OPI - Aula 1

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OPERAÇOES 
UNITARIAS I
Profa.. Ma Roberta Romero
Apresentações
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Roberta Romero
Professora Ma 
Engenheira Química, especializada em Gestão, mestre em 
Engenharia Ambiental pela Universidade de Barcelona 
(Espanha), atuei na área de Higiene Ocupacional em grandes 
empresas como Transpetro e Aços Villares. Também na área 
de saúde ambiental com fiscalização e elaboração de ofícios e 
legislações em áreas contaminadas e reúso de água. Na área 
acadêmica atuei como professora na Engenharia Química, 
Mecânica, Ambiental, Petróleo, Elétrica e de Produção em 
disciplinas de Operações Unitárias, Termodinâmica, Química 
Analítica, Materiais de Engenharia, PTC, FTIII, TCC e etc.
Amo praia, animaizinhos, viajar e aprender idiomas
Introdução
Conceitos Básicos
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O engenheiro
Campos de trabalho do Engenheiro:
- Dimensionamento de instalação industrial, desenho, dimensionamento e construção
- Operação e supervisão, manutenção e otimização
- Pesquisa básica ou aplicada para o desenvolvimento de produtos e processos.
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O engenheiro
O que o Engenheiro faz:
❏ Seleciona o tipo de equipamento adequado
❏ Dimensiona os equipamentos
❏ Calcula o tempo de processamento
❏ Elabora os balanços de massa e energia da operação
❏ Calcula os custos do investimento necessário 
❏ Calcula os custos operacionais
❏ Avalia o desempenho do processo
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Pra que serve OP?
Setores de Atuação do Engenheiro:
❏ Industrias
❏ Instituições Públicas e Privadas
❏ Empresas de consultoria e assessoria
❏ Instituições de Ensino e Pesquisa
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Pra que serve OP?
Qualidades do Profissional de Engenharia:
❏ Formação Básica Multidisciplinar
❏ Raciocínio Analítico
❏ Estudo Continuado
❏ Conhecimento Sistêmico
❏ Conhecimentos Gerais
❏ Participação Social
❏ Capacidade de Síntese
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Pra que serve OP?
O Engenheiro não trabalha sozinho por isso é importante...:
❏ Respeito aos colegas
❏ Capacidade de expor e discutir ideias
❏ Renúncia de ideias ultrapassadas
❏ A pessoa progride pelo 
- Que sabe
- Que produz
- Que pratica
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Pra que serve OP?
Aperfeiçoamento Contínuo:
❏ Atualização: livros, artigos, seminários, congressos, feiras industriais.
❏ Diploma :Ponto de partida
❏ Especialização e pós-graduação lato sensu
❏ Pós-graduação strictu-sensu :Mestrado e Doutorado
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Metas e Objetivo
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Estudar OP de 
transporte, mistura, 
separação e 
redução de 
tamanho de 
partículas, fluidos e 
sólidos
Capacitar os alunos 
a resolver 
problemas de 
dimensionamento 
de equipamento
Identificar as 
principais OPs da 
Indústria Química
Possibilitar o 
aluno discutir 
criticamente as 
OPs
 
Atividade 1 - Vamos dividir conhecimento
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Artigo para discussão
https://www.brazilianjournals.com/index.php/BRJD/article/view/280/235
“Qualquer processo químico, qualquer que seja a sua escala, pode ser decomposto numa série coordenada que se podem denominar “ações unitárias”, como moagem, misturação, aquecimento, ustulação, absorção, condensação, lixiviação, precipitação, cristalização, filtração, dissolução, eletrólise etc. O número destas 
operações unitárias básicas não é muito grande e relativamente poucos delas 
estão presentes num processo particular qualquer. A complexidade da engenharia 
química provém da diversidade das condições, como a temperatura, a pressão etc., 
sob as quais as ações unitárias devem ser realizadas nos diversos processos, das 
limitações dos materiais de construção e do projeto dos equipamentos, impostas 
pelo caráter físico e químico das substâncias reagentes.”
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Conceitos Básicos
Operação: fundamenta-se nas transformações físicas sofridas pela 
matéria-prima na sua forma, dimensão e temperatura.
Processo: quando durante a transformação da matéria-prima ocorrem 
reações químicas.
Processo de fabricação: conjunto de operações e processos, objetivando 
transformar uma matéria- prima específica em um determinado produto 
final.
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Conceitos Básicos
Fluxograma: Representação gráfica de um processo, da planta como um todo ou de uma parte 
dela.
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Conceitos Básicos
Fluxograma: Representação gráfica de um processo, da planta como um todo ou de uma parte 
dela.
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Conceitos Básicos
Fluxograma: Representação gráfica de um processo, da planta como um todo ou de uma parte 
dela.
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Aula basica sobre fluxogramas
https://www.youtube.com/watch?v=HB2bUfhpRqo
Definições
O que são Operações Unitárias?
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Onde tudo começou?
▰ 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.
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O que são Operações Unitárias?
As operações unitárias são os blocos individuais que compõem um processamento, que vai dar origem a um 
produto final a partir de uma certa matéria-prima.
Cada uma das etapas seqüenciais numa linha de produção industrial é, portanto, uma operação unitária. O 
conjunto de todas as etapas, compõe um PROCESSO UNITÁRIO.
Operações Unitárias são seqüências de operações físicas necessárias à viabilização econômica de um processo 
químico.
Operação Unitária é toda a unidade do processo onde os materiais sofrem alterações no seu estado físico ou 
químico e que pode ser projectada com base em princípios físico/químicos comuns”
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Tipos de operações unitárias
❏ Mecânica
❏ Transferência de Massa
❏ Transferência de Calor
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Tipos de operações unitárias
❏ Mecânica : são as operações de transporte e separação de 
fluidos.
Definição de Fluídos: É uma substancia, que ao ser submetido a uma tensão de cisalhamento, 
ao invés de deformar-se como um sólido, escoa. São basicamente, líquidos, gases e 
partículas fluidizadas. Características dos fluídos mais importante para dimensionamento de 
equipamentos e processos: Viscosidade e pressão.
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Tipos de operações unitárias
Transporte e Armazenamento de Fluidos
Bombas: centrífugas(rotor) e deslocamento positivo ( pistão)
Válvulas (Controle e bloqueio).
Tubulações.
Medidores de vazão. 
Vasos Pressurizados. 
Mistura e agitação.
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Tipos de operações unitárias
Separações Mecânicas em Fluidos
Centrifugação
Filtração
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Tipos de operações unitárias
Operações Mecânicas envolvendo sistemas de sólidos 
- Fragmentação
- Transporte
- Peneiramento
- Mistura
- Armazenamento 
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Tipos de operações unitárias
❏ Transferência de calor : são as operações de trocas térmicas 
entre fluidos. 
 Mecanismos de troca de calor: 
Condução , convecção e radiação
Principais equipamentos de troca de calor: trocadores de calor, evaporadores
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Tipos de operações unitárias
❏ Transferência de massa : são as operações de fluidos 
miscíveis 
 Propriedades das soluções: diferenças de ponto de ebulição, volatilidade relativa. 
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Tipos de operações unitárias
Principais Operações de Transferência de Massa
Destilação 
Adsorção (Liquido-gás)
Absorção
Extração líquido-líquido
Cristalização
Troca Iônica
Secagem de sólidos 27
Tipos de Processos
❏ Contínuos
❏ Descontínuos
❏ Semi-contínuos
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Tipos de Operações Unitárias
❏ Processo Contínuo
O processo contínuo, por sua vez, não realiza paradas de reabastecimento do sistema, exceto paradas para 
manutenção. A produção opera de forma ininterrupta, o que significa que o sistema é suprido de forma 
contínua e, simultaneamente, o produto formado é descarregado. Este tipo de processamento opera em 
regime permanente ou estado estacionário, onde condições como temperatura e vazão oscilam bem pouco 
ao longo do tempo. 
Um exemplo de processo contínuo é a destilação de álcool, na qual o sistema é alimentado com caldo de 
cana fermentado, sendo produzido álcool hidratado a todo instante.
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Processo Continuo na Industria
https://doi.org/10.1590/S0034-75901986000100011
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Tipos de Operações Unitárias❏ Processo Contínuo
Limpeza do 
equipamento
Descarregamento do 
Produto
Transformação 
desejada
Carregamento doequipamento com a 
matéria prima
Processo 
Contínuo
Tipos de Operações Unitárias
Tipos de Operações Unitárias
❏ Processo Descontínuo
O processo batelada é o modo de operação em que o sistema é operado de maneira descontínua, em regime 
transiente ou estado não estacionário. Isto é, em cada batelada (ciclo) o sistema é carregado com as 
matérias-primas e reagentes necessários, de forma que é efetuada a reação e formam-se os produtos. 
Após o produto final ser retirado do sistema, o reator é alimentado novamente com os insumos e inicia-se uma 
nova batelada. Neste modo de processamento, o tempo é uma variável importante pois, junto dele, variam a 
temperatura e a concentração no reator. 
O melhor exemplo de processo em modelo de batelada do dia-a-dia é a produção de um simples bolo caseiro. Nele, 
os ingredientes funcionam como reagentes químicos que sofrem transformações antes de serem misturados e 
irem para o forno, que, no exemplo, funcionaria como um reator. Após uma quantidade de tempo específica, temos 
o nosso produto final, o desejado bolo.
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https://propeq.com/post/como-escolher-o-melhor-reator-industrial-para-seu-processo/
Tipos de Operações Unitárias
❏ Processo Descontínuo
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CARREGAMENTO
 
TRANSFORMACAO
 
DESCARREGAMENTO
 
Tipos de Operações Unitárias
❏ Processo Semi -Continuo
Existe também o processo semi-contínuo. Neste tipo de operação alguns componentes são alimentados em 
bateladas enquanto outros são abastecidos de forma contínua. Por exemplo, no sistema de uma cafeteira, o pó de 
café é adicionado em bateladas, ou seja, apenas a quantidade necessária para o preparo da bebida. Já a água opera 
de forma contínua, uma vez que ela é adicionada de forma contínua ao mesmo tempo que o café líquido é retirado.
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Tipos de Operações Unitárias
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Contínuo Batelada ( descontínuo)
Custo Elevado com equipamentos e tubulações Baixo custo de equipamentos
Paradas menos frequentes Paradas frequentes para reposição dos reagentes
Instalações complexas e sofisticadas Construção e instrumentação simples
Baixo Custo Operacional Alto custo operacional de manipulação de materiais
Necessitam de locais extensos para que todas 
tubulações e equipamentos sejam alocados
Não necessita de muito espaço para realizar as 
operações 
Na ordem de Km2 Na ordem de m2
Tipos de Operações Unitárias
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 Polo Petroquímico de Camaçari
 Suzano Papel e Celulose
Petroquímicas, siderúrgicas, papel e celulose, automóveis
Tipos de Operações Unitárias
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 Indústria Farmacêutica
 Heineken - Alagoinhas
Alimentos, cosméticos, bebidas, farmaceuticas, 
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Obrigada!
Dúvidas?