de separação pode ser utilizado na clarificação do 
vinho?
ESTUDO DE CASO
ESTUDO DE CASO
• Numa das etapas do tratamento 
de água que abastece uma 
cidade, a água é mantida durante 
um certo tempo em tanques 
para que os sólidos em 
suspensão se depositem no 
fundo. Observe o esquema 
abaixo e reflita, qual a operação 
unitária é conduzida nesta 
instrumentação? Esse tipo de 
operação unitária é utilizada no 
tratamento da água bruta? 
• FAZER UM MAPA MENTAL RESUMINDO AS PRINCIPAIS 
CARACTERÍSITICAS DA OPERAÇÕES UNITÁRIAS QUE VIMOS ATE O 
MOMENTO.
• TRABALHO EM EQUIPE DE ATÉ 5 PESSOAS
• ENVIAR PELO TEAMS (CHAT PRIVADO) OU PARA 
pereirarayanne52@gmail.com
• ASSUNTO DO EMAIL: TURMA 7NMA/7NNA OPERAÇÕES UNITÁRIAS
MAPA MENTAL
mailto:pereirarayanne52@gmail.com