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Modulo1 introduçãoàindústriaquimica

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    Modulo1 introduçãoàindústriaquimica Modulo1 introduçãoàindústriaquimica Presentation Transcript

    • Prof: Fernando Sayal Tecnologia Química : 1º ano Módulo 1 (18 h)
    • Objectivos de Aprendizagem do módulo 1 • Caracterizar o sector da Indústria Química; • Estabelecer as diferenças relativamente a outros sectores industriais; • Reconhecer o papel preponderante dos técnicos químicos nesta indústria; • Identificar os diferentes departamentos de empresa industriais (Investigação, Gestão, Recursos Humanos, Compras, Vendas, Controlo da Qualidade, etc.), diferenciando as suas funções e importância na organização; • Descrever sumariamente a organização da produção em unidades industriais. 2TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Âmbito dos Conteúdos do módulo 1 • A- Indústria Química – conceito. • B- Classificação dos diferentes sectores industriais/Conceitos das operações • C- Profissões ligadas à Indústria. • D- Organização e funcionamento de empresas industriais. Função dos diversos departamentos. • E- Organização da produção em unidades industriais. (Complemento) • Conceitos do processamento químico industrial. • Operações unitárias nas indústrias químicas. • Classificação dos processos de produção química. • Classificação das indústrias químicas e seus segmentos. • Tipos de fluxogramas. • Necessidade de energia nas indústrias químicas. • Processos químicos industriais. • Indústrias químicas e o meio ambiente. 3TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Tema A Indústria Química: conceito 4TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • A revolução industrial 5
    • A Revolução Industrial - implicou a mudança de uma economia de base agrícola e artesanal para uma economia de base industrial e mecanizada. - esta mudança iniciou-se em Inglaterra, em meados do século XVIII. - expandiu-se a outros lugares ao longo do século XIX - Sendo uma revolução trás uma mudança rápida e profunda que afecta as estruturas de uma sociedade, que implica, por outro lado, uma aceleração no ritmo das transformações históricas 6
    • A expansão da Revolução Industrial espírito capitalista dos empresários aperfeiçoamento dos meios e processos de produção maior produção menor custo possível capaz de atingir mercados mais alargados desenvolvimento da Revolução Industrial 7
    • 1798 - Vacinas - Jenner 1814 – locomotiva - Stephensen 1815 – estradas com macadame – Mc Adam 1832 – telégrafo eléctrico - Morse 1876 – telefone - Bell 1895 - telegrafia sem fios - Marconi A expansão da Revolução Industrial 8
    • A expansão da Revolução Industrial novos inventos e aperfeiçoamentos técnicos DINÂMICAECONÓMICASéc.XIX modernização industrial = expansão e evolução da Revolução Industrial (2ª Revolução Industrial) investimentos na investigação científica desenvolvimento de novas tecnologias aumento e melhoria da produção diminuição dos custos aumento dos lucros 9
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO: 2. Utilização de novas fontes de energia 3. Desenvolvimento de novos sectores de produção 5. Racionalização do trabalho 6. Concentração industrial e bancária 7. Formação de um mercado à escala mundial 1. Aliança entre a ciência e a técnica 4. Desenvolvimento dos meios de transporte e de comunicação 10
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO: 1. Aliança entre a ciência e a técnica novos inventos e aperfeiçoamentos técnicos investimentos na investigação científica desenvolvimento de novas tecnologias PROGRESSOS CUMULATIVOS Cada novo progresso servia de incentivo para atingir o seguinte 11
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO: 2. Utilização de novas fontes de energia - o vapor foi a principal fonte de energia usada durante a 1ª Revolução Industrial; - durante a 2ª R. I. desenvolveram-se novas fontes de energia:  Petróleo e seus derivados  Electricidade permitiram o aparecimento do motor de explosão: grande utilidade nos transportes útil no campo da iluminação, das comunicações e menos poluente que o vapor e o petróleo. 12
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO: 3. Desenvolvimento de novos sectores de produção - a indústria têxtil e a siderurgia (ferro) foram as impulsionadoras da 1ª Revolução Industrial. Entre 1870 e 1914, surgem novos sectores de ponta:  a indústria química  desenvolvimento da siderurgia (aço)  as indústrias alimentares corantes, fibras sintéticas, explosivos, medicamentos, adubos, pesticidas, sabões, tintas estimulou o desenvolvimento da industrialização; alfaias agrícolas, carris, construção civil, pontes latas de conserva esterelizadas; congelação, novas formas de conservação de alimentos a longo prazo 13
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO: 4. Desenvolvimento dos meios de transporte e de comunicação - graças a novos inventos, os transportes e as comunicações sofreram uma autêntica revolução.  navegação a vapor e o comboio diminuiu as distâncias; proporcionou deslocações mais rápidas, mais frequentes e mais seguras  comunicações à distância telégrafo, telefone, rádio, serviços postais  introdução do motor de explosão automóvel e aviação acelerou o progresso económico possibilitou a mundialização da economia facilitou o intercâmbio cultural 14
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO: 5. Racionalização do trabalho - a complexidade das novas empresas e dos novos processos de produção obrigaram a novos sistemas de organização do trabalho - regular a actividade laboral: disciplina de horários (vários turnos) manutenção de um ritmo de trabalho (capatazes) - rentabilizar o trabalho dos operários: divisão do trabalho especialização de tarefas 15
    • 2ª Revolução IndustrialCARACTERIZAÇÃO:  taylorismo F. Taylor introduz a organização científica do processo produtivo  cadeia de montagem (Ford) H. Ford aplica as ideias de Taylor e melhora-as. aposta na especialização e na standardização com o objectivo de reduzir os custos de produção Atinge a máxima especialização a optimização do trabalho e dos rendimentos baixando o custo final dos produtos “levar o trabalho ao operário, em vez de levar o operário ao trabalho”. H. F.  aumento da produção e maiores lucros 16
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO: - permitiram o aumento da produção - ajudaram a criar o consumo de massa Teorias de Taylor e Ford Massificação e standardização da Produção Consumo de massas Desenvolvimento da industrialização e do capitalismo estas duas teorias foram muito criticadas porque criavam a automatização do operário, no entanto: 17
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO: 6. Concentração industrial e bancária - o modo de produção industrial (maquinofactura) originou uma nova unidade de produção – a fábrica MANUFACTURA (Produção Artesanal) MAQUINOFACTURA (Produção Capitalista) Unidade de produção: oficina Unidade de produção: fábrica Produção em pequena escala Produção em grande escala Predominância do trabalho manual Diversificação e especialização dos instrumentos de trabalho; introdução da máquina Especialização e qualificação do trabalho A máquina substitui a qualificação técnica do operário O trabalhador detém controlo sobre os meios de produção Divisão do trabalho; o patrão controla os meios de produção
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO:  a nova unidade de produção (a fábrica): - era um edifício especializado - destinada a produzir o máximo ao menor custo  Caracterização do modo de produção industrial e capitalista (maquinofactura): 1. concentração geográfica 2. concentração financeira 3. concentração de mão-de-obra 4. concentração técnica 5. disciplina e racionalização do processo laboral 6. massificação e standardização da produção – consumo de massas – obter maiores lucros 7. separação entre patronato e trabalhadores processo de concentração industrial 19
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO:  a constante necessidade de financiamento coloca as industrias na dependência do capitalismo financeiro. - necessidade de crescimento - a livre concorrência - frequentes crises económicas capitalismo financeiro: tipo de economia capitalista em que o grande comércio e a grande indústria são comandados pelo poder dos bancos e de outras sociedades financeiras. - o desenvolvimento industrial vai potenciar o crescimento dos meios financeiros criação de novos bancos aumento da actividade bolsista 20
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO:  o desenvolvimento industrial processou-se de três formas: - aumento da produção - anexação de outras indústrias: concentração horizontal – empresas de um mesmo ramo, que para vencer a concorrência, combinam entre si as condições de produção (associação em cartel *); concentração vertical – controlo, por uma empresa, das várias etapas da produção. Controlando todo o processo de produção a empresa diminui o grau de imprevisibilidade do negócio. (trusts * ou holdings *) - internacionalização da empresa – formação das primeiras multinacionais (finais do século XIX) 21
    • 2ª Revolução Industrial CARACTERIZAÇÃO: 7. Formação de um mercado à escala mundial  a mundialização da economia surge da necessidade: de obtenção de matérias-primas; procura de novos mercados para escoar os excedentes de produção  na segunda metade do séc. XIX as principais potências industriais “redescobrem” o continente africano e asiático  inicia-se um novo processo de colonização destes territórios 22
    • 23TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • 24TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) • Faz o processamento industrial químico de matérias- primas levando à obtenção de produtos com valor comercial acrescentado. • O processamento industrial químico, em geral, envolve: – Processos Unitários ou Conversão Química • exemplo – obtenção de ácido sulfúrico (H2SO4)a partir do enxofre: » S + O2 > SO2 » SO2 + 1/2O2 > SO3 » Solução aquosa de SO3 > H2SO4 – Operações Unitárias ou Operações Físicas, como transferência de calor, controle de temperatura, separação. Indústria Química
    • CLASSIFICAÇÃO DAS INDÚSTRIAS QUÍMICAS PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS • Tratamento de água para uso doméstico e industrial • Produtos carboquímicos • Indústrias de cerâmicas • Indústrias de álcool e derivados • Indústrias agroquímicas • Sabões e detergentes • Indústria petroquímica • Refinação do Petróleo • Indústrias farmacêuticas 25
    • • Processos químicos na metalurgia • produtos químicos inorgânicos • produtos químicos orgânicos • resinas e elastómeros • fibras artificiais • pesticidas agrícolas e desinfectantes sanitários • sabões, detergentes, produtos de limpeza, cosméticos, produtos de perfumaria de higiene pessoal. • tintas, vernizes, esmaltes, lacas e produtos afins • produtos e preparados químicos diversos • produtos farmoquímicos e farmacêuticos 26
    • Principais operações unitárias (físicos) Transporte e armazenamento de fluidos e sólidos Geração e transporte de calor Processos de separação Lixiviação, filtração, cristalização, sublimação Sistemas líquido-sólido Filtros, centrífugas, misturadores, agitadores, decantadores Sistemas sólido-sólido Moagem, peneiração Sistemas líquido-líquido destilação 27
    • Principais processos unitários (conversões químicas) Acilação Combustão Halogenação Alcoolise Condensação Hidrogenação Polimerização Alquilação Desidratação Isomerização Reações de Friedel-Crafts Aminação por redução Diazotação e acoplamento Neutralização Redução Aromatização Electrólise Nitração Saponificação Calcinação Esterificação Oxidação Sulfonação Carboxilação Fermentação Pirólise Troca iónica Caustificação Formação de silicato 28
    • A produção em escala industrial de um produto envolve três fases: 1. Desenvolvimento em laboratório - estudo detalhado do equipamento, das conversões químicas e das condições físicas (temperatura, quantidades, catalisadores, etc.) necessárias para a sua produção; 2. Desenvolvimento do produto em escala semi-industrial - equipamentos que reproduzem o processo planeado - conversão química e operações físicas necessárias numa escala bem menor que a industrial. 3. Projecto e implantação do processo em escala industrial. 29
    • Objectivos básicos da empresa moderna: 1. Servir a uma necessidade básica da sociedade, do mercado ou do cliente. A empresa é um processo de satisfação de consumidores e não apenas um processo de produção de bens. Ela deve começar com o cliente e não com uma patente ou matéria-prima. 30
    • Objectivos básicos da empresa moderna: 1. Servir a uma necessidade básica da sociedade, do mercado ou do cliente. A empresa é um processo de satisfação de consumidores e não apenas um processo de produção de bens. Ela deve começar com o cliente e não com uma patente ou matéria-prima. 2. Gerar riqueza. A empresa é um sistema vivo e aberto que se caracteriza pela sinergia e pelo elevado valor acrescentado 31
    • Objectivos básicos da empresa moderna: 1. Servir a uma necessidade básica da sociedade, do mercado ou do cliente. A empresa é um processo de satisfação de consumidores e não apenas um processo de produção de bens. Ela deve começar com o cliente e não com uma patente ou matéria-prima. 2. Gerar riqueza. A empresa é um sistema vivo e aberto que se caracteriza pela sinergia e pelo elevado valor acrescentado 3. Distribuir a riqueza gerada. A riqueza gerada deve ser distribuída proporcionalmente entre todos os parceiros que contribuíram directa ou indirectamente para a sua criação de maneira proporcional. 32
    • Objectivos básicos da empresa moderna: 1. Servir a uma necessidade básica da sociedade, do mercado ou do cliente. A empresa é um processo de satisfação de consumidores e não apenas um processo de produção de bens. Ela deve começar com o cliente e não com uma patente ou matéria-prima. 2. Gerar riqueza. A empresa é um sistema vivo e aberto que se caracteriza pela sinergia e pelo elevado valor agregado. 3. Distribuir a riqueza gerada. A riqueza gerada deve ser distribuída proporcionalmente entre todos os parceiros que contribuíram directa ou indirectamente para a sua criação de maneira proporcional. 4. Construir uma imagem de ética e responsabilidade social. A empresa deve criar um ambiente de honestidade e plena confiança. 33
    • Objectivos básicos da empresa moderna: 1. Servir a uma necessidade básica da sociedade, do mercado ou do cliente. A empresa é um processo de satisfação de consumidores e não apenas um processo de produção de bens. Ela deve começar com o cliente e não com uma patente ou matéria-prima. 2. Gerar riqueza. A empresa é um sistema vivo e aberto que se caracteriza pela sinergia e pelo elevado valor acrescentado 3. Distribuir a riqueza gerada. A riqueza gerada deve ser distribuída proporcionalmente entre todos os parceiros que contribuíram directa ou indirectamente para a sua criação de maneira proporcional. 4. Construir uma imagem de ética e responsabilidade social. A empresa deve criar um ambiente de honestidade e plena confiança. 5. Melhorar – ou pelo menos manter – a natureza. A empresa deve repor ao ambiente ecológico tudo o que dele retirou para as suas operações. 34
