Prova - Lucas Machado dos Santos - PQII

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Curso: Engenharia de Processos Industriais Disciplina: Processos Químicos II 
Professora: Patrícia Mariana Alves Caetano Valor: 100 pts Nota: 
Aluno(a): Lucas Machado dos Santos 
 
 
Questão 1 (15 pontos) - Com base nos conhecimentos de tecnologia de óleos e gorduras descreva 
quais as etapas que precedem a extração do óleo bruto e qual a finalidade de cada uma delas. 
 
1°- Recebimento dos grãos: a empresa recebe os grãos (matéria-prima/insumos) das fazendas 
produtoras, normalmente por meio dos modais fluviais, ferroviário e/ou rodoviário; 
2°- Pré-limpeza: Após o recebimento dos grãos são avaliados diversos parâmetros, como teor de 
umidade, quantidade de impurezas/corpos estranhos, grãos danificados. A pré-limpeza é 
executada por peneiras vibratórias ou outros equipamentos que permitem a separação dos grãos 
com dimensões fora dos padrões de qualidade e de grandes impurezas. Esta etapa reduz o risco 
de deterioração dos insumos, bem como a perda de espaço útil dos silos; 
3°- Secagem: Os grãos da pré-limpeza são secos em xxxxxx, visando manter sua umidade dentro 
do padrão adequado para seu armazenamento; 
 4°- Armazenamento dos grãos: os grãos são armazenados em silos, visando seu 
acondicionamento em boas condições de temperatura, pressão, umidade dentre outros fatores, 
para garantir a qualidade do produto (óleo) a ser gerado; 
5°- Limpeza: 
6°- Pesagem: 
7°- Descascamento: Esta etapa é feita a partir de equipamentos denominados descascadores que 
promovem a quebra das cascas por meio de batedores ou facas giratórias, separando os 
cotilédones (polpas) dos tegumentos (cascas) por meio de peneiras vibratórias e insuflação de ar; 
8°- Condicionamento: O material é aquecido visando reduzir a umidade. 
9°- Laminação: Esta etapa é feita a laminação e trituração do grão visando aumentar a área 
superficial para elevar o rendimento da extração do óleo. 
10°- Cozedores: Promove o cozimento dos grãos 
 
Questão 2 (15 pontos) O ácido sulfúrico é um dos mais importantes compostos químicos 
existentes. Desde o século X já se conhecia o ácido sulfúrico e sua produção foi otimizada ao longo 
dos tempos. O Brasil é um dos principais produtores com 3,2% da produção mundial. Esse ácido é 
usado, principalmente, na fabricação de fertilizantes, no processamento de minérios, no 
processamento de efluentes líquidos e no refino de petróleo. Descreva o processo de obtenção do 
ácido sulfúrico. 
 
O ácido sulfúrico pode ser produzido a partir dos processos industriais, de câmara de chumbo e 
processo de contato. O primeiro possui menor rendimento, além de utilizar metal pesado (chumbo), 
o que dificulta e traz relevantes riscos ambientais e para a saúde. Por esses motivos será descrito 
o processo de obtenção de ácido sulfúrico a partir do processo de contato que consiste nas 
seguintes etapas: 
1- Recebimento do enxofre ou minério contendo enxofre 
2- Fusão do enxofre ou ustulação do minério 
3- Filtração para retirada de cinzas ou flotação dos contaminantes 
4- Bombeamento e atomização do enxofre líquido 
5- Secagem do ar de combustão 
6- Queima do enxofre (Reação: S + O2 →SO2) 
7- Recuperação do calor do SO2 gasoso quente e resfriamento do gás 
8- Purificação do SO2 gasoso por filtração a quente 
9- Oxidação do SO2 para produção de SO3 
10- Controle de temperatura com transferência de calor para assegurar elevados rendimentos 
de produção do SO3. (Reação: SO2 + 
1
2
 O2 → SO3 
11- Absorção do SO3 em ácido concentrado a 98,5 – 99 % 
12- Resfriamento dos ácidos absorvedores 
13- Bombeamento do ácido para o topo das torres de absorção 
Destaca-se que inicialmente era utilizado platina como catalisador, sendo posteriormente 
substituído por óxido de vanádio (V2O5) 
 
 
Questão 3 (10 pontos) Assinale V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas. 
 
a. (F) No tratamento preliminar pode haver remoção de matéria orgânica, juntamente com sólidos 
grosseiros. 
b. (V) No tratamento primário pode haver remoção de matéria orgânica suspensa. 
c. (V) No tratamento secundário há remoção tanto da DBO solúvel quanto da suspensa. 
d. (F) No tratamento terciário não há remoção de matéria orgânica. 
e. (F) Processos físicos não são utilizados no nível terciário de tratamento de águas residuárias. 
f. (V) A maior parte da matéria orgânica dissolvida é removida no tratamento secundário. 
g. (F) O processo de filtração em areia normalmente é utilizado na etapa preliminar. 
h. (V) Lagoas de estabilização pertencem ao tratamento secundário. 
i. (V) Processos aeróbios trata efluentes com baixa concentração de matéria orgânica, quando 
comparados aos anaeróbios. 
j. (V) O processo de oxidação avançada é utilizado para remoção de poluentes recalcitrantes. 
 
Questão 4 (15 pontos) Os efluentes gerados em matadouros de bovinos possuem uma 
composição listada na tabela abaixo. De posse destas informações, sugira uma rota para o 
tratamento deste efluente, lembrando que o efluente tratado deverá atender as especificações 
exigidas por normas (municipais, estaduais ou federal). Faça também um desenho esquemático 
(fluxograma) representando esta estação de tratamento. 
 
Tabela 1 – Composição do efluente gerado em uma indústria de matadouros de bovino. 
 
 
Tratamento Biológico: 
• Tratamento preliminar (para retirar sólidos grosseiros) 
Etapas propostas: Gradeamento e caixa de areia 
• Tratamento Primário 
Etapas propostas: Tanque de estabilização (elevatória) e decantação primária 
• Tratamento Secundário 
Etapas propostas: Reator biológico e decantação secundária 
• Tratamento Terciário 
Etapas propostas: Filtração por membranas iônicas, filtração por carvão ativado e desinfecção por 
UV. 
 
 
 
 
Questão 5 (15 pontos) A Biotecnologia aplicada ao ambiente apresenta uma infinidade de 
processos que beneficiam nosso cotidiano, além de minimizar os efeitos do impacto negativo 
causado pelo homem. Explique sobre esses processos e seus impactos sobre o ambiente e quais 
os microrganismos utilizados. Além disso, defina os conceitos de biorremediação, biorreator, 
exemplificando. 
 
A biotecnologia é fundamental para a sociedade atual, sendo um dos principais exemplo a produção 
de alimentos transgênicos, como a soja. A soja transgênica foi produzida a partir da inserção de 
um gene de uma bactéria do solo, a qual tornou a planta resistente à aplicação do herbicida o 
glifosato. Outras modificações genéticas também permitiram a adequação da soja, que 
naturalmente se desenvolve em climas amenos, a se desenvolver no centro oeste do Brasil. 
A biorremediação consiste em um processo de decomposição de poluentes (como derivados de 
petróleo) que se encontram na fase livre ou no próprio solo por meio de microrganismos presentes 
neste ambiente. É uma alternativa eficiente especialmente para gasolina e outros compostos leves 
pela capacidade dos microrganismos metabolizarem tais substâncias. 
O biorreator é uma tecnologia/equipamento que utiliza microrganismos para decompor a matéria 
orgânica contida nos efluentes sanitários, especialmente as composições de menor peso que não 
foram tratadas por meio da decantação tradicional. Normalmente são utilizados microrganismos 
específicos podendo ser anaeróbicos ou aeróbicos, possuindo alta sensibilidade aos parâmetros 
de processo, como temperatura, concentração de oxigênio, pH, presença de metais e etc. 
Em ETE com biorreatores aeróbios é necessário a renovação da colônia com a alimentação de alta 
quantidade de matéria orgânica, visando aumentar o crescimento dos microrganismos, bem como 
a inserção de lodo produzido no próprio processo nos biorreatores. Destaca-se que a periodicidade 
da adição de lodo varia de acordo com o projeto da ETE, mas de forma geral são intervalos entre 
7 e 21 dias. 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 6 (15 pontos) A cerveja é uma bebida elaborada com malte de cevada, água, lúpulo e 
levedura.Ela é uma das bebidas alcoólicas que têm o menor teor de etanol, sendo que o Brasil é 
um dos principais produtores mundiais. O processo de produção da cerveja pode ser dividido em 
quatro etapas: brassagem; fermentação / maturação; filtração e envasamento. Comente sobre cada 
uma das etapas de produção da cerveja, destacando a importância da segurança de processos. 
 
