Operações Unitárias (1-5)

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Exercícios – Operações Unitárias
1. Diferencie processo de operação
Processo é quando ocorrem reações químicas durante a transformação da matéria-prima
Operação são transformações físicas sofridas pela matéria-prima na sua forma, dimensão e temperatura
2. Defina operações unitárias. Dê exemplos.
São etapas sequenciais numa linha de produção industrial, que se complementam para transformar a matéria-prima no produto final. Ex.: filtração, destilação, secagem, evaporação...
3. Quais são os tipos e operações unitárias?
Mecânica, transferência de calor e transferência de massa
4. O que é um processo unitário?
É o conjunto de todas as etapas sequenciais
5. Explique o que é uma operação unitária contínua e descontínua. Cite suas vantagens e desvantagens.
Contínua: não ocorrem perturbações ou paradas durante os processos de grande escala de produção. Onde as condições operacionais não variam com o tempo. 
· Vantagens: grande capacidade de processamento requerido, menores custos operacionais por unidade de produto, facilidade de controle de qualidade dos produtos devido ao controle automático do processo.
· Desvantagens: maiores investimentos financeiros
Descontínua: 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. 
· Vantagens: menor investimento financeiro, necessidade de construção e instrumentação mais baratos e simples
· Desvantagens: altos custos de mão-de-obra e custos de manipulação de materiais envolvidos (enchimento, esvaziamento e limpeza do equipamento), estar em regime não permanente de funcionamento
Resumo – Tecnologia da água: técnicas de purificação da água I e II
O tratamento da água pode ser realizado para atender os aspectos:
higiênicos/sanitários - remoção de bactérias, eliminação ou redução de substancias tóxicas ou nocivas, etc.
econômicos - redução da corrosividade, dureza, ferro, manganês, entre outros, diminuindo a mortalidade em geral (em particular a infantil) e aumentando a vida média da população.
e estéticos – correção da cor, turbidez, odor e sabor
Etapas do tratamento da água
Captação: nessa etapa a água é captada e direcionada a um sistema de grades que retém os resíduos sólidos maiores
Adução: a água é conduzida até a estação de tratamento por meio de bombas 	Comment by Alessandra .: São máquinasoperatrizes hidráulicas que entregam energia auma massa líquida com a finalidade detransportá-la de um ponto a outro atendendo acertas condições de processo.
Coagulação: é adicionado sulfato de alumínio nessa água, que age como um coagulante insolúvel que promove a união das partículas de impurezas que ficam suspensas
Floculação: um tanque enorme com pás giratórias movimentam a água, formando pesados flocos de sujeira
Decantação: a água fica parada e os flocos de sujeira se depositam no fundo, esses flocos viram um lodo que é removido e descartado
Filtração: a água passa por filtros com camadas de areia grossa e fina, cascalho, pedregulho e carvão.
Pós-alcalinização, desinfecção e fluoretação: primeiro corrige o pH, depois adiciona cloro ou ozônio e por fim, aplica-se o flúor
Reservação: após o processo de tratamento, a água é armazenada em reservatórios pela cidade para ser distribuída. 
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Água na indústria 
É muito utilizada como matéria-prima, como fluido auxiliar e fluido de aquecimento e resfriamento. 
Tipos utilizados na indústria farmacêutica: potável, reagente, purificada, para injetáveis, ultrapurificada
Principais contaminantes
Químicos: endotoxinas bacterianas, inorgânico dissolvido, orgânico dissolvido, gases dissolvidos
Microbiológicos: bactérias, protozoários e fungos
Particulados: sílica ou resíduos da tubulação
Carbono orgânico total: é uma variável de qualidade da água
medida direta da matéria orgânica existente numa amostra de
água (seja de origem animal, vegetal ou sintética).
- Altera métodos de análises críticas
- Fonte de nutrientes de microrganismos
- Produzem reações químicas, formando complexos
- Não são detectadas por condutividade
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Exercício – Secagem e equipamentos de secagem
1. O que é secagem?
Operação usada para a remoção de um líquido de um material por aplicação de calor
2. Por que as técnicas de secagem são tão importantes para a produção farmacêutica?
Porque ela remove a umidade dos produtos farmacêuticos, como os comprimidos, os granulados finos, as suspensões e soluções e até a secagem de partículas de dimensões nanométricas.
3. Quais princípios físicos estão envolvidos nos processos de secagem?
Para a secagem é necessário a transferência ou propagação de calor de um corpo mais quente para um corpo mais frio, ou seja, corresponde a troca de energia entre dois sistemas com temperaturas diferentes. Essa energia pode passar de um corpo para o outro fundamentalmente de três maneiras diferentes: condução, convecção e irradiação
4. Cite os métodos de secagem, mencionando as vantagens e desvantagens de cada um.
Secagem natural: utiliza as energias solar e eólica para remover a umidade usada para produtos vegetais, por exemplo. Vantagens: baixo custo, mais tempo de conservação, debulha mais eficiente – Desvantagens: o processo é mais lento, favorece a ocorrência de pragas e microrganismos devido a exposição dos grãos ao longo do processo.
Por convecção: Secagem pela exposição ao ar quente. 
Convecção dinâmica – leito fluidizado: sólidos particulados são postos em um leito fixo para serem submetidos a um fluxo de ar ascendente, até um momento em que a velocidade dele irá fazer as partículas flutuarem. Vantagens: alta velocidade de secagem (20 – 30 min), maior que os secadores estáticos; pode ser usado para substâncias termolábeis; temperatura uniforme em todos os pontos e rigorosamente controlada – Desvantagens: turbulência excessiva pode causar danos aos grânulos, gerando altos custos
Secagem por aspersão/atomização/pulverização/spray drying: consiste em pulverizar o produto líquido dentro de uma câmara submetida a uma corrente controlada de ar quente, e dessa maneira se consegue uma evaporação da água, obtendo-se uma separação ultrarrápida dos sólidos e solúveis contidos, com a mínima degradação do produto a secar. Vantagens: rapidez no processo, rápida evaporação, padronização dos parâmetros. Desvantagens: é uma técnica cara e requer equipamentos especializados para a operação, tornando-a menos viável para uso em larga escala. Além disso, pode haver perda de sabor, cor e aroma em alguns materiais.
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Resumo – Centrifugação: equipamentos e aplicabilidades na indústria
Centrifugação: É um processo mecânico que tem por função a separação ou clarificação de uma mistura, onde os componentes possuem densidades diferentes.
Esta operação unitária tem por objetivo separar partículas que não são facilmente separadas por decantação que em alguns casos é muito lenta. 
Ela separa: materiais sólidos de líquidos, líquidos de densidades diferentes, e concentra moléculas de interesse. 
Rotores
De ângulo móvel: Permitem a inclinação de 90°dos tubos, que saem da vertical e ficam na horizontal durante a centrifugação.
 
De ângulo fixo: O rotor forma ângulo de 45°-50° com o eixo do aparelho, os tubos mantêm sempre a posição angular, obtendo-se maiores velocidades e melhor sedimentação.
Centrífugas a nível industrial
1. Centrífuga de tambor ou cesto: eixo vertical
2. Centrifuga peeler (de tambor): eixo horizontal
3. Centrífuga pusher
4. Centrífuga tambor tubular
5. Centrífuga de discos
6. Centrífuga decantadora