    • Tema B Classificação dos diversos sectores industriais 35TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Conceitos de Processos Químicos Industriais • Os produtos químicos podem ser agrupados em dois grandes blocos • Produtos de uso industrial • Produtos de uso geral 36TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Produtos químicos de uso industrial Produtos inorgânicos Produtos orgânicos Resinas e elastómeros Produtos e preparados químicos diversos 37TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Produtos químicos de uso industrial Gases combustíveis Gases industriais Ácidos Álcalis Sais Pigmentos e corantes aromatizantes Explosivos Corantes Plásticos em forma primária Fibras sintéticas Borracha sintética ou natural, primária Produtos à base de amido Celulose e papel Indústria de fósforo Indústria de potássio Indústria de nitrogénio 38TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Produtos químicos de uso final Produtos farmacêuticos Higiene pessoal, perfumaria e cosméticos Adubos e fertilizantes Pesticidas agrícolas Sabões, detergentes e produtos de limpeza Tintas, esmaltes e vernizes Outros 39TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Outros US$ 2,8 Produtos químicos de uso industrial US$ 61,2 Produtos farmacêu- ticos Higiene pessoal, perfumaria e cosméticos US$ 10,4 Adubos e fertilizantes US$ 14,2 Defensivos agrícolas US$ 7,0 Sabões e detergentes US$ 6,3 US$ 3,0 vernizes Tintas, esmaltes e Total: US$ 122 m.milhões Facturação Indústria química - 2008 40TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Onde estão os produtos químicos? Alguns exemplos: 41TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Tratamento de água Cloro hipoclorito São utilizados para oxidar detritos e destruir microorganismos cloreto de ferro sulfato de alumínio Absorvem e precipitam impurezas, eliminando cor, gosto e odores carvão activado Retém micropoluentes e detergentes hidróxido de sódio Neutraliza a acidez da água 42TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Agricultura Fertilizantes químicos Repõem elementos, como azoto, fósforo, potássio e cálcio, entre outros, retirados do solo pela acção de chuvas, ventos, queimadas e constantes colheitas. 43TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Agricultura Pesticidas Garantem a qualidade dos alimentos, a produtividade e evitam a disseminação de doenças. 44TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Saúde animal Medicamentos veterinários e alimentação animal Preservam a saúde, evitam epidemias e aumentam a productividade. 45TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Construção civil acetato de polivinil dióxido de titânio estão presentes na formulação das tintas – Resinas Acrílicas 46TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Hidróxido de Cálcio resinas alquídicas resinas maléicas resinas epóxi resinas acrílicas poliuretano nitrocelulose naftenatos octoatos solventes policloreto de vinil (PVC) polietileno de baixa densidade linear (PEBDL) polietileno de baixa densidade (PEBD) polietileno de alta densidade (PEAD) policloreto de vinil (PVC) polietileno de alta densidade (PEAD) resinas poliéster Construção civil Vernizes Argamassa de Alvenaria Caixa dos contadores Fios, Cabos, tomadas Tubagens, pavimentos etc 47TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Automóveis poliuretano polipropileno (PP) resina de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) painel pneus borracha de estireno butadieno negro de fumo poliamida baterias ácido sulfúrico polietileno de alta densidade (PEAD) para-choques polipropileno (PP) óleos lubrificantes óleos minerais aditivos Pastilhas de travões resinas fenólicas 48TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Informática resina de acrilonitrilo- butadieno-estireno (ABS) Carcaças titanatos zirconatos Componentes electrónicos cloreto de polivinil (PVC) plastificantes ftálicos trióxido de antimónio Fios e Cabos vidro (carbono neutro de sódio + carbonato de lítio + hidróxido de sódio + carbonato de potássio) carbonato de bário Cinescópio 49TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Inovação Foi a indústria química que, com as fibras sintéticas, permitiu ao sector têxtil ampliar a produção e diminuir os preços das roupas. A indústria química investe grande parte da sua faturação em pesquisa e desenvolvimento. Com os plásticos, foram criadas embalagens que conservam alimentos e remédios por longos períodos, tubos resistentes à corrosão e peças e componentes utilizados pelas mais diferentes indústrias. 50TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Tema C Profissões ligadas à Indústria Química 51TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Sugestões!
    • 53TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE INSTALAÇÕES DE TRATAMENTOS QUÍMICOS Os operadores de instalações de tratamentos químicos operam, regulam e vigiam máquinas e instalações destinadas à moagem, mistura, cozedura, filtragem, destilação, reacção e verificação de substâncias químicas; regulam, vigiam e asseguram o funcionamento de instalações que refinam, destilam, tratam e armazenam produtos derivados do petróleo e gás; operam e vigiam instalações destinadas ao fabrico de fibras sintéticas e ao processamento e fabricação de cimento; coordenam outros trabalhadores. As profissões deste Sub Grupo estão classificadas nos seguintes Grupos Base: Operadores de Instalações de Moagem e Trabalhadores Similares  Operadores de Fornos e de Aparelhos de Tratamento Térmico - Indústria Química  Operadores de Instalações de Filtração e Separação Químicas  Operadores de Aparelhos de Destilação, Reacção, Cristalização  Operadores de Instalações de Refinação e Armazenamento de Petróleo e Gás  Operadores de Instalações de Tratamento Químico não Classificados em Outra Parte
    • 54TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE FORNOS E DE APARELHOS DE TRATAMENTO TÉRMICO - INDÚSTRIA QUÍMICA Os operadores de fornos e de aparelhos de tratamento térmico-indústria química operam instalações destinadas a cozer e calcinar materiais utilizados em operações químicas e similares, ou a submetê-los a outro tratamento térmico. As tarefas consistem em: a) Operar, regular e vigiar instalações destinadas a cozer matérias para as purificar ou misturar, conferindo-lhes propriedades especiais ou provocar uma transformação química; b) Operar, regular e vigiar secadores destinados a tratar produtos químicos e materiais similares; c) Executar outras tarefas similares; d) Coordenar outros trabalhadores. Profissões inseridas neste Grupo Base:  Forneiro - Indústria Química  Outros Operadores de Fornos e de Aparelhos de Tratamento Térmico - Indústria Química
    • 55TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE INSTALAÇÕES DE FILTRAÇÃO E SEPARAÇÃO QUÍMICAS Os operadores de instalações de filtração e separação químicas operam aparelhos que filtram e separam substâncias químicas e matérias similares. As tarefas consistem em: a) Operar, regular e vigiar aparelhos nos quais os sedimentos das soluções são eliminados por meio de filtros-prensas; b) Operar, regular e vigiar aparelhos nos quais as suspensões são aspiradas por vácuo mediante a utilização de filtros de tambor rotativo; c) Operar, regular e vigiar aparelhos destinados a separar substâncias por centrifugação; d) Executar outras tarefas similares; e) Coordenar outros trabalhadores. Profissões inseridas neste Grupo Base: Operador de Filtro - Indústria Química  Outros Operadores de Instalações de Filtração e Separação Químicas
    • 56TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE APARELHOS DE DESTILAÇÃO, REACÇÃO, CRISTALIZAÇÃO E TRABALHADORES SIMILARES Os operadores de aparelhos de destilação, reacção, cristalização e trabalhadores similares operam, regulam e vigiam aparelhos de destilação, reacção e verificação de substâncias químicas. As tarefas consistem em: a) Operar, regular e vigiar aparelhos utilizados no tratamento de produtos químicos em bruto, a fim de separar ou refinar os elementos constituintes; b) Operar, regular e vigiar aparelhos destinados a realizar operações de reacção química de diferente natureza; c) Operar, regular e vigiar digestores, autoclaves ou aparelhos similares para concentrar soluções ou suspensões; d) Executar outras tarefas similares; e) Coordenar outros trabalhadores. Profissões inseridas neste Grupo Base: Operador de Instalação de Tratamento Químico  Encarregado - Indústria Química  Outros Operadores de Aparelhos de Destilação, Reacção, Cristalização, etc.
    • 57TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE INSTALAÇÕES DE REFINAÇÃO E ARMAZENAMENTO DE PETRÓLEO E GÁS Os operadores de instalações de refinação e armazenamento de petróleo e gás regulam, vigiam e asseguram o funcionamento de instalações que refinam, destilam, tratam e armazenam, produtos derivados e gás. As tarefas consistem em: a) Regular e assegurar o funcionamento de instalações de extracção ou preparação de produtos petrolíferos ou seus derivados; b) Coordenar o funcionamento de instalações destinadas a purificar, refinar e destilar petróleo e gasolina; c) Operar e vigiar o funcionamento de uma instalação destinada a extrair, preparar e/ou tratar produtos petrolíferos ou gasolina; d) Operar e vigiar operações de paragem e arranque em estações de contagem, bombagem, armazenagem e controlo de características; e) Executar outras tarefas similares; f) Coordenar outros trabalhadores. Profissões inseridas neste Grupo Base: Operador de Controlo - Refinação de Petróleo e Gás  Operador de Área  Manobrador - Refinação e/ou Extracção de Petróleo e Gás  Operador de Centro e Posto Emissor de Gás  Encarregado - Extracção, Preparação e Refinação de Petróleo
    • 58TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE INSTALAÇÕES DE PRODUÇÃO DE ENERGIA E TRABALHADORES SIMILARES Os operadores de instalações de produção de energia e trabalhadores similares controlam, accionam, vigiam, regulam e instalam máquinas e equipamentos destinados à produção e distribuição de energia; accionam e vigiam o funcionamento de máquinas a vapor e caldeiras de instalações em terra ou no mar; operam instalações tais como, incineradores, compressores e estações de bombagem; operam e vigiam instalações de tratamento e pré-tratamento de água; coordenam outros trabalhadores. As profissões deste Sub Grupo estão classificadas nos seguintes Grupos Base: Operadores de Instalações de Produção de Energia  Operadores de Máquinas a Vapor e Caldeiras  Operadores de Incineradores, Instalações de Tratamento de Água e Trabalhadores
    • 59TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE MÁQUINAS DO FABRICO DE PRODUTOS QUÍMICOS Os operadores de máquinas do fabrico de produtos químicos operam máquinas destinadas a preparar matérias primas utilizadas na fabricação de produtos farmacêuticos e cosméticos; procedem a operações relacionadas com o fabrico de foguetes de tiro; operam máquinas de fabrico de linóleo, velas, fósforos, lixas ou outros produtos e moldam artigos em fibra de vidro; operam, regulam e vigiam máquinas ou instalações destinadas a efectuar o acabamento das superfícies e a revestir artigos metálicos, a fim de aumentar a sua resistência, de os decorar ou de lhes conferir propriedades eléctricas ou magnéticas; operam máquinas destinadas a revelar películas e a imprimir fotografias; coordenam outros trabalhadores. As profissões deste Sub Grupo estão classificadas nos seguintes Grupos Base:  Operadores de Máquinas de Fabricar Produtos Farmacêuticos e Cosméticos  Trabalhadores dos Explosivos  Operadores de Máquinas do Tratamento das Superfícies dos Metais  Operadores de Máquinas de Revelação  Operadores de Máquinas do Fabrico de Produtos Químicos não Classificadas
    • 60TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE MÁQUINAS DE FABRICAR PRODUTOS FARMACÊUTICOS E COSMÉTICOS Os operadores de máquinas de fabricar produtos farmacêuticos e cosméticos operam máquinas destinadas a desumidificar, granular, misturar, comprimir, drageificar e purificar matérias-primas utilizadas na fabricação de produtos farmacêuticos e cosméticos. As tarefas consistem em: a) Alimentar e vigiar o funcionamento de prensas hidráulicas, granuladores, misturadores, compressores e turbinas de drageificação, a fim de submeter as matérias-primas a um tratamento específico; b) Executar operações de secagem, trituração e mistura de matérias-primas utilizadas no fabrico de antibióticos; c) Misturar matérias ou essências destinadas ao fabrico de cosméticos e perfumes; d) Controlar o funcionamento de uma instalação destinada a separar o antibiótico do mosto, purificá-lo e cristalizá-lo; Profissões inseridas neste Grupo Base:  Preparador - Indústria Farmacêutica  Acabador de Antibióticos  Operador de Subprodutos – Antibióticos  Operador de Misturador – Cosméticos  Misturador – Perfumes  Operador de Extracção – Antibióticos  Encarregado - Produtos Farmacêuticos e Cosméticos
    • 61TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE MÁQUINAS PARA FABRICAR PRODUTOS DE BORRACHA E MATÉRIA PLÁSTICA Os operadores de máquinas para fabricar produtos de borracha e matéria plástica operam máquinas destinadas a preparar, misturar e moldar borracha e matérias plásticas e fabricam diversos artigos de borracha e matérias plásticas; coordenam outros trabalhadores. As profissões deste Sub Grupo estão classificadas nos seguintes Grupos Base:  Operadores de Máquinas do Fabrico de Artigos de Borracha  Operadores de Máquinas do Fabrico de Artigos de Plástico
    • 62TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE MÁQUINAS DE FABRICO DE PRODUTOS LÁCTEOS Os operadores de máquinas de fabrico de produtos lácteos operam, regulam e vigiam o funcionamento de máquinas destinadas ao tratamento de leite e ao fabrico de produtos lácteos. As tarefas consistem em: a) Operar, regular e vigiar o funcionamento de máquinas de pasteurização de leite e nata; de máquinas de fabricar leite condensado e em pó; de máquinas de fabricar manteiga, queijo e outros produtos lácteos; b) Executar outras tarefas similares; c) Coordenar outros trabalhadores. Profissões inseridas neste Grupo Base:  Operador de Desnatagem e Pasteurização - Produtos Lácteos  Operador de Pré-Esterilização – Leite  Operador de Esterilização – Leite  Operador de Concentração – Leite  Operador de Misturador – Leite  Operador de Instalação de Fabrico - Leite em Pó  Operador de Preparação – Iogurte  Operador de Fabrico – Manteiga  Operador de Fabrico - Queijo (Queijeiro)  Operador de Fabrico - Queijo Fundido  Operador de Fabrico - Cereais Hidrolisados  Operador de Fabrico - Farinhas Lácteas  Operador de Extrusora - Farinhas Lácteas, etc.
    • 63TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) OPERADORES DE MÁQUINAS DA PRODUÇÃO E REFINAÇÃO DE AÇÚCAR Os operadores de máquinas da produção e refinação de açúcar operam, regulam e vigiam equipamento destinado a produzir açúcar a partir do tratamento da rama de cana ou beterraba. As tarefas consistem em: a) Operar equipamento destinado a triturar/malaxar a rama; b) Operar, regular e vigiar: o funcionamento de colunas para purificação e descoloração do suco açucarado; de máquinas destinadas a cristalização do suco açucarado; o funcionamento de equipamento destinado à centrifugação de cristais de açúcar; f) Coordenar outros trabalhadores. Profissões inseridas neste Grupo Base: Operadores de Sistema de Pesagem e de Mistura – Açúcar, de Filtro Rotativo – Açúcar, de Estação de Descoloração (Filtrador de Xarope) – Açúcar, de Carbonatador – Açúcar, de Prensa – Açúcar, Cozedor – Açúcar, de Centrífuga – Açúcar, de Areador – Açúcar, de Máquina de Moer Açúcar - "Icing Sugar“, de Difusor – Beterraba, de Instalação de Prensagem e Secagem de Polpa – Beterraba, de Instalação de Depuração de Sucos – Beterraba.  Encarregado - Produção e Refinação de Açúcar  Outros Operadores de Máquinas da Produção e Refinação de Açúcar
    • 64TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Tema D Organização e Funcionamento de Empresas Industrias Função dos diversos Departamentos 65TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Estrutura Organizacional : Aspectos básicos Compreende a disposição das diversas unidades que compõem a empresa - departamentos, divisões, secções etc – e as relações entre superiores e subordinados. Deve abranger os deveres, responsabilidades, os sistemas de autoridade e de comunicações existentes. 66
    • PRINCIPAIS REPRESENTAÇÕES GRÁFICAS FUNCIONOGRAMAORGANOGRAMA 67
    • ESTRUTURAS TRADICIONAIS STAFF-AND-LINELINEAR OU MILITAR 68
    • ESTRUTURAS TRADICIONAIS COLEGIALFUNCIONAL 69
    • ESTRUTURAS MODERNAS DIVISIONALCOM BASE NA FUNÇÃO É aquela em que as atividades análogas e interdependentes são agrupadas num órgão específico. 70
    • ESTRUTURAS CONTEMPORÂNEAS HOLDINGUNITÁRIA Direcção Executiva Depto. Engenharia Depto. Produção Depto. Marketing Direcção Cia Crédito e Financiamento Cia. Total Ferramentas Cia. Seguros Gerais Assessoria Económica MULTIDIVISIONAL Direcção Ass. Planeam. Estratégico Ass. Controlo Financeiro Divisão A Divisão B Divisão C Divisão D 71
    • 72 Empresas A estrutura de uma empresa industrial pode ser representada esquematicamente através do seguinte organograma. Este esquema permite-nos estabelecer uma cadeia hierárquica a nível de responsabilidades, em que cada elemento dessa estrutura desempenha funções específicas.
    • 75
    • 76
    • Considerações Finais 77
    • A NECESSIDADE DE MODELOS INTEGRADOS DE GESTÃO 78
    • Qual é o Caminho? Quais as Prioridades? Quais os Objectivos? Quais os Resultados? 79TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Por onde começar? 80TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • MODELO DE GESTÃO DE FOCO INTERNO 81TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Questões Críticas: • Quem somos? • A quem servimos? •O que queremos ser? • Aonde queremos chegar? • Com quem podemos contar? 82TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão 83TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão A quem servimos? 84TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Empresa Acionistas Proprietários 85TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Empresa Acionistas Proprietários Directores Clientes e Utilizadores Fornecedores Colaboradores Parceiros Comunidade Gerentes 86TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão 87TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão Objectivos 88TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Objectivos Rotineiros Objectivos de Aperfeiçoamento •Treinar 100 homens/horas por semana •Produzir 120 bolas por minuto •Entrevistar 120 candidatos •Manter o índice de rotatividade em menos de 1% ao mês •Manter o índice de absentismo em menos de 2% ao mês •Manter o nível de satisfação dos funcionários em 85% •Aumentar a qualidade dos produtos em 5% ao ano •Elevar o nível de produtividade do pessoal em 5%. •Incrementar a relação facturação por funcionário de R$ 210,00 para R$ 350,00 num ano •Melhorar o atendimento ao cliente. •Acelerar a entrega do pedido ao cliente. •Criar e desenvolver um produto novo por mês •Desenhar um novo programa de treino para equipes dentro de um ano •Obter 100 sugestões mensais dos funcionários •Incentivar a participação dos funcionários nas decisões. •Implantar programa de qualidade total ou ISO. Objectivos Inovadores OBJECTIVOS 89TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Estratégicos Tácticos Operacionais Objectivos A Cascata de Objectivos 90TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão Objectivos Escolher a Equipe Saber selecionar os membros da equipe. 91TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão Objectivos Escolher a Modelar o Equipe Trabalho Saber organizar o trabalho da equipe. 92TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão Objectivos Escolher a Modelar o Preparar a Equipe Trabalho Equipe Saber treinar os membros da equipe. 93TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão Objectivos Escolher a Modelar o Preparar a Incentivar a Equipe Trabalho Equipe Equipe Saber motivar os membros da equipe. 94TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão Objectivos Escolher a Modelar o Preparar a Incentivar a Liderar a Equipe Trabalho Equipe Equipe Equipe Saber orientar os membros da equipe. 95TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão Objectivos Escolher a Modelar o Preparar a Incentivar a Liderar a Equipe Trabalho Equipe Equipe Equipe Resultados 96TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão Objectivos Escolher a Modelar o Preparar a Incentivar a Liderar a Equipe Trabalho Equipe Equipe Equipe Resultados O que somos O que queremos ser Aonde queremos chegar Com quem vamos contar 97TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Modelo de Gestão de Foco Interno Missão Visão Objectivos Escolher a Modelar o Preparar a Incentivar a Liderar a Equipe Trabalho Equipe Equipe Equipe Resultados Gerente como missionário Gerente visionário Gerente com acção proactiva Gerente como condutor de equipes O que somos O que queremos ser Aonde queremos chegar Com quem vamos contar 98TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Directores Equipes de Funcionários C L I E N T E S Gerentes 99TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Criar um Ambiente de: • Participação • Aprendizagem constante 100TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Criar um Ambiente de: • Participação • Aprendizagem constante • Mudança e renovação • Excelência 101TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Criar um Ambiente de: • Participação • Aprendizagem constante • Mudança e renovação • Excelência • Foco em resultados • Satisfação do cliente 102TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Criar um Ambiente de: • Participação • Aprendizagem constante • Mudança e renovação • Excelência • Foco em resultados • Satisfação do cliente • Qualidade de vida no trabalho • Ética e responsabilidade social 103TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Criar um Ambiente de: • Participação • Aprendizagem constante • Mudança e renovação • Excelência • Foco em resultados • Satisfação do cliente • Qualidade de vida no trabalho • Ética e responsabilidade social • Agregar valor • Respeito pela natureza 104TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Tema E Organização da Produção em Unidades Industrias 105TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • CONCEITOS BÁSICOS DA INDÚSTRIA QUÍMICA. INTRODUÇÃO AOS FENÓMENOS DE TRANSPORTE O estudo de fenómenos de transporte (transferência) tem aplicações muito importantes no campo da engenharia, pois permite “conhecer” assuntos diversos, como o transporte de fluidos através de tubagens ou a quantidade de calor dissipado. O estudo dos fenómenos de transporte é indispensável para projecto, operação e optimização de processos e equipamentos, em todos os campos da engenharia. Os fenómenos de transferência tratam basicamente da movimentação de uma grandeza física de um ponto para outro do espaço, e são: • transporte de quantidade de movimento, • transporte de energia térmica e • transporte de massa. 106
