2ª Lista OP I Questões

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS I - LISTA 2 
 
 
 
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FEQUI 
1) Determinada cerveja apresenta uma concentração de sólidos de 1,6 %. 
Uma centrífuga é utilizada para realizar a clarificação da bebida, operando 
com: 239,9 L/h de taxa; 10000/min de velocidade e um volume de 0,088 m3. 
O equipamento apresenta: um tambor com 6 cm de diâmetro; e 4,5 cm de 
diâmetro do tubo de saída. Considerando uma elevação na velocidade do 
tambor para 15000/min, determinar: 
i. o efeito na vazão de alimentação; 
ii. o mínimo tamanho de partícula que pode ser removida. 
 
Dados: 
ρ = 1042 kg/m3; µ = 1,4.10-3 N.s/m2. 
ρS = 1160 kg/m3. 
 2
1
18 ln
p Sd VQ
R
R
 

   

 
  
 
 
 
2) Uma centrífuga tubular com diâmetro de 0,20 m é utilizada para separar 
cristais de lactose de uma solução supersaturada do açúcar. A vazão de 
solução deve ser de 29 m3.h-1 e a rotação da centrífuga de 4000 rpm. A massa 
específica e a viscosidade da solução são de 1100 kg.m-3 e 3.10-3 kg.m-1.s-1, 
respectivamente. Assumir que os cristais de lactose são esféricos e possuem 
tamanho de partícula de 20 µm e massa específica de 1400 kg. m-3. Assumir 
R/R0=2. Calcule o fator ∑ da centrífuga. 
 
 
3) Refazer o PRIMEIRO EXEMPLO de Ciclones (feito em aula), considerando 
agora um ciclone Stairmand. Compare ambos. 
Relembrando do enunciado: A empresa de consultoria afirma que partículas 
maiores que dp = 20 µm são coletadas com uma eficiência superior à 99,5%. 
Verifique esta afirmação. 
Calcule também, a velocidade na parte cilíndrica e a queda de pressão. 
 
 
4) Refazer o SEGUNDO EXEMPLO de Ciclones (feito em aula), especificando, 
agora, uma bateria de ciclones Stairmand. Considere o valor de diâmetro da 
região cilíndrica que foi obtido (Dc = 44, 7 cm). Compare ambos. 
Após determinar o número de ciclones na bateria, calcular a velocidade na 
parte cilíndrica e a queda de pressão individual de cada ciclone.
 
 
 
5) Sua empresa de fabricação de leite em pó dispõe de um conjunto de 3 
ciclones em paralelo na configuração LAPPLE. Sabendo que o diâmetro dos 
equipamentos é 20", determine: 
i. A capacidade do conjunto (m3/h de gás); 
ii. O diâmetro da partícula de leite em pó que coletada com eficiência de 
95 %; 
iii. A potência consumida (considere uma eficiência de 50 % do soprador). 
 
Considerar que o gás seja ar a 220 0C e 1 atm e que as partículas sólidas 
tenham uma densidade de 1,03 g/cm3. 
  
   3 2
75 soprador
mQ P mmH OsP HP




 
 
6) Seja o bombeamento de água utilizando uma bomba operando com 
10m3/h a 25 oC. A seguir são dados um esquema do processo e as 
informações conhecidas das duas colunas de recheio. 
 
 
 
Dados 
Coluna 
A B 
diâmetro da coluna (cm) 30,0 50,0 
altura do recheio (cm) 80,0 60,0 
porosidade 0,43 0,38 
esfericidade das partículas 0,65 1,00 
distribuição granulométrica 
1,83
#1 exp
1,3
dX
mm
  
    
  
 - 
diâmetro de partícula (d# - mm) 0,655 (valor médio) 0,6 (todas tem o mesmo tamanho) 
 
 
 
 
Considere que a perda de carga na tubulação seja desprezível em relação 
ao meio poroso e determine a potência da bomba. 
Propriedades de fluido: ρ = 1 g/cm3; µ = 0,89 cP. 
 
 
7) O filtro esquematizado opera a 20 oC, sendo o fluido, água. Determinar a 
capacidade (m3/(m2.h)). São conhecidas as seguintes informações a respeito 
dos meios porosos: 
 
Dados 
Camada 
1 2 
altura ou espessura do meio poroso (cm) 60 30 
porosidade 0,37 0,43 
esfericidade das partículas 0,7 0,7 
distribuição granulométrica 
Sistema Tyler (#) % massa retida 
-14 +20 20 
-20 +28 60 
-28 +35 20 
 
- 
diâmetro de partícula (d# - cm) ? 1,3