Aula 1 - Introdução a Operações Unitárias

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OPERAÇÕES UNITÁRIAS NA 
ÁREA FARMACÊUTICA 
ALM 030 
Profa. Camila Argenta Fante 
Profa. Daniela Pereira Leão Vieira 
 
2014/2 
Ementa 
 Estudo das operações unitárias de interesse 
farmacêutico: 
 indústrias farmacêuticas, cosméticos e de alimentos: 
 fundamentos, mecanismos, aplicações e equipamentos 
utilizados 
Objetivos 
 Fornecer subsídios que possibilitem ao 
aluno conhecer os principais processos, 
operações e equipamentos envolvidos na 
fabricação de medicamentos, cosméticos e 
de alimentos em escala industrial. 
Programa 
1. Filtração,ultrafiltração e osmose inversa; 
2. Esterilização; 
3. Refrigeração e Congelamento; 
4. Balanço de Massa e Energia; 
5. Desidratação e liofilização; 
6. Fragmentação de sólidos e tamisação; 
7. Mistura de sólidos e líquidos; 
8. Extração por solventes; 
9. Destilação; 
10. Cristalização; 
11. Psicometria. 
 
Avaliações 
Avaliação Data Valor 
Prova teórica 22/09/2014 20 
Prova teórica 17/11/2014 20 
Artigos e painel 
integrado 
20/10/2014 10 
Seminário 03/11/2014 10 
Trabalho 
(Aula prática) 
24/11/2014 20 
Relatórios de aulas 
práticas 
20 
Total 100 
Aulas Práticas 
Tema Data 
Moagem e Tamisação 06/10/2014 
 Balanço de Massa (entrega 
do primeiro relatório 4%) 
13/10/2014 
Efeito do processamento na 
formação de gel de amido. 
(entrega do segundo 
relatório 4%) 
20/10/2014 
Secagem (entrega do 
terceiro relatório 4%) 
27/10/2014 
Desidratação Osmótica 
(entrega do quarto relatório 
4%) 
10/11/2014 
Objetivos da Disciplina 
 Estudar os princípios físicos que regem alguns dos 
processos envolvidos nas indústrias farmacêuticas, 
de cosméticos e de alimentos. 
Operações Unitárias: Conceito 
 Em 1915, Arthur Little estabeleceu o conceito de “Operação 
Unitária”, segundo o qual um processo químico seria dividido em 
uma série de etapas que podem incluir: transferência de massa; 
transporte de sólidos e líquidos, destilação, filtração, 
cristalização, evaporação, secagem, etc. 
 Operações unitárias são sequências de operações físicas 
necessárias à viabilização econômica de um processo químico. 
 Ainda, é toda a unidade do processo onde os materiais sofrem 
alterações no seu estado físico ou químico e que pode ser 
projetada com base em princípios fisico-químicos comuns 
 
 
Operações Unitárias 
 Processos e operações unitárias unificam os princípios 
básicos (comuns ao processamento industrial) em todas as 
indústrias, apesar de sua aparente diversidade. 
 Embora o número de processos individuais seja muito 
grande, cada um pode ser dividido em uma série de etapas, 
chamadas operações unitárias, cada uma das quais aparece 
em diversos processos. 
 
Operações Unitárias 
 Podendo ser subdivididas em: 
 PARTE DESCRITIVA: compreendendo 
a descrição detalhada do equipamento e os 
processos envolvidos(POP). 
 
 PARTE TEÓRICA: compreendendo o 
modelamento dos processos nas 
indústrias, a descrição matemática do 
equipamento, bem como as modificações 
que podem ocorrer durante o manuseio, 
processamento e estocagem. 
 
“Aplicação dos 
princípios e conceitos 
de Engenharia ao 
manuseio, 
processamento e 
distribuição de 
medicamentos, 
alimentos e cosméticos” 
Operações Unitárias: Classificação 
 OPERAÇÕES MECÂNICAS 
 TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
 TRANSFERÊNCIA DE MASSA 
 
Operações Mecânicas 
Envolvendo 
Sistemas sólidos 
granulares 
Fragmentação; 
Transporte; 
Peneiramento; 
Mistura e 
Armazenamento 
Envolvendo 
Sistemas fluidos 
Escoamento de 
fluídos; 
Bombeamento 
de líquidos; 
Movimentação 
de gases; 
Mistura e 
agitação de 
líquidos 
Envolvendo 
Sistema Sólido-
Líquido 
Fluidização de 
sólidos e 
Separações 
mecânicas. 
Operações de Transferência de Calor 
Condução em sólidos 
Aquecimento e 
resfriamento de fluidos 
Condensação 
Ebulição 
Liofilização 
Radiação 
Evaporação 
Mecanismos 
Condução Convecção Radiação 
Δ 
Temperatura 
Transferência 
de energia 
(calor) 
Operações de Transferência de Massa 
Secagem de sólidos 
Extração Liq-Liq 
Destilação 
Adsorção 
Lixiviação 
Cristalização 
Troca Iônica 
Mecanismos 
Convecção Difusão 
≠ 
Concentrações 
Transferência 
de massa 
Princípio Físico Operação Unitária 
Transferência de Calor 
Aquecimento, resfriamento, congelamento, 
irradiação, liofilização, esterilização 
Mudança de Estado 
Cristalização, dispersão, dissolução, 
neutralização 
Mudança de Tamanho 
Moagem, trituração, pulverização, 
aglomeração, compactação, floculação, 
precipitação, revestimento, emulsificação, 
prensagem,extrusão, cristalização, 
peneiramento. 
Transferência de Umidade 
Desidratação,secagem, evaporação, 
fluidização, umidificação, liofilização, 
lavagem. 
Processos de Separação 
Centrifugação, clarificação, desaeração, 
desodorização, diálise, extração, filtração, 
troca iônica, prensagem, peneiramento, 
classificação,lavagem 
Transferência ou Transporte 
Enchimento, bombeamento, transporte por 
correias, elevadores, deslocamento, 
prensagem. 
 
• Aquecimento; resfriamento; solidificação; 
esterilização; cristalização. 
Operações básicas nas indústrias farmacêuticas e de 
alimentos 
• Tamização; extração; Prensagem; Filtração; 
Centrifugação; Sedimentação; Evaporação; 
Concentração; Destilação; Secagem. 
Separar 
• Mistura; dissolução; suspensão; emulsificação; 
amassamento. Unir 
Dar forma • Trituração; granulação; compressão. 
Transferir 
Calor 
Aplicações das operações unitárias 
 Aplicação das boas práticas de fabricação 
 Validação 
 Gestão de qualidade 
 Meio ambiente 
 
Exemplos de fluxogramas de produção 
de alguns medicamentos, alimentos e 
cosméticos 
Fluxograma da 
produção de 
comprimidos 
FABRICAÇÃO DE COMPRIMIDOS Compressão direta 
Óleos Essenciais 
Polpa de Frutas 
Recepção 
Lavagem 
Seleção 
Descascamento e 
descaroçamento 
Trituração/ 
Desintegração 
Despolpamento 
Tratamento 
térmico 
Embalagem Congelamento 
Armazenamento 
Desidratação de Frutas e Hortaliças 
Recepção 
Lavagem 
Descascamento 
Aparação Corte 
Tratamentos 
Pré-secagem 
Desidratação 
Condicionament
o 
Embalagem 
Estocagem