    • Alguns exemplos das aplicações de fenómenos de transferência. Engenharia Civil e Arquitectura: hidráulica, hidrologia e conforto térmico e edificações; Engenharia Sanitária e Ambiental: estudo da difusão de poluentes e tratamento de resíduos; Engenharia Eléctrica e Eletrónica: cálculos da dissipação térmica e de potência. Engenharia Química: todas as Operações Unitárias; Engenharia Mecânica: metalurgia, tratamentos térmicos, máquinas hidráulicas, máquinas térmicas (motores e refrigeração) e aeronáutica (aerodinâmica); Engenharia de Produção: optimização de processos, transporte de fluidos e de material, troca de calor e estudos de ciclo de vida. 107
    • OPERAÇÃO CONTÍNUA • Na grande maioria das operações de processamento é vantajoso económica e tecnicamente manter os equipamentos ( reactores químicos, bombas, compressores, centrífugas, etc.) em funcionamento contínuo e permanente com paragens apenas para manutenção, principalmente nos processos industriais de grande escala tais como Refinarias de Petróleo, Petroquímicas, Fabrico de Fertilizantes, etc.). • Nesses processos além da maior productividade dos equipamentos que operam continuamente na sua condição mais eficiente, os procedimentos de arranque e paragem são demorados e custosos gerando normalmente produtos fora de especificação. • Nos processos de operação contínua as condições num dado ponto do processo deverão ser constantes com o tempo e para que isto ocorra é necessário a não ocorrência de perturbações no processo e para contorná-las é necessário a instalação de adequados sistemas de controle de processos os quais, apesar das perturbações, conduzirão o processo à estabilidade das condições operacionais, mantendo a qualidade dos produtos, pela acção efectiva de controladores de caudal, controladores de temperatura, controladores de pressão, controladores de nível, etc. 108
    • OPERAÇÃO DESCONTÍNUA •Os equipamentos são carregados com toda a matéria prima necessária e o processamento é efectuado durante um certo intervalo de tempo, após o qual os equipamentos são parados e os produtos removidos ( ex.; fabricação de tintas, fabricação de polímeros de engenharia, de cerveja, medicamentos, etc.). Razões: • quando se produzem pequenas quantidades de produtos, • quando se pretende produzir uma diversidade de produtos, • quando nos processos a velocidade de reacção química é muito baixa, • quando os processos são acentuadamente corrosivos, • quando a manutenção de operações contínuas é técnica e economicamente inviável. • Estas operações são chamadas descontínuas ou em bateladas. A análise e controlo das operações são mais complicados do que os das operações em regime contínuo e portanto necessitam de acompanhamento dinâmico do processo. 109
    • CAUDAL Caudal é a razão entre a quantidade de material que compõe uma corrente de fluido ( líquido ou gás) e o tempo. Essa quantidade pode ser em volume, em massa ou em quantidade de matéria (mol). Nos processos contínuos, para a realização dos balanços materiais que consistem na contabilidade dos materiais processados, os caudais dos fluídos em escoamento, seja de carga ( matéria-prima) para o processo ou dos produtos, são medidas continuamente. Ex. m³/s, kg/s, mol/s. ALGUMAS VARIÁVEIS IMPORTANTES 110
    • TAXA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA Nos processos contínuos e também nos processos descontínuos encontramos fenómenos de transferência de calor de um corpo quente para um corpo frio, sendo essa transferência designada pela taxa de transferência de calor ou transporte de calor por unidade de tempo Ex.; J/s, kcal/h. De uma maneira geral qualquer tipo de energia que é transportada ou transferida num dado intervalo de tempo é expressa pela sua taxa de transferência de energia. 111
    • • Rendimento da reacção: • Conversão na reacção: Ex: Na síntese do amoníaco a 200 atm e 500º C, o rendimento é frequentemente acima de 98% enquanto a conversão está limitada a cerca de 14%, o que significa que 86% da carga (reagentes) não reagem e devem ser recirculados. η = Moles do produto principal obtido Moles do produto principal previsto Conversão = Moles do reagente principal que reagem Moles do reagente principal carregados 112TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) x 100 % x 100 %
    • ESCOAMENTO em CO-CORRENTE e CONTRA-CORRENTE Em várias operações de transferência de massa de uma fase para outra ou de transferência de energia de um corpo para outro é necessário colocar em contacto directo ou não, duas correntes de fluído. Transferência ou transporte de massa - contacto directo Transferência ou transporte de energia - contacto indirecto A transferência pode ocorrer com as duas correntes escoando no mesmo sentido ou em sentidos opostos. 113
    • INTRODUÇÃO ÀS OPERAÇÕES UNITÁRIAS Qualquer que seja a indústria química em estudo existirão etapas semelhantes entre elas, que podem ser estudadas à luz dos princípios físicos e químicos envolvidos, independente do tipo de produto. Com raras excepções, a parte principal de qualquer unidade de produção é o reactor químico onde ocorre a transformação de reagentes em produtos. As reações químicas podem ser classificadas em classes específicas que apresentam características próprias, exemplo: Hidrogenação, Nitração, Sulfonação, Oxidação, Hidratação, Halogenação, etc. Em todas as etapas utilizadas, antes e após o reactor, ocorrem apenas mudanças físicas no material através das chamadas OPERAÇÕES UNITÁRIAS as quais são divididas em cinco grandes grupos. 114
    • Grupo I: MECÂNICA DOS FLUÍDOS: Este assunto fornece os conceitos necessários para o projecto e dimensionamento de tubagens, acessórios, bombas, compressores para movimentar os fluídos, tendo em vista que em toda a planta industrial é necessário transportar reagentes e produtos para diferentes pontos da fábrica e que os materiais são normalmente fluidos ( líquidos e gases). Grupo II: TRANSMISSÃO DE CALOR: A maioria das reações químicas não ocorre à temperatura ambiente e portanto reagentes e produtos devem ser aquecidos ou arrefecidos. Algumas reações são exotérmicas (libertam calor) e o calor necessita ser continuamente removido; outras são endotérmicas (necessitam do fornecimento de calor enquanto ocorrem) e o calor necessita ser continuamente fornecido. Assim sendo o técnico químico deverá ser capaz de calcular as taxas de transferência de calor envolvidas e dimensionar os equipamentos necessários (permutadores de calor). 115
