Processos de Separação II

Objectivos

Pretende-se que os estudantes adquiram competências e capacidades que lhes permitam:

- compreender os conceitos fundamentais de processos de separação mais recentes na indústria química: cristalização, adsorção e cromatografia e processos com membranas.

- Dimensionar o equipamento a usar nos diferentes processos estudados.

Caracterização geral

Código

10686

Créditos

6.0

Professor responsável

João Paulo Serejo Goulão Crespo, Pedro Miguel Calado Simões

Horas

Semanais - 5

Totais - 68

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

    

Bibliografia

Wankat, P. C., "Rate Controlled Separations", Blackie Academic & Professional, Glasgow, UK, 1990, (Cota Biblioteca FCT: TP156.WAN FCT 66833; 66834; 65551; 21690; 21689)

Mulder, M., " Basic Principles of Membrane Technology", Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1990, (Cota Biblioteca FCT: TP159.MUL FCT 67790; 67789; 34315; 26130)

Rousseau, R. W., "Handbook of Separation Process Technology", John Wiley & Sons, New York, USA, 1987, (Cota Biblioteca FCT: TP156.ROU FCT 17261; 17272)

A. G. Jones, "Crystallization process systems", Butterworth-Heinemann, cop. 2002, (Cota Biblioteca FCT: TP156.JON FCT 68134)

J. W. Mullin, "Crystallization", Elsevier Butterworth-Heinemann, cop. 2001 (Cota Biblioteca FCT: TP156.MUL FCT 68132)

Método de ensino

O ensino baseia-se em aulas teóricas e aulas práticas de laboratório. Nas aulas teóricas são leccionadas as matérias da UC de acordo com o seu programa e, sempre que justificável, resolvidos exercícios de aplicação dos conceitos introduzidos. Nas aulas laboratoriais são realizados trabalhos práticos relacionados com o programa. Os alunos prepararão e apresentarão seminários sobre tópicos relacionados, dando-se particular relevo a novas técnicas de separação

Método de avaliação

A avaliação contínua da disciplina é constituída por três componentes:

 1. Realização de três testes, cada um valendo 20% da nota final. O primeiro teste abrange a matéria do capítulo 1 do programa da disciplina (Cristalização). O segundo teste abrange a matéria dada no capítulo 2 (Adsorção e Cromatografia). O terceiro teste abrange a matéria dos últimos capítulos do programa (Processos Membranares e Selecção de Processos).

A duração de cada teste é de 1 hora. Cada teste é avaliado de 0 a 20 valores. A avaliação é individual e sem consulta. É exigida uma classificação mínima de 9.5 valores, na escala de 0 a 20, na média aritmética simples das notas dos três testes. Valorização para a nota final da parte 1 = 60%

2. Realização de um Seminário e respectiva apresentação pública e discussão. A realizar em grupo, constituído no máximo por 4 estudantes. É exigida uma classificação mínima de 9.5 valores, na escala de 0 a 20, nesta componente de avaliação. Valorização para a nota final da parte 2 = 20%

 3. Realização de trabalhos práticos. A avaliação desta parte inclui a realização do trabalho bem como a elaboração e discussão do respectivo relatório. A realizar em grupo, constituído no máximo por 4 estudantes. É exigida uma classificação mínima de 9.5 valores, na escala de 0 a 20, nesta componente de avaliação. Valorização para a nota final da parte 3 = 20% 

Caso o estudante não tenha aprovação na 1ª componente da avaliação (Realização dos três testes) ou opte por não a fazer, terá direito a ir a exame de recurso. É exigida uma classificação mínima de 9.5 valores, na escala de 0 a 20, na nota do exame.

Ressalva-se que quer o estudante opte pela realização dos testes ou pelo exame de recurso, será sempre obrigatória a realização das restantes componentes da avaliação da disciplina, isto é, a realização do seminário e dos trabalhos práticos.

Nota final da disciplina: média ponderada das classificações obtidas nas três componentes de avaliação de acordo com a seguinte fórmula:

 Nota final = 0.6 × Média dos Testes + 0.2 × Nota de Seminário + 0.2 × Nota dos Trabalhos Práticos

As notas das três componentes de avaliação são arredondadas às décimas. A nota final, arredondada ao número inteiro superior mais próximo, deverá ser superior ou igual a 10 valores para aprovação na disciplina.

Conteúdo

1. Cristalização Diagramas de fases. Sobressaturação. Cinética de Cristalização. Nucleação e crescimento de cristais. Distribuição de tamanho de cristais. Balanço de populações. Dimensionamento de cristalizadores.

2. Adsorção/Cromatografia Tipos de adsorventes. Isotérmicas de adsorção. Teoria de movimento de soluto. Onda de choque e dispersiva. Teoria de equilíbrio local. Conceito de zona de transferência de massa (ZTM). Cálculo da altura ZTM, fracção útil e capacidade de colunas. Processos de adsorção-desorção. Desorção térmica e por variação de pressão. Cromatografia Tipos de processos cromatográficos. Modelo de dispersão linear e de etapas em cromatografia. Equação de van Deemter. Solução de Rosen. Processos cromatográficos em grande escala.

3. Separação com Membranas Conceito de membrana. Preparação de membranas sintéticas e compósitas. Influência do processo de preparação na sua morfologia. Transporte em processos com membranas. I-membranas porosas: concentração por polarização; modelos de filme estagnado, camada de gel, e pressão osmótica; análise hidrodinâmica; interacções electrostáticas e soluto-soluto. II- membranas não porosas: modelo de solução-difusão. Sujamento de membranas. Interacções intermoleculares. Descolmatação de membranas. Tipos de processos de separação com membranas. Equipamento e desenho de processos.

4. Selecção de Processos e Sequência de Operações Critérios de natureza heurística, de energia e ambientais. Conceito de análise de ciclo de produção.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: