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Processos e Operações Unitárias da Indústria Química Processos e Operações Unitárias da Indústria Química

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  • Descrição
    Processos e Operações Unitárias da Indústria Química

    A falta de um livro que contemple os processos da indústria química junto com uma abordagem qualitativa das operações unitárias relativas a cada processo nos incentivou a escrever esta obra. Nela abordamos alguns dos principais processos da indústria química e suas operações unitárias. Dentre os processos químicos industriais descritos, trazemos: tratamento de água, petroquímica, polímeros, tintas, siderurgia, cimento, celulose e papel, óleos e biodiesel, vinho e cerveja. Ao final de cada processo descrito e ilustrado com figuras e fluxogramas, há um tópico especial que aborda uma ou duas operações unitárias pertinentes ao processo, tais como decantação, filtração, tubulações industriais, destilação, entre tantas outras, onde fazemos uma abordagem qualitativa dos equipamentos e dos fundamentos que norteiam a operação unitária.
  • Sobre o Autor
  • Especificação

    Características

    Tipo de LivroLivro Físico

    Especificações

    Sobre o AutorMarcelo Antunes Gauto
    Marcelo Antunes Gauto é professor, graduado em Quí­mica Industrial pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Leciona as disciplinas de corrosão, operações unitárias e processos industriais para estudantes de nível técnico na região metropolitana de Porto Alegre. Trabalha como técnico da Petrobras no setor de Utilidades, no controle da corrosão de sistemas que utilizam água de resfriamento. Possui também atividade de responsabilidade técnica na fabricação de produtos para tratamento de água.

    Gilber Ricardo Rosa
    Gilber Ricardo Rosa é graduado em Licenciatura em Química e Químico Tecnológico pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) e possui doutorado em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Atualmente é professor adjunto de Físico-química do curso de Engenharia Agroindustrial da Universidade Federal do Rio Grande (FURG).
    VideoSumário