    • GRUPO III: OPERAÇÕES DE AGITAÇÃO E MISTURA: São operações que envolvem a homogeneização de misturas formadas por fases miscíveis ou fases imiscíveis constituídas por diferentes componentes, de forma a obter-se uma composição constante da mistura. GRUPO IV: OPERAÇÕES DE MANUSEIO E TRANSPORTE DE SÓLIDOS: São operações que cuidam do manuseio, separação, classificação, redução de tamanhos de sólidos, tais como moagem, peneiramento, fluidização, etc; 116
    • GRUPO V: OPERAÇÕES DE SEPARAÇÃO: Estas compõem o maior grupo de operações unitárias, incluindo processos físicos em que: • Se pretende a separação de duas fases ( S-L, L-L ) tais como:  filtração,  decantação, centrifugação. • Processos em que ocorrem as transferências de massa de uma fase para outra pela maior afinidade com uma fase do que com outra, tais como  absorção de um gás componente de uma mistura gasosa por um líquido, (L-G)  extração de um líquido por outro líquido ( L-L),  adsorção de uma mistura gasosa ou líquida por um sólido ( S – L, S – G),  secagem de sólidos. •Processos que envolvem a transferência de massa de uma fase para outra ( L-V) por influência da troca de calor tais como:  evaporação.  destilação. 117
    • Toda a indústria química envolve um conjunto de processos: • Processo químico, • Processo de armazenatamento de materiais, • Processo de compras, • Processo de pagamentos, etc. As operações unitárias são importantes para a execução dos processos químicos, físico-químicos, petroquímicos, etc. Um processo químico é um conjunto de acções executadas em etapas, que envolvem modificações da composição química, que geralmente são acompanhadas de certas modificações físicas ou de outra natureza, no material ou materiais que é (são) ponto de partida (matérias primas) para se obter o produto ou os produtos finais (ou acabados). Cada etapa dentro do processo que tem princípios fundamentais independentes da substância (ou substâncias), que está sendo operada e de outras características do sistema, pode ser considerada uma operação unitária. 118
    • Classificação As operações unitárias podem ser classificadas de acordo com critérios variados onde podemos, por exemplo, classificá-las em grupos de acordo com a sua finalidade dentro do processo produtivo. •Operações preliminares: São normalmente utilizadas antes de qualquer outra operação. As suas funções estão associadas à preparação do produto para posterior processamento, de melhoria das condições sanitárias da matéria prima. Ex. Limpeza, selecção, classificação, eliminação, branqueamento, etc. •Operações de conservação: Entre estas podemos citar a esterilização, a pasteurização, o congelamento, refrigeração, evaporação, secagem, etc. •Operações de transformação: Moagem, mistura, extrusão, emulsificação, •Operações de separação: Filtração, cristalização, sedimentação, centrifugação, prensagem, destilação, absorção, adsorção, desumidificação, precipitação eletrostática, etc. 119
    • Uma classificação bem comum é utilizada levando-se em conta o tipo de operação envolvida operações mecânicas, operações envolvendo transferência de calor operações envolvendo transferência de massa. Para cada uma destas operações existem conceitos e princípios que precisam ser conhecidos para um melhor entendimento da operação em questão e para o projecto/dimensionamento/operação/optimização do equipamento se for o caso. Iremos agora detalhar um pouco algumas das operações mais importantes. 120
    • OPERAÇÕES MECÂNICAS Operações envolvendo sólidos granulares Em operações envolvendo fragmentação de sólidos usa-se a moagem. A moagem é uma operação unitária de fragmentação ou redução de tamanho, onde o tamanho dos sólidos é reduzido pela aplicação de forças de impacto, compressão e abrasão. Esta operação aumenta a área superficial do sólido, uniformizando tamanhos e aumentando a eficiência de etapas posteriores de processamento. Entre os equipamentos estão: moinho de discos, moinho de rolos, de facas e martelos, trituradores de mandíbulas e moinho de bolas. Moinho de bolas Moinho de martelos 121
    • Operações com sistemas sólido-fluido Muitas vezes o material sólido constitui uma parcela importante do material que está sendo processado. Por exemplo, na secagem de um líquido que resulta como produto pó + ar. Para separar o sólido do ar, é feito uma operação num ciclone ou num filtro de mangas. 122
    • Outro exemplo é a separação de palha de produtos agrícolas, como o milho, arroz, soja e café. A palha pode ser removida por uma corrente gasosa ascendente. Se tivermos uma fase líquida, o sólido pode decantar por gravidade, pode flutuar fazendo-se passar bolhas de ar através da mistura onde as partículas se ligam ao ar e se deslocam para a superfície, sendo removidas ou ainda pela floculação, i.e., adiciona-se ao líquido uma substância química, que faz com que as impurezas se aglutinem formando flocos facilmente removíveis. Decantadores 123
    • A centrifugação é um processo de separação em que a força centrífuga relativa gerada pela rotação da amostra é usada para sedimentar sólidos em líquidos, ou líquidos imiscíveis de diferentes densidades, separando-os. É usada em diferentes aplicações laboratoriais, industriais e até domésticas. 124
    • OPERAÇÕES COM TRANSFERÊNCIA DE CALOR E DE MASSA Aquecimento e arrefecimento de fluidos. Os equipamentos industriais utilizados para troca térmica tanto no aquecimento quanto no arrefecimento são normalmente chamados permutadores de calor. Esta é uma operação com denominação muito genérica, assim vamos definir um permutador de calor como um dispositivo que efectua a transferência de calor de um fluido para outro. A transferência de calor pode-se efectuar de quatro maneiras principais: •pela mistura dos fluidos; •pelo contato entre os fluidos; •com armazenagem intermediária; •através de um parede que separa os fluidos quente e frio. 125
    • Aplicações de Permutadores de Calor • Torres de Refrigeração • Condensadores • Evaporadores • Condicionadores de ar • Aquecedores • Alambique • Radiador Automóvel 126
    • Evaporação É usada quando há interesse somente na fase sólida, sendo a líquida então desprezada. Para produzir cloreto de sódio (Sal) a partir da água do mar, utiliza-se a técnica da evaporação. Equipamentos industriais para evaporação nada mais são do que recipientes que concentram uma solução pela evaporação do solvente. Entre os equipamentos há o evaporador de simples efeito e o de múltiplos efeitos. Entre os equipamentos, têm-se o evaporador de tubos horizontais, verticais, etc. 127
    • Secagem A secagem de um sólido ou líquido, é a operação de remoção de água, ou de qualquer outro líquido na forma de vapor, para uma fase gasosa, através de um mecanismo de vaporização térmica. Esta desidratação é realizada através de calor produzido artificialmente, sendo o ar ou o azoto os mais usados como meios de secagem. O mesmo conduz calor, provocando evaporação da água, sendo também o veículo no transporte do vapor húmido pelo que ocorre então a transferência simultânea de calor e massa. Existe uma infinidade de equipamentos (leitos fixos, leitos fluidizados, secadores tubulares rotativos, estufas, fornos, etc.) e de técnicas de secagem (secagem solar, convectiva, por microondas, por radiação, etc).
    • Secador de leito Fluidizado 129
    • Operações envolvendo a transferência de massa Quando se colocam em contacto duas fases de composições diferentes, pode ocorrer a transferência de componentes de uma fase para outra e vice-versa. Este transferência entre as fases ocorre até que o estado de equilíbrio seja atingido. Dentre as principais operações de transferência de massa destacam-se: Extração líquido-líquido A extração líquido-líquido é um processo de separação que se utiliza da propriedade de miscibilidade de líquidos. Por exemplo, em uma situação onde temos dois líquidos, A e B, miscíveis entre si, e queremos separar A de B, podemos usar um terceiro líquido, C, que seja mais miscível com A do que com B. 130
    • Destilação É o processo de separação mais amplamente utilizado nas indústrias químicas. A separação dos constituintes está baseada nas diferenças de volatilidades entre diferentes constituintes químicos Na destilação ocorre o contacto de uma fase vapor com a fase líquida e há a transferência de massa da fase líquida para o vapor e deste para aquela. O líquido e o vapor contêm, em geral, os mesmos componentes, mas em quantidades relativas diferentes. O efeito final é a concentração maior do constituinte mais volátil no vapor e o menos, no líquido. 131
    • Processo químico MATÉRIAS- PRIMAS MÃO-DE- OBRA RECURSOS PRODUTO RESÍDUOS 132TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Fluxogramas para representar um processo químico • Servem de base para o projecto e para a operação na planta- piloto e na fábrica. O fluxograma deve conter as operações unitárias, as conversões químicas, o equipamento utilizado, o balanço de massa e de energia, mão-de-obra e utilidades. 133TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    •  Os fluxogramas são parte fundamental de um projecto, apresentando a seqüência coordenada das conversões químicas unitárias e das operações unitárias, expondo assim, os aspectos básicos do processo.  É o mais efectivo meio de comunicar informações sobre um processo industrial.  Indicam pontos de entrada das matérias-primas e da energia necessária e também os pontos de remoção do produto e dos subprodutos.  Na avaliação global do processo, desde a sua concepção inicial até ao fluxograma detalhado para o projecto e operação da planta, é preciso desenhar muitos fluxogramas. 134TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Tipos de fluxogramas Os três principais tipos de diagramas usados para descrever os fluxos de correntes químicas através de um processo são: – a) Fluxogramas de blocos (block flow diagrams – BFD) – b) Fluxograma do processo (process flow diagram – PFD) – c) Fluxogramas de tubagens e instrumentação (pipping and instrumentation diagram – P&ID): 135TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Fluxogramas de blocos • São úteis na visualização geral de um processo ou de um número de processos num grande complexo. Pouca informação sobre as correntes é fornecida, mas é apresentada uma visão geral do processo. 136TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Fluxogramas de blocos Tanque de liquido TL01 Tanque de liquido TL02 Misturador M08 Reactor R102 Separador S56 • Os blocos ou retângulos representam uma operação unitária ou processo unitário. Os blocos são unidos por linhas rectas que representam as correntes de fluxo do processo entre as unidades. Essas correntes de fluxo podem ser misturas de líquidos, gases e sólidos fluindo em tubagens ou sólidos sendo transportados em correias transportadoras. 137TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Construção de fluxogramas de blocos – Operações ou processos unitários tais como misturadores, separadores, reactores, colunas de destilação e permutadores de calor são representados por um bloco simples ou rectângulo. – Grupos de operações unitárias podem ser representados por um bloco simples. – Correntes de fluxo do processo entrando e saindo dos blocos são representadas por linhas rectas que podem ser horizontais ou verticais. – A direcção do fluxo deve ser claramente indicada por setas. – As correntes de fluxo devem ser numeradas por uma ordem lógica. – As operações unitárias (i.e blocos) devem ser rotulados. – Quando possível, o diagrama deve ser arrumado de modo que o fluxo material ocorra da esquerda para a direita, com unidades a montante, à esquerda, e unidades a jusante, à direita. Fluxogramas de blocos 138TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • 139TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • 140TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • 141TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) PFD
    • Fluxograma do processo • Contém toda informação necessária para os balanços material e energético completos no processo. Adicionalmente, são incluídas informações importantes tais como a pressão das correntes, tamanhos de equipamentos e principais controles. 142TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Fluxogramas de processo 143TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • 144TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) Fluxogramas de processo
    • Fluxogramas de processo • Um fluxograma de processo inclui: – tubagens do sistema – símbolos dos principais equipamentos, nomes e números de identificação – Controlos e válvulas que afectam a operação do sistema – interligações com outros sistemas – principais rotas de by-pass e recirculação – taxas do sistemas e valores operacionais como temperatura e pressão para fluxos mínimo, normal e máximo – composição dos fluidos 145TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • 146TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Fluxogramas de processo 147TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Fluxogramas de tubagens e instrumentação • Contém toda a informação do processo necessária para a construção da planta. Estes dados incluem tamanho das tubagens, localização de toda a instrumentação para as correntes de processo e de utilidades. • Este fluxogramas mostram todas as tubagens incluindo a sequência física de ramificações, redutores, válvulas, equipamentos, instrumentação e controles. • Estes fluxogramas são usados para operar o processo de produção 148TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Fluxogramas de tubulação e instrumentação 149TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Fluxogramas de tubulação e instrumentação 150TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • Fluxogramas de tubulação e instrumentação 151TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • 152TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) PFD
    • 153TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) P&ID
    • Fluxogramas de tubagens e instrumentação Um FTI deve incluir: • Instrumentação e designações • Equipamentos mecânicos com nomes e números • Todas as válvulas e suas identificações • Processo de tubagens, tamanhos e identificação • Miscelânea: ventilação, drenagem, amostragem, redutores, etc. • Direcção dos fluxos • Referências das interligações • Controles de inputs, outputs • Nível de qualidade • Sistemas de controle computadorizados • Identificação dos componentes e subsistemas entregues por outros • Sequência física dos equipamentos 154TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química)
    • TQ (mód 1 - Introd. à Indústria Química) 155