Slide Aula Processos Químicos 1

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Prof. Marcos Baroncini Proença
Princípios de Processos
Químicos Industriais
Aula 1
Conversa Inicial
Nesta aula, iremos apresentar de forma 
resumida os conhecimentos a serem 
adquiridos pelo profissional que almeja 
trabalhar como Tecnólogo de Processos 
Químicos Industriais, abordando primeiro a 
conceituação dos processos químicos 
industriais, os tipos de fluxos de produção 
em batelada e contínuo, noções sobre 
planejamento, programação e controle da 
produção, bem como os laboratórios de 
controle da qualidade
Assim, ao final desta aula, o discente 
adquirirá uma visão dos conhecimentos que 
irá aprofundar, para o desenvolvimento de 
competências e habilidades profissionais de 
gestão da produção necessários a esta 
importante área de atuação
Introdução aos Processos Químicos 
Industriais
Definição: são quaisquer processos de 
transformação industrial de matérias-primas 
em produtos, por meio de transformações 
químicas ou físico-químicas, sendo estes 
produtos dotados, na maior parte dos casos, 
de características e propriedades físicas e/ou 
químicas diferentes das matérias-primas que 
os originaram
Definição e breve histórico dos processos 
químicos industriais
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Origem: Revolução industrial Século XIX
William H. Perkin – corante a partir da anilina
BAYER – fucsina
BASF – anilina e soda cáustica
Friederich Bayer e Johann Friederich Weskott August Clemm e Carl Clemm
Primeira Guerra Mundial 
Fertilizantes
BASF – Processo Fritz Harber e Carl Bosch
Fritz Harber e Carl Bosh
Segunda Guerra Mundial 
EUA – Dupont, Colgate e 
Coca-Cola
ferdyboy/shutterstock
Império de D. João VI
Laboratório Químico-Prático 
do Rio de Janeiro – pau-
brasil, ópio, aguardente
Século XX – Shell e Medley
Década de 1950 – Getúlio 
Vargas – Petrobras
Processos Químicos Industriais no Brasil
Getúlio Vargas sancionou 
a Lei Federal 2004 em 3 de 
outubro de 1953
1975 – Ernesto Geisel – Proálcool
2018 – Entre as oito maiores – 10% PIB
Produção em Batelada
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Produção em batelada é o tipo de produção 
em pequena escala, na qual são gerados 
produtos em etapas de produção com 
períodos de tempo de processo bem definidos
Definição
Reator de Batelada
Não admite entrada de reagentes e saída 
de produtos durante o processo de reação, 
sendo alimentado da quantidade 
estequiométrica dos reagentes no início, 
depois permanecendo em operação pelo 
tempo determinado de processo e, então, 
tendo os produtos obtidos descarregados
Têm um menor custo de instalação e 
controle. Se comparados aos reatores 
contínuos, permitem um longo tempo de 
reação, permitem testar inovações em 
processos produtivos e desenvolver novos 
produtos, mas, por outro lado, não são 
viáveis para produção em larga escala e não 
permitem uma constância nas caraterísticas 
e na qualidade dos produtos obtidos
Características e aplicações Normalmente, são reatores 
construídos em aço inox, com 
sistema de agitação 
mecânica, sendo alimentados 
pela parte superior e depois 
esvaziados pelo fundo
O dimensionamento de um 
reator de batelada levará 
sempre em consideração o 
balanço de massa do 
processo produtivo e as 
características físicas e 
químicas dos reagentes e dos 
produtos
Produção em Fluxo Contínuo
Produção em fluxo contínuo é o tipo de 
produção em grande escala em que são 
gerados produtos em processos de reação 
permanente, sendo o tempo de reação, 
chamado tempo de residência no reator, 
determinado pelo fluxo dos reagentes e pelo 
volume do reator
Definição
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Reatores
Os CSTR (Continuous stirred-tank reactor –
reator de tanque de agitação contínua) e 
reatores tubulares, sendo, ainda, que os CSTR 
podem estar com configuração em série ou em 
paralelo
Esses reatores permitem a alimentação 
permanente de reagentes, maior 
homogeneidade nas características e qualidade 
dos produtos, possibilitando, inclusive, 
alterações durante o processo produtivo
Trabalham em regime permanente, de 
forma que não há esvaziamento, pois são 
constantemente alimentados e, 
constantemente, deles sairão os produtos 
CSTR têm um maior custo de 
instalação e controle se 
comparados aos reatores em 
batelada, mas em 
compensação têm menor custo 
com pessoal de operação
Permitem produção em larga 
escala, sendo que neles o 
escoamento é contínuo, sem 
acúmulo de reagentes ou de 
produtos
Características e aplicações
São utilizados preferencialmente para a 
fase líquida, podendo ser usados 
isoladamente ou em conjunto, com 
configuração em série ou em paralelo
Eficiente controle das variáveis de 
operação, resultando em uma 
homogeneidade nas propriedades e na 
qualidade do produto final
Os reatores tubulares nada mais são do que 
tubos em que os fluidos reagentes circulam 
reagindo e gerando os produtos
Podem ser constituídos por um único tubo 
longo ou por vários tubos dispostos na forma 
de feixe de tubos
São usados preferencialmente para a fase 
gasosa
Neles, alguns controles de
processo são mais difíceis,
como a
temperatura Crédito: Thyago Macson
Reator de tubos do tipo PFR
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Também são chamados de reatores do tipo 
PFR (Plug Flow Reactor), ou seja, reatores 
de escoamento pistonado
São os reatores de maior taxa de conversão 
dos reagentes em produtos
Apresentam uma boa homogeneidade das 