    Capitulo 1 – Tratamento de água - 3

    1 Introdução-3

    1.1 Ciclo Hidrológico - 3

    1.2 Finalidades da Purificação da Água - 4

    1.3 Parâmetros de Análise da Água - 5

    1.3.1 Parâmetros de Análise Física da Água. - 5

    1.3.1.1 Turbidez - 5

    1.3.1.2 Cor - 6

    1.3.1.3 Sabor e Odor - 6

    1.3.1.4 Condutividade Elétrica - 6

    1.3.2 Parâmetros de Análise Química da Água - 6

    1.3.2.1 Alcalinidade das Águas - 6

    1.3.2.2 Matéria Orgânica - 7

    1.3.2.3 Dureza - 7

    1.3.2.4 Ferro e Manganês - 7

    1.3.2.5 Sólidos Totais Dissolvidos (Cloretos, Sulfatos, Etc.) - 8

    1.3.2.6 Oxigênio Dissolvido - 8

    1.3.2.7 Demanda de Oxigênio - 8

    1.3.2.8 Acidez - 9

    1.3.2.9 pH - 9

    1.3.3 Parâmetros de Análise Bacteriológica da Água - 10

    1.3.3.1 Pesquisa de Coliformes - 10

    1.4 Tratamento de Água para Consumo Humano. - 11

    1.4.1 Coagulação ou Floculação - 12

    1.4.2 Decantação - 14

    1.4.3 Filtração - 15

    1.4.4 Desinfecção - 16

    1.4.5 Fluoretação - 18

    1.5 Tratamento de Água para fins Industriais - 19

    1.5.1 Abrandamento - 20

    1.5.2 Desmineralização - 25

    1.5.2.1 Desmineralização por Troca Iônica - 25

    1.5.2.2 Desmineralização por Osmose Reversa - 27

    1.6 Tratamento de Efluentes. - 29

    1.6.1 Tratamento Preliminar. - 29

    1.6.2 Tratamento Primário - 30

    1.6.3 Tratamento Secundário ou Biológico - 33

    1.6.4 Tratamento Terciário ou Químico - 42

    1.7 Reúso de água na indústria. - 44

    1.8 Filtração. - 45

    1.8.1 Tipo de Operação - 47

    1.8.2 Materiais Filtrantes - 47

    1.8.3 Auxiliares de Filtração - 48

    1.8.4 Tipos de Filtros - 48

    1.8.5 Filtros para Separação Sólido-Líquido - 49

    1.8.5.1 Filtros que Atuam por Ação da Gravidade - 49

    1.8.5.2 Filtros que Atuam por Ação do Vácuo. - 50

    1.8.5.3 Filtros que Atuam por Pressão Aplicada - 51

    1.8.6 Filtros para Separação Sólido-Gás - 56

    1.9 Sedimentação ou decantação - 57

    1.9.1 Sedimentação Úmida - 58

    1.9.1.1 Sedimentadores para Sólidos Grosseiros. - 59

    1.9.1.2 Sedimentadores para Sólidos Finos - .61

    1.9.2 Sedimentação Seca – 63



    Capítulo 2 - Petróleo - 7

    2.1 Introdução - 67

    2.2 Exploração, Atividade de Alto Risco - 69

    2.3 Perfuração - 72

    2.4 Produção: Tirando Óleo da Pedra - 80

    2.5 O Refino - 84

    2.5.1 Destilação do Óleo - 86

    2.5.2 Craqueamento - 88

    2.5.3 Reforma Catalítica - 90

    2.5.4 Alquilação - 92

    2.5.5 Coqueamento Retardado - 93

    2.5.6 Processos Auxiliares. - 94

    2.6 Trocadores de Calor - 97

    2.6.1 Tipos de Trocadores - 98

    2.6.2 Geradores de Vapor - 101

    2.6.2.1 Caldeiras de Vapor – Características e Tipos Principais - 102

    2.7 Destilação - 107

    2.7.1 Tipos de Destilação - 109

    2.7.1.1 Destilação Diferencial - 109

    2.7.1.2 Destilação flash. - 109

    2.7.1.3 Destilação Fracionada com Refluxo - 110

    2.7.2 Tipos de Torres - 111

