Processos de Separação

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 Transferência de Calor e Massa.

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. 

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.

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.

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

NAO

1. Azevedo E. G. e Alves A. M. (2009) Engenharia de Processos de Separação. IST Press (disponível na biblioteca do ISEC)

2. Coulson, J. M. e Richardson, J. F., (1968) “Chemical Engineering”, vol. 2, 2ª ed., Pergamon Press Inc., USA  (disponível na biblioteca do ISEC)

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

4. Geankoplis, Christie J. (2003) “Transport processes and separation process principles (includes unit operations)”. 4ª ed., Prentice Hall PTR  (disponível na biblioteca do ISEC)

5. Harrison R. G., Todd P., Rudge S. R. e Petrides D. P. (2001) Unit Operations of Chemical Engineering”, 6ª ed., Mc Graw-Hill  (disponível na biblioteca do ISEC)

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

7. McCabe, W.L.; Smith, J.C. e Harriott, P. (2001) Unit Operations of Chemical Engineering”, 6ª ed., Mc Graw-Hill  (disponível na biblioteca do ISEC)

8. Seader, J. D. e Henley, E. J. (2006) Separation Process Principles. 2ª ed. John Wiley & Sons Inc  (disponível na biblioteca do ISEC)