Operações Unitárias na Indústria Química

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Engenharia Química
Daysiane Maria Parreiras Ferreira
Ludmila Carvalho Viggiano
SAPONIFICAÇÃO
Prof (a): Fernanda Palladino
BELO HORIZONTE
2017
INTRODUÇÃO 
 Os óleos e gorduras são os lipídios mais abundantes na natureza, essas substâncias são a associação de glicerol com ácidos graxos. O sabão é um sal de ácido graxo que ocorre devido a reação de saponificação (apresentada a seguir):
ÁCIDO GRAXO + BASE FORTE SAL + ÁGUA
 (óleo usado) (NaOH) (sabão)
 
SECAGEM
Em geral entende-se por Secagem a operação unitária destinada à remoção de um líquido agregado a um sólido para uma fase gasosa insaturada através de vaporização térmica. Esta vaporização ocorrendo em uma temperatura inferior àquela de ebulição do líquido na pressão do sistema. 
Normalmente se mentaliza um sólido como algo com forma definida, em alguns casos o que se tem na alimentação do secador é uma pasta ou uma suspensão de sólidos ou ainda uma solução. Porém em qualquer situação o produto final é sólido com alguma umidade.
A secagem está entre as operações mais usuais na indústria química. Em uma boa parte das situações é o último processamento do produto antes de sua classificação e embalagem. 
A qualidade do produto seco, a quantidade de energia gasta e o tempo utilizado neste processo são parâmetros primordiais para a rentabilidade do bem submetido a esta operação.
 Os fenômenos de transferência de calor, remoção de umidade e alterações de dimensões, cor, sabor, resistência mecânica e outros, envolvidos em uma operação de secagem são complexos. 
CURA
A cura, muitas das vezes é confundida com a operação de secagem. A secagem, pode sim, ser parte do processo de cura, porém na secagem, o fenômeno de remoção de líquido é um fenômeno físico, não envolvendo reações químicas.
A Cura é uma operação que promove importantes modificações físico-químicas em um dado material, como perda de líquido, reações químicas de neutralização, oxidação, fermentação, dentre outros. A cura pode ser realizada em diferentes matérias, alguns exemplos são o sabão, queijos, cachaça, couro, madeira etc.
 O processo de cura em determinadas ocasiões pode receber diferentes denominações, o processo de cura do queijo, por exemplo, denomina-se maturação, termo muito utilizado para carnes também, e a cura do couro é chamada curtume.
AGITADORES
 A agitação é a movimentação de líquidos por meio de impulsionadores giratórios, pode incluir gases e sólidos em forma de partícula. É uma operação unitária muito utilizada por indústrias de pequeno a grande porte. Tem o objetivo de:
• misturar líquidos miscíveis;
• dispersão de líquidos imiscíveis;
• mistura de dois ou mais sólidos (pós secos);
• mistura de líquidos e sólidos (pastas e suspensões);
• dispersão de gases em líquidos (aeração);
• auxiliar na transferência de calor (convecção);
• auxiliar na transferência de massa (convecção);
• reduzir aglomerados de partículas;
• acelerar reações químicas;
• obter materiais com propriedades diferentes da matéria prima original.
 Para a agitação é necessário um reservatório e um rotor (impulsor) acionado por um motor de velocidade. Os impulsionadores de líquidos (pás, turbinas e hélices) aplicam energia mecânica aos líquidos para criar correntes que atinjam todos os pontos do reservatório, ação de misturar acontece afastada dos impulsores. É o impulsor o responsável pelo tipo de fluxo que depende de: tipo do impulsor, características do fluido, tamanho do tanque e a existência de chicanas.
 O vórtice é devido a ação da força centrífuga que age quando o líquido está em rotação e ocorre em líquidos que possuem viscosidade baixa. As maneiras de evita-lo são: descentralizando o agitador, inclinar o agitador 15° em relação ao tanque, colocar o agitador na vertical e usar chicanas. As chicanas são usadas evitar a formação de vórtices na agitação de líquidos de viscosidade reduzida, são tiras colocadas perpendicularmente à parede para interferirem no fluxo rotacional sem interferir no fluxo radial e axial.
Figura 1 – Tanque com chicanas
 
Figura 2 – Tipos de fluxo
Tipo de agitadores
Hélice: utilizada para fluidos de baixa viscosidade (μ < 50 cP), maior circulação que da turbina. Usada para transferência de calor mas não fornece tensão de cisalhamento. sólidos em suspensão. Uso: sólidos em suspensão e mistura de fluidos miscíveis. 
Figura 3 – Agitador do tipo hélice
Turbina: alta velocidade de rotação e podem apresentar escoamento radial. Tem alta tensão de cisalhamento nas pontas do agitador e escoamento axial quando as pás são inclinadas, usada para transferência de calor. Uso: fluidos viscosos e pouco viscosos, dispersão de gases em líquidos, mistura de líquidos miscíveis e dispersão de gases. 
Figura 4 - Agitadores do tipo turbina
Pás: velocidade de rotação baixa. Uso: mistura de líquidos consistentes.
Figura 5 – Diversos tipos de agitadores
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AGITAÇÃO E MISTURA. Disponível em <www.unicamp.br-fea-aula14_Agitacao>. Acesso em 01/09/2017
SECAGEM. Disponível em <http://sites.poli.usp.br/d/pqi2530/alimentos/pacheco_secagem_cap_1.pdf>. Acesso em 01/09/2017
CURA. Disponível em <http://www.profigen.com.br/ler/1/349/315/cura>. Acesso em 01/09/2017