Processos de Separação

Conhecimentos de Base Recomendados

As unidades curriculares do plano curricular de Bioengenharia de semestres anteriores mais relevantes para a compreensão dos conteúdos de Processos de Separação são: Matemática, Termodinâmica e Fenómenos de Transporte I

Métodos de Ensino

A unidade curricular desenvolve-se em aulas teóricas em que se promove a exposição dos conteúdos recorrendo frequentemente à apresentação de exemplos e em aulas teórico-práticas onde são resolvidos problemas de aplicação dos conteúdos aprendidos nas aulas teóricas. Nas aulas teórico-práticas, após uma discussão genérica sobre os problemas, os alunos são incentivados a prosseguir com as resoluções, sendo no final discutidos os resultados obtidos.
Em termos de avaliação é permitido aos alunos optarem por um de dois sistemas de avaliação: 1) avaliação tradicional, em que os discentes são avaliados por meio de um exame final, sob a forma de prova escrita sem consulta, com a duração de 3 horas ou 2) avaliação contínua, em que os alunos são avaliados por meio de quatro testes escritos (nota mínima de 7,5 valores) durante o período letivo, no final de cada um dos quatro módulos. Cada teste contribui com 25% para a nota final.

Resultados de Aprendizagem

Pretende-se que os alunos que frequentam esta unidade curricular:
i) estudem e compreendam quatro operações unitárias de utilização frequente ao nível industrial: a filtração, a sedimentação, a destilação e a secagem;
ii) apliquem conceitos de transferência de calor e de massa nas operações unitárias estudadas;
iii) conheçam o equipamento usado nessas operações e aprendam os conceitos e equações que permitem caracterizar a operação e dimensionar o equipamento.
Pretende-se, ainda, que os alunos desenvolvam a capacidade de resolução de problemas que envolvam os processos de separação estudados.

Programa

1. Filtração
Filtração a pressão e a fluxo constante, convencional e crossflow
Porosidade e superfície específica de um leito
Lei de Darcy e equação de Carman-Kozeny
Resistência específica de um bolo e do meio filtrante
Compressibilidade de um bolo
Seleção de equipamento
Fatores com maior influência no fluxo de filtrado
2. Destilação
Destilação em estado estacionário com contacto descontínuo
Noção de andar de equilíbrio
Cálculo do número ideal de andares, número mínimo de andares e da razão de refluxo mínima
Projeto de colunas de andares
Eficiência de andar
3. Sedimentação
Lei de Stokes e limitações na sua aplicabilidade
Campo gravítico e campo centrífugo
Centrífugas laboratoriais e industriais. Scale-up
Ultracentrifugação
Espessadores
Floculação
4. Secagem
Classificação dos processos de secagem
Equipamento de secagem
Humidade de equilíbrio, ligada e não ligada e humidade livre
Curvas de velocidade de secagem

Docente(s) responsável(eis)

Métodos de Avaliação

Avaliação contínua
  • - (Teste teórico 1 + Teste teórico 2 + Teste teórico 3 + Teste teórico 4)/4 - 100.0%

Estágio(s)

NAO

Bibliografia

6. Ibarz A. e Barbosa-Cánovas G. V., “Unity Operations in Food Engineering”, Food Preservation Technology Series, CRC Press, Boca Raton,
Florida, USA, 2003.

7. McCabe, W.L.; Smith, J.C. e Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering”, 6ª ed., Mc Graw-Hill, 2001.

8. Seader, J. D. e Henley, E. J., Separation Process Principles. 2ª ed. John Wiley & Sons Inc., 2006

4. Geankoplis, Christie J. Transport processes and separation process principles (includes unit operations). 4ª ed., Prentice Hall PTR, 2003.

3. Foust, A. S., Wenzel, L. A., Clump, C. W. Maus, L., Anderson, L. B., “Principles of Unit Operations”, 2ª ed., John Wiley & Sons, Inc., USA, 1980.

1. Azevedo E. G. e Alves A. M., Engenharia de Processos de Separação. IST Press. 2009

2. Coulson, J. M. e Richardson, J. F., “Chemical Engineering”, vol. 2, 2ª ed., Pergamon Press Inc., USA, 1968

5. Harrison R. G., Todd P., Rudge S. R. e Petrides D. P., “Bioseparations Science and Engineering”, Oxford University Press, USA, 2003.