propriedades físicas e qualidade dos 
produtos
Noções de Planejamento, 
Programação e Controle da Produção
O PPCP (Planejamento, Programação e 
Controle da Produção) foi desenvolvido para 
que se atinja na produção os melhores 
resultados dentro do que foi dimensionado
O planejamento estratégico normalmente é 
feito pensando a empresa para os próximos 
dez anos e promovendo as atitudes a serem 
tomadas para que este planejamento tenha 
sucesso
A programação da produção usa ferramentas 
para delimitar as etapas produtivas que 
serão feitas para que se cumpra o 
planejamento feito
Etapas do PPCP 
O controle tem a função de minimizar 
quaisquer desvios de produtividade no 
processo produtivo
Ações de controle são feitas de forma 
corretiva para levar as variáveis de 
processo ao set point desejado
Produção é a variável resultante de todo o 
planejamento, a programação e o controle 
efetuados, que deve atender às demandas do 
mercado
O sucesso de um PPCP depende da correção 
das informações de demanda do mercado, da 
quantidade de recursos que serão utilizados 
para atender essa demanda, os tipos de 
operações de produção que serão usados 
para o processo produtivo e como será feito o 
controle
Para que o PPCP funcione adequadamente é 
de extrema importância classificar e 
quantificar a demanda
Sucesso de um PPCP 
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Demanda dependente é aquela mais 
constante e de mais fácil planejamento
Demanda independente é aquela que envolve 
riscos na previsão e pode variar
Normalmente se aplicam modelos para 
determinar este tipo de demanda
TOC ou Teoria das Restrições
É uma ferramenta de gerenciamento usada 
para otimizar o desempenho das organizações, 
aumentando o lucro 
Teoria das Filas
Por meio de aplicativos e modelos 
matemáticos, são simulados os processos 
produtivos, buscando solucionar pontos que 
geram espera de recursos na linha produtiva, 
de modo a otimizar o tempo de permanência 
na linha de produção
Ferramentas complementares para o PPCP 
JIT ou Just in Time
É uma ferramenta de organização da 
produção que visa eliminar o acúmulo de 
recursos no estoque ou na linha de 
produção, aumentando assim a 
produtividade da planta industrial
Exemplo de Kanban 
Kanban
É uma ferramenta de controle do fluxo de 
produção atrelada ao JIT, que usa cartões 
coloridos em um quadro para que se 
visualize onde o recurso está e como cada 
unidade produtiva está se comportando
Noções de Laboratório
de Controle de Qualidade 
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OMS (Organização 
Mundial da Saúde) 
OMS Séries de 
Informes Técnicos, 
n. 957, 2010
Gorodenkoff/shutterstock
Gerência
Planejar, implementar e manter os tipos de 
ensaio, bem como a reprodutibilidade e o 
volume de análises, calibração dos 
equipamentos, validação e quantidade de 
repetiçõespara garantir a qualidade no 
processo produtivo
Manual de procedimentos ou manual da 
qualidade
Documentação bem organizada e em dia é 
fundamental para garantir a gestão da 
qualidade 
Essa documentação deve estar bem 
organizada e ser de fácil acesso 
Envolve desde a identificação das amostras 
até os cálculos, equipamentos de análise 
instrumental, calibrações, validações, 
quantidades de repetições e verificações, 
além dos resultados e laudos finais com 
gráficos, espectros, cromatografias e outros
Deverão trabalhar no laboratório funcionários 
com as devidas formações e habilitações, 
treinamentos, habilidades e competências 
necessárias para as funções atribuídas 
Além de fazer os ensaios e elaborarem os 
laudos, deverão registrar documentalmente 
todos os procedimentos que adotaram
As instalações do laboratório devem ser 
projetadas e construídas para atender às 
especificações dos procedimentos que neles 
serão realizados, envolvendo desde a 
segurança contra agentes químicos até 
infraestrutura, como bancadas de trabalho 
ergonômicas, sistemas de exaustão e uma 
rede estabilizada para que ruídos de 
impedância não interfiram nos gráficos 
obtidos em análises instrumentais
Devem dispor de equipamentos de segurança 
e EPI adequados e de fácil acesso 
Caso sejam manipuladas substâncias tóxicas, 
devem ser tomados os devidos cuidados, 
inclusive com a construção de salas isoladas 
ou de bancadas com fluxo laminar, para 
evitar qualquer intoxicação dos funcionários 
Devem estar previstos os procedimentos para 
tratamento ou disposição de seus resíduos, 
incluindo resíduos tóxicos
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Todos os reagentes químicos, incluindo 
solventes e materiais utilizados em ensaios e 
análises, devem ser adquiridos com 
certificado de análise e apresentarem ficha 
de dados de manipulação e segurança, e 
serem sempre verificados especialmente 
quanto a estar no prazo de validade 
Nos rótulos, devem estar explicitados qual o 
reagente, seu fabricante, a data de 
fabricação e de validade, de recebimento no 
laboratório e de seu primeiro uso, sua 
concentração, a data de padronização com a 
identificação do funcionário e suas condições 
de armazenamento, além de características 
toxicológicas e de segurança
Os equipamentos, instrumentos e outros 
dispositivos devem estar permanentemente 
calibrados, verificados e receber as devidas 
manutenções periódicas
A vidraria deve estar sempre mantida na 
quantidade adequada para as análises 
químicas que serão feitas no laboratório, ter 
certificado de calibração e permanecer 
sempre limpa e organizada em gaveteiros ou 
armários, com as devidas identificações