    2.7.3 Problemas que Ocorrem nas Colunas de Destilação - 117



    Capítulo 3 – Polímeros - 21

    3.1 Introdução - 121

    3.2 A Petroquímica no Brasil - 121

    3.3 Derivados Petroquímicos - 122

    3.4 Definições sobre polímeros - 125

    3.5 Técnicas de Polimerização - 130

    3.6 Polímeros de Adição Comuns - 132

    3.6.1 Polietileno - 132

    3.6.1.1 Polietileno de alta densidade – (PEAD) - 132

    3.6.1.2 Polietileno de baixa densidade – (PEBD) - 133

    3.6.2 Polipropileno (PP) - 133

    3.6.3 Poliestireno (PS) - 134

    3.6.4 Policloreto de Vinila (PVC) - 135

    3.6.5 Politetrafluoretileno (PTFE) - 135

    3.6.6 Polimetacrilato de metila (ou acrílico) (PMMA) - 136

    3.6.7 Polioximetileno (POM) - 136

    3.6.8 Poliacrilonitrila (PAN) - 137

    3.6.9 Poliamidas. - 137

    3.6.10 Poliacetato de Vinila (PVA ou PVAc) - 138

    3.7 Polímeros de Condensação Comuns - 138

    3.7.1 Poliéster. - 138

    3.7.2 Poliamidas. - 139

    3.7.3 Polifenol - Resina Fenólica (PR) - 141

    3.7.4 Policarbonato (PC) - 142

    3.7.5 Poliuretana (PU) - 142

    3.7.6 Silicones - 143

    3.8 Elastômeros - 144

    3.8.1 Polieritreno ou Polibutadieno (Br) - 146

    3.8.2 Copolímero de Butadieno e Estireno (Buna-S) - 146

    3.8.3 Copolímero de Butadieno e Acrilonitrila (Nbr) - 146

    3.8.4 Policloropreno (Cr) - 147

    3.9 Construindo Objetos e Peças com Plásticos - 147

    3.9.1 Como se faz uma garrafa plástica? - 148

    3.9.2 Produção de Fios Poliméricos - 148

    3.9.3 Filmes Plásticos. - 149

    3.10 Aditivos - 150

    3.11 Vantagens e desvantagens dos Plásticos - 151

    Tópico Especial 3 - Operações Unitárias: Tubulações e Válvulas - 154

    3.12 Tubulações Industriais. - 155

    3.12.1 Métodos de Ligação Entre Tubos - 157

    3.12.2 Acessórios de Tubulação - 159

    3.13 Válvulas - 160

    XVI | Processos e Operações Unitárias da Indústria Química

    3.13 Classificação e Principais Tipos - 160

    3.13.1 Válvulas de Bloqueio - 161

    3.13.2 Válvulas de Regulagem - 165

    3.13.3 Válvulas de Retenção - 170

    3.13.4 Válvulas de Segurança e de Alívio - 172

    3.13.4 Válvulas de Controle - .173



    Capítulo 4 - Tintas Industriais - 177

    4.1 Introdução - 177

    4.2 Classificações das Tintas - 178

    4.3 Constituintes das Tintas - 180

    4.3.1 Veículo Fixo ou Veículo não-Volátil - 181

    4.3.1.1 Óleos Vegetais - 182

    4.3.1.2 Resinas Vinílicas - 182

    4.3.1.3 Resinas Alquídicas - 183

    4.3.1.4 Resinas Fenólicas - 183

    4.3.1.5 Resinas Acrílicas - 184

    4.3.1.6 Borracha Clorada - 185

    4.3.1.7 Resinas Epoxídicas ou Epóxi - 186

    4.3.1.8 Resinas Poliuretânicas - .188

    4.3.2 Solventes. - 188

    4.3.3 Pigmentos - 190

    4.3.4 Aditivos - 192

    4.4 Tintas Base Água e Base Solvente - 194

    4.5 Métodos de Pintura - 197

    4.5.1 Imersão - 197

    4.5.2 Aspersão - 198

    4.5.3 Trincha ou Pincel - 199

    4.5.4 Rolo - 199