A brassagem consiste na etapa inicial do processo de produção de cerveja e tem como objetivo 
ativas as enzimas contidas no malte através do cozimento dos grãos em água quente, convertendo 
assim o amido em açucares de cadeias menores que são fermentáveis. O controle da temperatura 
nesta etapa é fundamental para que as enzimas executem as bioreações de forma efetiva, bem 
como inviabilize o desenvolvimento de outros microrganismos indesejáveis 
A fermentação/maturação consiste na transferência do mosto para os fermentadores, onde é 
adicionado a levedura para iniciar o processo fermentativo. De forma simplificada nesta etapa os 
açucares são convertidos em álcool e dióxido de carbono. Ao longo da etapa de maturação da 
cerveja são gerados o sabor e a claridade do produto. De forma semelhante, é estritamente 
necessário o controle de temperatura e outros parâmetros operacionais, como pH, para obtenção 
do produto com a qualidade desejada, mas especialmente para garantir a segurança do produto, 
tendo em vista que o desenvolvimento de outros microrganismos pode gerar compostos que se 
ingeridos podem causar danos à saúde. 
A filtração consiste na etapa de retirada de sólidos/partículas suspensas indesejadas para 
aprimorar a clareza da cerveja. Após a filtração a cerveja é envasada em garrafas, barris ou latas 
e selada para posterior escoamento do produto finalizado. 
Destaca-se que em todas as etapas do processo é fundamental manter os controles operacionais 
adequados para inviabilizar a produção de colônia de microrganismos indesejáveis, outro fator 
fundamental é a utilização de equipamentos e procedimentos condizentes com tal nível de 
segurança necessários, ou seja, equipamentos em aço inox, procedimentos de limpeza, 
esterilização, isolamento dos sistemas de resfriamento/aquecimento, visando evitar casos de 
contaminação do produto com fluidos refrigerante, bem como a qualidade das matérias primas 
utilizadas. 
 
 
 
 
 
Questão 7 (15 pontos) Descreva a obtenção do etanol de primeira e segunda geração. Compare 
os dois processos em termos econômicos, tecnológico e ambiental. 
 
O etanol denominado de primeira geração é produzido por meio da fermentação alcoólica de alguns 
de matérias primas ricas em polissacarídeos, como a sacaroses ou amido. O processo produtivo 
para a obtenção deste produto consiste em duas fases: 
1- Variedade escolhida para cultivo 
2- Adequação/preparo do solo 
3- Plantio 
4- Adição de defensivos agrícolas e/ou adesão de procedimentos para controle de pragas e 
doenças 
5- Colheita da plantação e sua reforma 
Industrial 
1- Recebimento da cana de açúcar 
2- Preparo da cana (corte da matéria-prima) 
3- Moagem 
4- Tratamento do caldo 
5- Fermentação 
6- Destilação 
7- Desidratação do produto 
A produção de etanol de segunda geração consiste na produção de biocombustível avançado 
utilizando o bagaço, resíduo, da produção do açúcar e etanol de primeira geração. Este processo 
ocorre devido à quebra dos polissacarídeos provenientes das paredes celulares vegetais dos 
resíduos lignocelulósicos, que ocorre nas etapas de pré-tratamento e hidrólise do bagaço, 
posteriormente encaminhado para a etapa de fermentação. 
A etapa de pré-tratamento consiste no fracionamento da celulose, que podem ocorrer por 
processos mecânicos, biológico, processos químicos (ácidos ou básicos) e térmicos. 
Posteriormente, a etapa de hidrolise promove a quebra da celulose e outros polissacarídeos em 
açucares. O processo de hidrolise pode ser química (mais rápida e com menor eficiência) ou 
enzimática que demanda mais tempo e possui maior eficiência. 
Com os açucares disponíveis tal corrente é encaminhada para o processo de fermentação e 
posterior destilação, etapas semelhantes ao utilizado na geração de etanol de primeira geração. 
O processo de geração de etanol de segunda geração possui uma demanda tecnológica muito 
superior ao de primeira geração (mais simples e mecanizada), o que gera maior necessidade de 
investimentos (capex e opex) quando comparado com o de primeira geração. Entretanto, do ponto 
de vista ambiental a produção de segunda geração possui relevante vantagens, uma vez que reduz 
a pegada de carbono do processo, por meio do aumento da eficiência energética da biomassa 
processada, bem como redução da produção de resíduo e diminuição da emissão de gases de 
efeito estufa.