7 - O Engenheiro Químico e os Processos Químicos - 56 slides

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O Engenheiro Químico e os Processos Químicos
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Os Processos Químicos 
O que é um 
Processo Químico ?
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O Processo Químico 
É um conjunto de operações 
químicas e/ou físicas, ordenadas, 
para promover a transformação de 
matérias-primas
em produtos finais diferentes
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O Engenheiro de Processo
Quem é o 
Engenheiro de Processo?
 
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O Engenheiro de Processo
Define quais as etapas envolvidas no processo 
Define em que ordem elas devem estar configuradas, 
Especifica as condições exatas para a realização de cada etapa. 
 
É aquele que:
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Operações Unitárias
O que são as 
Operações Unitárias?
 
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Operações Unitárias
São sequências de operações físicas necessárias a viabilização econômica de um processo químico
 
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Engenharia de Processos ou 
Engenharia de Processamento 
 É o trabalho de um grande número de engenheiros químicos envolvidos na escolha das etapas e na ordem adequada do processo. 
Além disso, o Engenheiro de Processos é 
responsável pelo seguinte ciclo:
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Ferramentas da
Engenharia de Processamento 
Balanço de massa
Balanço de energia
Etapas envolvidas no processo
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Exemplo de um processo químico
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Descrição do processo
Cajuína é uma bebida elaborada a partir do suco de caju clarificado e esterilizado no interior de recipientes, apresentando uma cor amarelo-âmbar, resultante da caramelização dos açúcares do próprio suco. 
A recepção dos cajus é feita no local do processamento, de forma a evitar o esmagamento destes. Realiza-se então a pesagem, a fim de se obter o rendimento. A separação da castanha do pedúnculo pode ser feita manualmente. 
A lavagem dos cajus pode ser feita em água corrente ou em qualquer tipo de lavador, com a finalidade de se remover as sujeiras mais grossas, que normalmente estão aderidas ao fruto. 
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Recepção dos cajus
Descastanhamento 
Diagrama de blocos da obtenção da cajuína
Pesagem dos cajus
Seleção 
Cajus ruins
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Descrição do processo
A seleção seguinte tem o objetivo de eliminar os cajus inadequados ao processamento. A extração do suco é feita numa despolpadeira. Para clarificá-lo, usa-se uma solução de gelatina a 10%, numa proporção de 3ml/l de suco. A gelatina é colocada em água fria, aquecida com agitação, até a fusão. Esta operação pode ser realizada em depósito de vidro, aço inox ou alumínio. 
A sedimentação é uma operação que consiste em deixar o material em repouso durante 20 a 30 minutos, para que o material em suspensão sedimente, facilitando a operação seguinte. 
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Diagrama de blocos da obtenção da cajuína
Extração do suco
Seleção
Refugo
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Descrição do processo
A filtração é a operação seguinte, realizada para se obter um suco clarificado. O produto é então acondicionado em garrafas de 200 a 500ml de cor branca. As garrafas são fechadas com o auxílio de uma capsuladeira, usando-se para isso cápsulas metálicas, com proteção interna de plástico. 
Em seguida as garrafas são totalmente submersas em banho-maria, a 100ºC, cerca de 2 horas. Após o tratamento térmico, as garrafas são resfriadas em água corrente, dentro do próprio recipiente. A armazenagem é feita em local apropriado da fábrica, à temperatura ambiente.
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Diagrama de blocos da obtenção da cajuína
Resfriamento
Acondicionamento
Filtração
Refugo
Garrafas e cápsulas
Água corrente
Armazenamento
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Exemplo de um processo químico
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Descrição do processo
Os cajus são recebidos, pesados, descastanhados, selecionados, secados e em seguida é feito o primeiro armazenamento em sacos ou a granel. Esta seleção, após a recepção, é feita de modo a descartar os frutos danificados, impróprios ao processo produtivo. O refugo é secado ao sol e aproveitado como farinha. As impurezas residuais presentes ainda com as castanhas são retiradas através de uma limpeza realizada com peneiras vibratórias. Em seguida, as castanhas são separadas em tamanhos diferentes (calibragem). A etapa seguinte consiste em um processo de umidificação, feita por imersão em água fria durante 5 minutos e repouso de 12 a 24 horas. 
