Lista de Exercicio - PSM

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Universidade Federal do Ceará 
Departamento de Engenharia de Alimentos 
Disciplina: Operações Básicas na Indústria de Alimentos II 
 
Lista de Exercício: Processo de Separação por Membranas - PSM 
 
 
1. Sabe-se que PROCESSO DE SEPARAÇÕES POR MEMBRANAS vem sendo utilizada em 
 substituição a filtração convencional. Diante do exposto como pode-se conceituar uma 
 MEMBRANA? 
 
2. Cite algumas vantagens e desvantagens do PSM. 
 
3. Quais os dois parâmetros fundamentais de avaliação do PSM? 
 
4. Quais os tipos de escoamento (direção relativa entre fluido e superfície filtrante) e 
 suas diferenças no PSM? 
 
5. Quais os principais principais processos de separações por membranas? Cite pelo 
 menos uma aplicação de cada. 
 
6. Em relação aos materiais que são utilizados para elaboração das membranas, quais os 
 dois grupos que elas são classificadas? Qual grupo proporciona melhor estabilidade 
 térmica? 
 
7. Os principais tipos de configurações de membranas são plana, tubular espiral e fibra 
 oca. Cite algumas características de cada configuração. 
 
8. Podemos organizar um sistema de PSM em série e em paralelo. Supondo que um 
 mesmo produto seja submetido a um processo em série e a outro em paralelo, ambos 
 com os mesmos parâmetros de pressão e temperatura. Haverá diferença em relação 
 ao fluxo de permeado? Por quê? 
 
9. Quais os principais modos de operação de separação por membranas e suas 
 características? 
 
10. Sabe-se que existem resistências que limitam o fluxo de permeado interferindo 
 diretamente no processo. Tais resistências ocasionam o fenômeno conhecido como 
 colmatação. Diante do exposto, quais as principais resistências limitantes? 
 
11. No gráfico abaixo como podemos definir as partes do gráfico expostas em (a), (b) e 
 (c) ? 
 
 
 
 
 
 
 
12. Explique o fenômeno conhecido como fouling. 
 
13. De acordo com o gráfico abaixo se pode notar que a utilização de enzima aumentou 
 o fluxo de permeado dos sucos. A maceração enzimática poderia prejudicar o fluxo de 
 permeado ao invés de melhorar? Explique. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14. Na figura abaixo temos um sistema de quatro membranas em série. Demonstre 
 matematicamente as equações para Ptm1, Ptm2 , Ptm3 e Ptm4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: Ptm = Pressão transmembrana. Ps = Pressão de saída. Pe = Pressão de entrada. 
 
15. Uma empresa tem como objetivo microfiltrar um suco de banana para clarificação e 
 exportação do produto final, para isto instalou um sistema de membranas que opera 
 com uma pressão média de 3 bar a 45 ºC. Ao final do processo constatou-se um fluxo 
 de permeado médio do suco de banana microfiltrado como 142 L.h-¹. m-². Sabendo 
 que o fluxo médio da água antes de iniciar o processo (membrana limpa) foi de 1320 
 L.h-¹.m-², que o fluxo de permeado da água após a limpeza física foi de 441 L.h-¹.m-² e 
 que a viscosidade do suco de banana (permeado) foi de 2,7 mPa.s, calcule as 
 resistências. 
 
 
 
 
 
OBS: 
 
1 bar = 105 Pa 
1 h = 3600 s 
1L = 10-³ m³ 
 
SISTEMA INTERNACIONAL: 
 
Tempo = s 
Área = m² 
Viscosidade = Pa.s 
Pressão = Pa 
Volume = m³ 
Resistência (R) = m-¹ 
 
EQUAÇÕES: