INTRODUÇÃO A
OPERAÇÕES
UNITÁRIAS
CEFET_BA
PROFº DIÓGENES GANGHIS
A profissão de engenheiro nasceu junto com a
revolução industrial no século XIX.
O engenheiro atua em quatro campos:
1. Dimensionamento da instalação industrial:
desenho, dimensionamento e construção.
2. Operação: supervisão, manutenção e
otimização.
3. Administração, vendas, planejamento geral
4. Pesquisa: básica ou aplicada para o
desenvolvimento de produtos e processos
O que o engenheiro faz?
• Escolhe o tipo de equipamento adequado
• Faz seu dimensionamento
• Calcula o tempo de processamento
• Calcula o custos do investimento e da operação
• Faz balanços de massa e energia da operação
• Avalia o desempenho
Aplicação da Física e da Química
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Estrutura física da matéria
Composição química dos materiais
Leis da mecânica
Transferência de massa e energia
Modelagem matemática e simulação dos
fenômenos físicos
http://www.facens.br/site/alunos/download/int_eng_elet/walmirsg_IEE_I-a_engenharia-etica_profissional.ppt
Setores de atuação do engenheiro
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Indústrias;
Instituições públicas e privadas;
Escritórios de consultoria e assessoria;
Estabelecimentos de ensino;
Institutos de pesquisa;
Bancos de investimento e desenvolvimento
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Qualidades do profissional
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Formação básica multidisciplinar
Raciocínio analítico
Estudo continuado
Conhecimento sistêmico
Conhecimentos gerais
Participação social
Capacidade de síntese
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Relações humanas
 O Engenheiro passa boa parte do tempo
se relacionando com pessoas.
Experimentação
 Testar protótipos
 Regular o funcionamento de sistemas
 Medir variáveis físicas em processos
ºC
atm
Trabalho em grupo
(o engenheiro não trabalha sozinho)
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Respeito aos colegas
Capacidade expor e discutir idéias
Renúncia de idéias ultrapassadas
A pessoa progride:
 pelo que sabe;
 pelo que produz;
 pelo que pratica.
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Aperfeiçoamento contínuo
 Atualização:
 Livros, revistas técnicas e científicas,
seminários, congressos, feiras industriais
 Diploma = ponto de partida;
 Especializações;
 Pós-graduação
 Mestrado: conhecimento em área específica;
 Doutorado: formação de pesquisadores e
professores universitários.
Ética profissional
 Responsabilidade na organização local, com a
humanidade e a vida.
 A Ética deve ser a base sobre a qual é
estabelecido o comportamento do profissional
perante a sociedade, o empregador e o cliente.
 A formação do Engenheiro tem um custo social
que deve ser resgatado através de sua atuação
consciente na sociedade, ou seja, a sociedade
deve se beneficiar do trabalho do Engenheiro.
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A industrialização dos produtos agrícolas,
pecuários e pesqueiros tem por objetivo:
• Facilitar o manuseio e o transporte
• Aumentar a vida de prateleira
• Melhorar algumas qualidades:
toxicidade, sabor, textura, aparência e
valor nutritivo
Campo da engenharia de alimentos
Recursos naturais
Produção agropecuária
Produtos do campo
Pré-processamento
Matéria primas agrícolas
Industrialização
Produtos alimentícios
Transporte
Armazenamento
Comercialização
Alimento processado para consumo
RECURSOS
TECNOLÓGICOS
Três enfoques para o estudo dos
processamentos industriais
1. Estudar a tecnologia de um certo tipo de
indústria, por exemplo: cervejarias, laticínios,
industria açucareira, etc...
2. Estudar as operações usuais a muitas
indústrias, por exemplo: evaporação,
extração, centrifugação, etc...
3. Estudar os fenômenos de transferência de
quantidade de movimento, calor e massa.
As operações unitárias e os
princípios de transferência
Força ou
fluxo por
unidade de
superfície
=
Coeficiente
de
transferência
Gradiente
x
Gradiente
de
potencial
Fluxo
Velocidade
momentum
Temperatura
Calor
Concentração, potencial químico
Massa
Tendo em vista a imensa quantidade de
equipamentos industriais existentes no mercado e
que fazem um trabalho equivalente, a única maneira
possível de entender o funcionamento dos mesmos
é pelo critério de operações unitárias
Processos
unitários
Tecnologia de
=
alimentos
Mudanças
químicas,
biológicas e
microbiológicas
Ciência
Operações
unitárias
+
Mudanças
físicas
Engenharia
Fluido é um meio que se deforma continuamente quando
sujeito a uma tensão.
Uma camada de fluido desliza sobre a outra. Existe atrito
entre as camadas de fluido. A razão entre a tensão
aplicada e a taxa de deformação é a viscosidade do fluido.
 Ft 
 A 

 v 
 
 y 
http://www.fem.unicamp.br/~em524/Textos_Transparencias/CAP_1/aula-1_arquivos/frame.htm
Operações unitárias de quantidade de movimento
Objetivo
Transporte
Mistura
Separação
Modificação
de tamanho
Fluidos
(líquidos e
gases)
Bombeamento
Ventilação
Compressão
Agitação
Mistura
Centrifugação
(L-L)
Atomização
Fluidos e
sólidos
Transporte
Pneumático
Transporte
hidráulico
Perda de
pressão em
leitos
empacotados
Fluidização
Suspensão de
sólidos em
líquidos
(agitação)
Sólidos
Transporte
Mecânico de
sólidos
Misturadores
de sólidos
Materiais
Filtração
(L-S)
Centrifugação
(L-S)
Sedimentação
(L-S)
Separação
pneumática
(G-S)
Prensagem
Peneiragem
Moagem
Operações unitárias de
transferência de impulso
1.
2.
3.
4.
5.
6.
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8.
9.
10.
11.
Bombeamento de líquidos
Escoamento gravitatório de líquidos
Ventilação (gases)
Compressão (gases)
Decantação
Centrifugação
Agitação de líquido
Mistura de líquidos e líquido-gás
Atomização líquido-gás (aspersão)
Atomização líquido-líquido (homogeneização)
Movimentação de fluidos através de sólidos porosos
Operações unitárias de transferência
de quantidade de movimento
12.
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19.
20.
21.
22.
Fluidização
Transporte pneumático
Transporte hidráulico
Decantação de sólidos
Filtração
Ultra-filtração
Centrifugação sólido-líquido
Separação com ciclones
Mistura líquido-sólido
Prensagem
Fluxo a granel (sólidos particulados)
Operações unitárias de transferência
de quantidade de movimento
23.
24.
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26.
27.
28.
Peneiração
Decantação sólido-sólido
Mistura sólido-sólido
Moagem, trituração, desfibração de sólidos
Compactação de sólidos
Aglomeração de partículas sólidas
Bombas
Centrífuga
Decantador
Ciclone de separação
Operações unitárias de
transferência de calor
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Branqueamento
Cozimento e fritura
Pasteurização e esterilização
Evaporação e condensação
Congelamento
Crio-concentração
Refrigeração
Geração de vapor
Fornos
Operações unitárias de
transferência de massa
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Destilação
Absorção de gases
Umidificação e de desumidificação de ar
Secagem
Extração líquido-líquido
Extração sólido-líquido
Cristalização
Adsorção e troca iônica
Separação por membranas
Desaeração
Higienização química
Destilação
Desidratação de alimentos
Separação por membranas
Cristalização
As operações unitárias de
uma indústria de alimentos
Diagrama de blocos simplificado
da produção de etanol
Cana-de-açúcar
Preparação
Água quente
Cana picada
Difusão
Bagaço úmido
Caldo de
14 º Brix
Prensagem
Caldo
Fermentação
Vapor
Água fria
Vinho
Destilação
Vinhoto
Álcool etílico 96º GL
Bagaço
O estudo das operações unitárias permite
predizer o comportamento de sistemas.
Se usam as seguintes ferramentas:
a) Princípios ou leis da conservação de massa,
quantidade de movimento e entalpia
b) Equações constitutivas ou descritivas do
fenômeno de transferência
c) Equações de estado (gases ideais, Van der
Walls, etc.)
d) Condições de contorno