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Operações Unitárias., Exercícios de Sistemas Operacionais

Questões sobre operações unitárias.

Tipologia: Exercícios

2020

Compartilhado em 13/08/2021

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thycyanne-alves-7 🇧🇷

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS
Disciplina: Operações Unitárias na Indústria de Alimentos II
Semestre: 2020.1
Professora: Andréa Aquino
Aluna: Thycyanne Alves Bezerra Oliveira
Matricula: 396073
Lista de exercício
1. O que se entende sobre o processo de extração sólido-líquido, defina
com suas palavras, utilizando o conhecimento adquirido em sala de aula.
R: A extração sólido-líquido é um método utilizado na purificação e separação dos
componentes de uma mistura. A partir deste método é possível isolar um componente puro a
partir de uma mistura, através da separação deste componente dos outros constituintes.
2. Com relação aos fenômenos de transporte, cite o tipo de transferência,
a forma que ocorrem na extração sólido-líquido e descreva os estágios
desta transferência.
R: Transferência de massa, fenômeno de transporte relacionado à migração de
massa de um componente para outro, por diferença de densidade, polaridade
ou gradiente de concentração. Pode ocorrer por condução ou convecção.
Primeiro estágio: Ocorre na mudança de fase (sólido > líquido) do soluto na
superfície da matriz sólida. Segundo estágio: Ocorre na transferência de massa
do interior da partícula sólida para superfície do sólido devido à um gradiente
de concentração. Terceiro estágio: Ocorre com o incremento da transferência
de massa alcançado por meio de fatores que potencializam esse fenômeno.
3. Defina o que é equilíbrio “prático”. Quais são os parâmetros
necessários para obter o equilíbrio “verdadeiro” em uma extração sólido-
líquido.
R: Equilíbrio prático é quando a quantidade de solvente é maior que a
quantidade de soluto extraível, visando dissolver todo o soluto da matriz sólida.
Para a obtenção do equilíbrio verdadeiro é necessário a quantidade de solvente
suficiente para dissolver todo soluto extraível, e a matriz sólida se tornar
realmente inerte.
4. Alguns fatores influenciam e contribuem para extração sólido-líquido,
cite e justifique como atuam esses fatores.
R: Temperatura: ela altera as propriedades físicas da matriz sólida, aumenta a
agitação natural das partículas do solvente e diminui a densidade do solvente,
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS

Disciplina: Operações Unitárias na Indústria de Alimentos II Semestre: 2020. Professora: Andréa Aquino Aluna: Thycyanne Alves Bezerra Oliveira Matricula: 396073 Lista de exercício

1. O que se entende sobre o processo de extração sólido-líquido, defina com suas palavras, utilizando o conhecimento adquirido em sala de aula. R: A extração sólido-líquido é um método utilizado na purificação e separação dos componentes de uma mistura. A partir deste método é possível isolar um componente puro a partir de uma mistura, através da separação deste componente dos outros constituintes. 2. Com relação aos fenômenos de transporte, cite o tipo de transferência, a forma que ocorrem na extração sólido-líquido e descreva os estágios desta transferência. R: Transferência de massa, fenômeno de transporte relacionado à migração de massa de um componente para outro, por diferença de densidade, polaridade ou gradiente de concentração. Pode ocorrer por condução ou convecção. Primeiro estágio: Ocorre na mudança de fase (sólido > líquido) do soluto na superfície da matriz sólida. Segundo estágio: Ocorre na transferência de massa do interior da partícula sólida para superfície do sólido devido à um gradiente de concentração. Terceiro estágio: Ocorre com o incremento da transferência de massa alcançado por meio de fatores que potencializam esse fenômeno. 3. Defina o que é equilíbrio “prático”. Quais são os parâmetros necessários para obter o equilíbrio “verdadeiro” em uma extração sólido- líquido. R: Equilíbrio prático é quando a quantidade de solvente é maior que a quantidade de soluto extraível, visando dissolver todo o soluto da matriz sólida. Para a obtenção do equilíbrio verdadeiro é necessário a quantidade de solvente suficiente para dissolver todo soluto extraível, e a matriz sólida se tornar realmente inerte. 4. Alguns fatores influenciam e contribuem para extração sólido-líquido, cite e justifique como atuam esses fatores. R: Temperatura: ela altera as propriedades físicas da matriz sólida, aumenta a agitação natural das partículas do solvente e diminui a densidade do solvente,

melhorando a permeabilidade na matriz sólida. Agitação ou Vazão do solvente: ela aumenta a difusividade entre o soluto e solvente. Pressão: altera as propriedades físicas da matriz sólida e aumenta o ponto de ebulição do solvente permitindo o aumento de temperatura. Tamanho da partícula: redução no tamanho da partícula aumenta a superfície de contato, melhorando a taxa de extração, cada matriz sólida tem um limite para o tamanho da partícula, para evitar o empacotamento do leito. Umidade da matriz sólida: interferência na polaridade do solvente, diminuição da taxa de extração e exceto em compostos hidrossolúveis.

5. Um processo de extração sólido-líquido tem rendimento de apenas 20 %, por isso foi montado em série com 5 estágios para conseguir uma maior extração. Qual o valor percentual da matriz residual no final da extração (5º estágio)? E quanto seria em massa dessa matriz no 5º estágio, se a alimentação inicial fosse de 1200 Kg? R: 6. Relate os tipos de extratores industriais e classifique-os em função de batelada ou continuo, contra-corrente ou co-corrente. R: Extrator de rotação (leito fixo/batelada), extrator de bollmann (leito móvel/continuo), extrator horizontal, extrator de Hildebrandt (contra-corrente), extrator Bonotto (contra-corrente), extrator rotocell (leito móvel/continuo) e extrator de múltiplos estágios. 7. Durante a extração defina como ocorre o problema de condutividade hidráulica na matriz de extração e qual seria uma solução para esse problema? R: 8. Defina o processo de extração por fluido supercrítico e líquido pressurizado e trace diferenças básicas entre eles. R: Fluido supercrítico faz uso do CO2 como solvente, altas pressões e temperaturas, tem ampla ação de polaridade (grande parte de apolares e ligeiramente polares), ele é não tóxico e não inflamável, relativamente barato, temperatura crítica 31,1 °C, tem facilidade em sólidos termo sensíveis, pressão crítica alta (7,4 MPa), já o liquido pressurizado faz uso de um mix de solventes. 9. Defina o processo de extração assistida por ultrassom. R: Processo que facilita a extração do material intracelular, ruptura das paredes celulares, cavitação do meio extrator causada pelas ondas ultrassônicas e é amplamente usada para extração de enzimas em biomassas.