Fundamentos de Engenharia Alimentar
Código
10753
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Ciências e Tecnologia da Biomassa
Créditos
3.0
Professor responsável
Benilde Simões Mendes, João Cândido Barbosa Morais
Horas semanais
3
Total de horas
42
Língua de ensino
Português
Objectivos
Aquisição de competências em balanços de massa e de energia em estado estacionário e não estacionário, em operações e processos utilizados na indústria alimentar.
Pré-requisitos
Não previstos.
Conteúdo
1. Introdução aos cálculos de Engenharia
1.1. Unidades e dimensões; 1.2. Composiçoes mássicas e volumétricas; 1.3. Noção de mole e fracção molar; 1.4. Métodos de análise e medidas; 1.5. Bases de cálculo; 1.6. Temperatura; 1.7. Pressão; 1.8. Propriedades físico - químicas de compostos e misturas; 1.9. Equações químicas e estequiometria.
2. Balanços Materiais
2.1. Diagrama de processos; 2.2. Balanços de massa sem reacção; 2.2.1. Balanços de massa com reciclo; 2.2.2. Balanços de massa com by pass; 2.2.3. Balanços de massa com purga; 2.3. Balanços de massa com reacção; 2.3.1. Noção de reagente limitante e reagente em excesso. Estequiometria do crescimento de produto e formação. Balanços elementares. Balanços de electrões. Quantidade de oxigénio teórico; 2.3.2. Noção de conversão da reacção; 2.3.3. Noção de selectividade; 2.3.4. Noção de rendimento. Rendimento em biomassa. Estequiometria do produto. Rendimento máximo; 2.3.5. Reacções de combustão; 2.3.6. Fermentação; 2.3.7. Reactores enzimáticos
3. Balanços de Energia
3.1. Conceitos e unidades; 3.2. Conservação de energia. Aplicação das leis de conservação de energia; 3.3. Calores específicos; 3.4. Cálculo de variação de entalpias com e sem mudanças de fase; 3.5. Cálculo de entalpias de misturas; 3.6. Balanços de energia sem reacção; 3.6.1. Secagem; 3.6.2. Esterilização; 3.6.3. Permutadores de calor, 3.7. Balanços de energia com reacção; 3.7.1. Entalpias padrão de formação e de reacção; 3.7.2. Cálculo do calor da reacção química e bioquímica, Calores de reacção com formação de biomassa. Termodinâmica do crescimento microbiano. Calor da reacção com e sem oxigénio como aceitador. Equação de balanço de energia com cultura de células; 3.7.3. Reacções de combustão; 3.7.4. Processos com condições de saída desconhecidas.Reactores adiabáticos; 3.7.5. Fermentação.
4. Balanços de massa em estado não estacionário; 4.1. Balanço ao CSTR; 4.2. Resolução de equações diferenciais
5. Balanços de energia em estado não estacionário; 5.1. Aquecedor de solventes
6. Permutadores de calor; 6.1. Média logaritmica e aritmética de diferença de temperaturas; 6.2. Cálculo do coeficiente de transferência de calor.
Bibliografia
Elementary Principles of Chemical Processes, Richard M. Felder, Ronald W. Rousseau, John Wiley& Sons, 1978, ISBN -0-471-74330-5
Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering,David M.Himmelblau, Prentice Hall International Editions,5th edition, 1989, ISBN 0-13-066086-6
Método de ensino
Sessões teórico-práticas com resolução de problemas. Sessões tutoriais.
Método de avaliação
Dois testes sobre as componentes T e TP (50%:50%) durante o semestre.
Cada teste tem a pontuação de 10 valores. A classificação final é cumulativa. Aprovação com classificação mínima de 9,5 valores (escala de 20 valores).