    4.5.5 Pintura Eletrostática à Base de Pós - 199

    4.6 Princípios de Formação da Película - 200

    4.6.1 Mecanismos de Formação da Película - 201

    4.6.1.1 Evaporação de Solventes - 201

    4.6.1.2 Oxidação - 201

    4.6.1.3 Ativação Térmica. - 201

    4.6.1.4 Polimerização à Temperatura Ambiente – Condensação - 202

    4.6.1.5 Hidrólise - 202

    4.6.1.6 Coalescência - 202

    4.6.1.7 Solvente como Fator de Formação da Película - 202

    4.6.1.8 Fusão Térmica ou com Aquecimento. - 203

    4.7 Mecanismos Básicos de Proteção - 203

    4.7.1 Barreira - 203

    4.7.2 Inibição - Passivação Anódica - 204

    4.7.3 Eletroquímica - Proteção Catódica - 204

    Tópico Especial 4 - Operações Unitárias: Misturadores - 205

    4.8 Agitação e Mistura Líq-Líq e Sólido-Líq - 205

    4.9 Agitação e Mistura Sólido-Sólido – 211



    Capítulo 5 - Siderurgia - 17

    5.1 Introdução - 217

    5.2 Breve Histórico - 218

    5.3 Matérias-Primas e o seu Preparo - 221

    5.3.1 Preparação do Minério de Ferro - 221

    5.3.2 Preparação do Carvão. - 222

    5.3.3 Preparação do Calcário - 222

    5.4 Processo Siderúrgico - 222

    5.4.1 Redução do Ferro - 222

    5.4.2 Refino do Ferro-Gusa – Produção do Aço - 226

    5.4.2.1 Conversores Bessemer e Thomas - 227

    5.4.2.2 Conversor Ld (Linz-Donawitz) - 229

    5.4.2.3 Fornos Elétricos - 232

    5.5 Conformação Mecânica - 235

    5.5.1 Laminação a Quente - 235

    5.5.2 Trefilação - 236

    Tópico Especial 5 - Operações Unitárias: Britagem e Moagem - 238

    5.6 Objetivos da Britagem e da Moagem - 238

    5.7 Mecanismos de Fragmentação - 240

    5.8 Equipamentos empregados na Fragmentação - 241

    5.9 Britadores Primários. - 242

    5.9.1 Britador de Mandíbulas - 242

    5.9.2 Britador Giratório - 243

    5.10 Britadores Secundários - 244

    5.10.1 Britador de Rolos. - 244

    5.10.2 Britador de Barras ou Gaiolas - 246

    5.11 Moinhos - 247

    5.11.1 Moinho de Bolas - 247

    5.11.2 Moinho de martelos - 248

    2º Tópico Especial 5 - Operações Unitárias: Peneiramento - 249

    5.12 Peneiramento (tamisação) - 249

    5.12.1 Análise Granulométrica - 250

    5.12.2 Análise de Peneira - 251

    5.12.3 Equipamentos Utilizados - 253



    Capítulo 6 - Fabricação do cimento - 261

    6.1 Introdução - 261

    6.2 Matérias-Primas - 261

    6.3 Processos de Fabricação - 262

    6.3.1 Produção do Cimento por Via Seca - 263

    6.3.1.1 Reações do Processo de Clinquerização - 265

    6.4 Características do Cimento - 266

    6.5 Aditivos do Cimento - 267

    6.5.1 Gesso. - 267

    6.5.2 Fíler Calcário - 268

    6.5.3 Pozolana - 268

    6.5.4 Escória de alto-forno - 268

    6.6 Tipos de Cimento - 269

    6.7 Coprocessamento de Resíduos Industriais - 271

    6.7.1 Consumo de Energéticos na Produção de cimento - 272

    6.7.2 Emissão de Gás Carbônico - 272

    Tópico Especial 6 - Operações Unitárias: Operações de Transporte de Sólidos. - 272

