Fundamentos de Engenharia de Alimentos - balanço de massa e processos

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s de Engenharia de Alimentos
Dimensões: São as quantidades físicas que podem ser observadas e medidas ou
calculadas pela multiplicação ou divisão de outras dimensões (ex. comprimento/
tempo = velocidade).
Unidades: São os meios de expressar as dimensões.
Consistência Dimensional: As equações, para serem válidas, devem ser
dimensionalmente consistentes (homogêneas): isto é, todos os termos aditivos
nos dois lados da equação devem ter as mesmas dimensões.
Número adimensional: Algumas variáveis em Engenharia não tem nenhuma unidade
resultante. A estrutura e a composição (em varáveis) desses grupos costumam
ser sugeridas tanto por razões teóricas quanto por experimentos.
Processos e variáveis de processos
Processo: é qualquer operação ou série de operações através das quais um objetivo
particular é atingido.
Processo de tempo contínuo: as entradas e saídas fluem continuamente ao longo do
tempo total de duração do processo, considerar acúmulo zero.
Processo descontínuo (batelada): Modo de operação em que o equipamento é
carregado com toda a sua carga necessária (matéria-prima), é efetuado o
processamento e são removidos os produtos.
Processo Semi-Contínuo: Neste modo operacional, o equipamento é parcialmente
preenchido com a matéria-prima e matérias-primas adicionais são adicionados
progressivamente de forma contínua até a composição desejada ser atingida. 
Fórmulas
Massa especifica (p) = Massa/Volume
Volume especifico = 1/ p
Densidade relativa = Dens.Subs/ dens de
uma substância de referência em uma
condição específica
Vazão massica = massa/tempo 
Vazão volumétrica = volume/tempo.
Massa molecular (MM) = Massa/ Mol
Fração Mássica de A = Massa de A/ Massa
total
Fórmulas
Fração Molar de A = Nmr de mols de A/
Nmr total de mols
Base úmida (BU) = Massa/ Massa amostra
úmida
Base Seca (BS) = Massa/ Massa amostra
seca
Pressão = Força/ área
Pressão Abs = densidade do fluido x g
x altura do fluido (h)
Pressão hidroestatica = Po + pgh
Entalpia = soma da energia interna e
o
produto da pressão e do volume
Balanço de massa
Sistema (termodinâmico): qualquer porção do universo selecionada para análise.
Pode ser uma unidade de processo ou um conjunto de etapas.
Volume de controle: sistema delimitado (escolhido) para se aplicar o balanço de
massa.
Estado estacionário ou permanente: propriedades (temperaturas, pressões,
volume, vazão etc) NÃO variam com o tempo em qualquer posição do VC, 
 considerar acúmulo zero
Estado transiente: se qualquer das variáveis do processo muda com o tempo em
uma posição do VC
Balanço de massa
Balanço diferencial: indica o que está acontecendo em um sistema em um
instante determinado de tempo. Cada termo da equação do balanço é uma
taxa, e tem as unidades da quantidade dividida por uma unidade de tempo
(ex: kg/h, mols/s, Pessoas/ano). É usualmente utilizada em um processo
contínuo.
Balanço integral: descreve o que acontece entre dois instantes de tempo.
Cada termo da equação do balanço é uma porção da grandeza balanceada e
tem as unidades correspondentes (ex: kg, número de mols, L, Pessoas). É
normalmente aplicado a processos em batelada (descontínuo), onde os dois
instantes de tempo são o momento depois da entrada das matérias-primas e o
momento antes da retirada dos produtos. 
Reciclo: É uma derivação da corrente de saída de um processo, a qual retorna
em mistura com a corrente de alimentação.
Bypass: É uma derivação da corrente de alimentação, desviada do processo e
misturada com a corrente de saída, fornecendo uma composição desejada. 
Purga: Uma derivação em corrente de purga é normalmente utilizada quando
uma corrente por um lado contém componentes desejáveis que é de
interesse reciclar no processo, mas por outro lado contém componentes
indesejáveis que devem ser mantidos dentro de limites de concentração
aceitáveis.