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Esta etapa tem por finalidade proteger a amêndoa da ação do calor na torração e fritura, e facilitar a retirada do LCC (líquido da casca da castanha). O LCC representa 25% do peso da castanha in natura. É constituído de uma mistura de fenóis vegetais, dos quais os principais são o ácido anacárdico (cerca de 90%) e o cardol (10%). É um liquido de natureza cáustica e bastante corrosiva. O processo mais primitivo para a extração do LCC da castanha, consiste em assá-la em chapas ao ar livre ou em panelas abertas montadas sobre uma fornalha, a uma temperatura que varia entre 185°C e 190°C. Com o aquecimento, há exsudação do LCC, o qual frequentemente se inflama. Após esta fritura, resta ainda certa quantidade de LCC aderida à castanha. 
Descrição do processo
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As castanhas seguem então para um processo de drenagem desse excesso de LCC e em seguida encaminhadas para um processo de resfriamento. Nesta etapa a castanha é misturada com serragem com a finalidade de absorver o excesso de LCC. O descascamento, logo a seguir, pode ser feito à mão ou com pequenas máquinas operadas manualmente. Nesta etapa, a amêndoa é separada da casca, seguindo cada uma, sequências diferentes. A amêndoa passa então por um processo de secagem em estufas até atingir um teor de umidade em torno de 2,5 a 3%. Esta etapa de secagem tem a finalidade de facilitar a retirada da película, pois a mesma fica quebradiça facilitando esta operação. 
Descrição do processo
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A despeliculagem consiste na retirada da película, a qual pode ser feita manual ou mecanicamente. Após esta fase, a amêndoa é reidratada até atingirem aproximadamente 4 a 4,5% de umidade, pois devido ao seu baixo teor de umidade após sair da estufa se torna muito quebradiça. As amêndoas são em seguida selecionadas pela cor, através de um sistema fotoelétrico e pneumático. Esta operação de classificação é de grande importância, pois é a última verificação do produto a ser embalado. Ao final do processo, o produto obtido é acondicionado em latas. Antes da expedição para o mercado consumidor, todos os produtos são armazenados em caixas de papelão.
Descrição do processo
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A Profissão do EQ
O objetivo de toda profissão deve ser o de aplicar o conhecimento científico adquirido na melhoria da qualidade de vida da humanidade.
O Engenheiro Químico e os 
Processos Químicos
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Como a Engenharia Química 
serve a 
Humanidade ?
O Engenheiro Químico e os 
Processos Químicos
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O Engenheiro Químico e os 
Processos Químicos
A Engenharia Química serve a 
Humanidade através de 
vários eixos:
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Através da pesquisa:
Mestrado
Doutorado
Centros de pesquisa
O Engenheiro Químico e os 
Processos Químicos
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Através do desenvolvimento de novos 
processos e produtos:
Desenvolvimento de novos materiais, principalmente usando nanotecnologia 
(exemplo: catalisadores mais eficientes)
Utilização da biotecnologia na obtenção de produtos pelo uso de microrganismos ou enzimas 
(exemplos: remédios e cosméticos) 
O Engenheiro Químico e os 
Processos Químicos
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Desenvolvimento de tecnologias limpas (não poluentes) e baseadas em matérias-primas renováveis 
(exemplo: “plástico verde”) 
Controle de poluição (sólidos, líquidos e gases) e gestão ambiental 
(exemplo: monitoramento e melhoria da qualidade do ar nas cidades)
O Engenheiro Químico e os 
Processos Químicos
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Através de projetos e da construção e operação de plantas industriais para fabricação de produtos químicos de utilidade para as pessoas:
Controle automático de processos em batelada, controle de alto desempenho e de plantas inteiras (exemplo: automatização de plantas multipropósitos)
Desenvolvimento de matrizes energéticas sustentáveis (exemplos: solar e a partir da biomassa)
O Engenheiro Químico e os 
Processos Químicos
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Melhor entendimento da ação das drogas (remédios) no corpo humano, através da investigação da bioquímica corporal usando métodos físico-químicos e modelagem matemática 
(exemplo: desenvolvimento de medicamentos com liberação controlada no organismo) 
O Engenheiro Químico e os 
Processos Químicos
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O Engenheiro Químico atuando como Engenheiro de Processo
O que é de sua responsabilidade?
Quais suas atribuições?
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Dimensionar os equipamentos do 
processo colocando:
Suas dimensões:
Escala de laboratório?
Escala industrial?
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Dimensionar os equipamentos do 
processo colocando:
Os acessórios internos:
Válvulas
Manômetros
Conexões
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Dimensionar os equipamentos do 
processo colocando:
As características dos materiais químicos quanto à ação corrosiva para a escolha adequada do material do equipamento
A potência dos equipamentos de transporte dos fluidos 
envolvidos
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O Engenheiro Químico
Quais são as características do
Engenheiro Químico?
 
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O Engenheiro Químico
Para ter sucesso o
Engenheiro Químico deve possuir algumas características fundamentais. 
Podemos citar algumas:
 
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Características do EQ 
Engenheiro Químico
Habilidade
Iniciativa
Comunicabilidade
Atualização
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Habilidade
Para quê?
Para realizar o trabalho que normalmente consiste em definir o problema e esquematizar a solução
Um trabalho na indústria nem sempre é bem definido e nem sempre estão disponíveis todos os dados necessários à sua solução 
Para isso, o EQ precisa ter a HABILIDADE de buscar a cooperação da equipe 
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Comunicabilidade
Para quê?
Para ajudar nas Relações Interpessoais
Não basta ter habilidade para obter ajuda na resolução do problema. É preciso saber se comunicar. 
Comunicações pessoais, escritas ou orais tornam-se ferramentas básicas na profissão.
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Iniciativa
Para quê?
Para tomada de decisões quando for necessário
Não é suficiente desempenhar bem as tarefas que lhe são atribuídas. O EQ precisa estar atento para encontrar e sugerir novas tarefas.
Ele não deve esperar que lhe digam tudo o que fazer. Ele deve ter a INICIATIVA de procurar o que pode ser melhorado no processo.
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Atualização
Para quê?
Esta é uma exigência do MERCADO DE TRABALHO
Ele deve pesquisar novas técnicas e ferramentas na literatura, participar de encontros profissionais, trocar idéias com os colegas de trabalho.
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O Engenheiro Químico
O que os
Engenheiros Químicos fazem?
 
Onde trabalham?
 
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Além das indústrias químicas e petroquímicas, os Engenheiros Químicos trabalham numa grande variedade de atividades industrias, tais como:
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Mercado de Trabalho
Indústrias químicas em geral
Usinas de açúcar e álcool
Perfumes e cosméticos
Indústrias farmacêuticas
Produtos Metalúrgicos e metálicos
Sabão e Detergentes
Tintas e vernizes
Papel e celulose
Indústrias Cerâmicas
Plásticos e Resinas Sintéticas
Biotecnologia
Alimentos e Bebidas
Indústria Têxtil
Consultoria
Graxas e gorduras
Fertilizantes e produtos agrícolas
Cal e Cimento
Governo
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Os Processos Químicos 
Quando um produto é diferente do outro?
 Quando possui:
um estado distinto
ou tenha mudado suas condições
Composição diferente 
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Os Processos Químicos 
Quais são os fatores que determinam o
desenvolvimento de uma indústria química ?
 Quando existe:
Produtos a fabricar
Grau de desenvolvimento da ciência
Necessidades a satisfazer
Grau de desenvolvimento da tecnologia
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Os Processos Químicos 
Quais são os fatores que determinam o
desenvolvimento de uma indústria química ?
 Quando existe:
As matérias-primas
A tecnologia
Disponibilidade e custo relativo da mão-de-obra
Situação político-social
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Curiosidade entre Processos
 Destilar em um alambique para produzir álcool 
Parecem práticas opostas, entretanto....
... Os conceitos utilizados são os mesmos
Destilar petróleo para separar a gasolina 
Assim como filtrar corantes saídos de uma síntese e filtrar 
lamas de uma estação de depuração também.
e
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Operação Unitária 
 Desta constatação, nasceu no início do século 
Por isso a Engenharia de Processos atende da indústria 
química a indústria farmacêutica e agro-alimentar, 
por exemplo.
A noção de Operação Unitária que é o princípio fundador
da Engenharia de Processos
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Exemplos curiosos de produtos do dia-a-dia obtidos através de 
processos químicos
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O álcool para fazer essas pastilhas é diferente do álcool 
etílico que se compra em farmácia e supermercado. 
O álcool sólido é feito com alcoóis de cadeia mais longa 
(mais carbonos em sua composição). Isto faz com que sua 
consistência seja mais sólida, parecida com a da parafina, 
tornando possível a preparação de pastilhas para 
acendimento de lareiras e churrasqueiras.
Tabletes de álcool sólido para acender churrasqueira
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Eles contém detergentes cujas moléculas tem 
extremidades diferentes. Uma delas agarra a 
sujeira e a outra se liga á água 
arrastando tanto a sujeira quanto a 
molécula morta.
Produtos de limpeza da pele
Uma famosa indústria francesa de cosméticos lançou um
creme com vitamina C pura. Eles conseguiram conservar a polpa da laranja para ser injetada dentro de cápsulas microscópicas feitas com materiais impermeáveis.
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O rímel forma uma capa para ‘engordar’ o cílio. 
As ceramidas são responsáveis por isso pois são moléculas 
fortalecedoras inseridas no processo de fabricação do produto.
A nova cara da maquiagem
A sombra borra menos e filtra os raios solares.
O batom que não sai com a saliva e nem deixa marcas na roupa é
feito com silicone volátil em vez de ceras.
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Introdução a Engenharia Química. 
Nilo Indio do Brasil – Ed. Interciência, 1999
Bibliografia utilizada:
Engenharia Química: Princípios e Cálculos
David Himmelblau – Ed. Prentice-Hall do Brasil, 6ª edição, 1998
Vale a pena estudar Engenharia Química.
Marco Aurélio Cremasco – Ed. Edgard Blucher , 2005
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