    6.8 Transporte de sólidos granulares - 273

    6.8.1 Dispositivos Carregadores - 274

    6.8.2 Dispositivos Arrastadores - 276

    6.8.3 Dispositivos Elevadores - 279

    6.8.4 Dispositivos Alimentadores - 280

    6.8.5 Dispositivos Pneumáticos – 281



    Capítulo 7 - Celulose e Papel. - 285

    7.1 Breve Histórico - 285

    7.2 Matéria-prima principal: a madeira - 286

    7.2.1 Composição Química da Madeira - 289

    7.3 Processo industrial de Obtenção do Papel - 290

    7.3.1 Processo Kraft ou Sulfato - 291

    7.3.1.1 Preparação da Madeira - 292

    7.3.1.2 Cozimento dos Cavacos de Madeira - 296

    7.3.1.3 Lavagem Alcalina - 297

    7.3.1.4 Tratamento do Licor Negro (Unidade de Recuperação) - 297

    7.3.1.5 Branqueamento - 299

    7.3.1.6 Secagem e Embalagem - 301

    7.3.1.7 Fabricação do Papel - 301

    7.4 A reciclagem do papel - 303

    Tópico Especial 7 - Operações Unitárias: Secadores Industriais - 304

    7.5 Secagem: Fundamentação e Equipamentos - 305

    7.5.1 Secador de Bandejas e Estufas - 306

    7.5.2 Secador de Túnel - 07

    7.5.3 Secador Rotatório. - 308

    7.5.4 Secador Pulverizador. - 309

    7.5.5 Secador de Leito Fluidizado - 310

    7.5.6 Evaporadores a Vapor. - 312

    7.5.7 Evaporador de Película – 314



    Capítulo 8 - Óleos e Gorduras - 319

    8.1 Introdução - 319

    8.2 Definição de óleos e gorduras. - 19

    8.3 Obtenção do Óleo de Soja. - 327

    8.3.1 Limpeza e Armazenamento - 327

    8.3.2 Descascamento - 329

    8.3.3 Laminagem e Cozimento dos Grãos - 329

    8.4 Métodos de Extração do Óleo - 330

    8.4.1 Processos de Extração Mecânica. - 330

    8.4.2 Processos de Extração com Solventes - 331

    8.5 Refino do Óleo Bruto - 332

    8.5.1 Degomagem - 333

    8.5.2 Neutralização - 333

    8.5.3 Clarificação (Branqueamento) - 335

    8.5.4 Desodorização - 335

    8.6 Hidrogenação de Óleos - 336

    8.7 Produtos Derivados da Soja - 337

    8.7.1 Farelo e Farinha de Soja - 338

    8.7.2 Proteína Texturizada de Soja - 339

    Tópico Especial 8 - Operações Unitárias: Extração por Solventes - 339

    8.8 Extração por Solventes - 340

    8.8.1 Fatores que Influenciam a Extração. - 344

    8.9 Artigo Especial: Biodiesel no Brasil - 346

    8.9.1 O Que é o Biodiesel - .346

    8.9.2 Importância do Biodiesel - 346

    8.9.3 Breve Histórico do Biodiesel no Brasil. - 347

    8.9.4 Matérias-Primas - 348

    8.9.5 Processo de Produção - 349

    8.9.6 Capacidade de Produção Instalada no Brasil - 352

    8.9.7 Conclusão – 353



    Capítulo 9 - Cerveja - 357

    9.1 Introdução - 357

    9.2 Produção e Consumo de Cerveja no Brasil - 358

    9.3 Classificação Básica das Cervejas - 360

    9.4 Matérias-Primas utilizadas na Fabricação - 362

    9.5 Processo de Fabricação da Cerveja - 365

    XX | Processos e Operações Unitárias da Indústria Química

    9.5.1 Produção do Mosto - 365

    9.5.1.1 Moagem. - 365

    9.5.1.2 - Mistura (Mosturação) - 365

    9.5.1.3 - Filtração - 366

    9.5.1.4 - Fervura - 366

    9.5.1.5 - Resfriando o Mosto - 366

    9.5.2 – Fermentação e Maturação do Mosto - 367

    9.5.3 – Processos de Acabamento - 368

    9.5.3.1 - Filtragem - 368

    9.5.3.2 - Carbonatação - 369

    9.5.3.3 - Envase. - 370

    9.5.3.4 - Pasteurização – 371



    Capítulo 10 - Vinho - 375

    10.1 Introdução - 375

    10.2 Tipos de Vinhos - 376

    10.3 Características da Matéria-Prima - 377

    10.4 Processo de Fabricação do Vinho - 380

    10.4.1 Esmagamento e Desengaçamento da Uva - 380

    10.4.2 Encubagem - 383

    10.4.3 Descubagem e Fermentação Secundária - 385

    10.4.4 Prensagem de Bagaços Fermentados - 387

    10.4.5 Fermentação Malolática - 388

    10.4.6 Clarificação - 391

    Tópico especial 10 - Operações unitárias: Fermentação industrial - 393

    10.5 O Processo Fermentativo - 395

    10.6 Exigências de uma Indústria de Fermentação - 397

    10.6.1 Equipamentos Utilizados - 397

    10.6.2 Algumas aplicações industriais das Fermentações - 399

    Referências bibliográficas - 403

    Informações Técnicas

    Nº de páginas:440
    Origem:Nacional
    Editora:Editora Ciência Moderna
    Idioma:Português
    Edição:1ª Edição
    Ano:2011
    ISBN:9788539900169
    Encadernação:Brochura
    Autor:Marcelo Antunes Gauto, Gilber Ricardo Rosa
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