Questão de Economia

Bomba Centrífuga O escoamento ocorre através de tubos de mesmo diâmetro entre dois tanques e uma coluna de destilação. A vazão de recirculação para o tanque A é mantida de modo a garantir o fluxo mínimo na bomba e a alimentação para o tanque B só acontece quando a coluna está fora de operação. Suponha que medidores locais tenham sido utilizados para determinar a vazão em três pontos distintos, conforme o fluxograma a seguir. O primeiro medidor encontra-se na corrente de reciclo do tanque A (2 m3/h), o segundo no ponto de alimentação da coluna de destilação (5 m3/h) e o terceiro nas proximidades da alimentação do tanque B (5 m3/h). Além disso, os desníveis entre a descarga da bomba e a alimentação do tanque B e entre a descarga da bomba e a coluna de destilação são 2 m e 20 m, respectivamente. Despreze a variação de energia cinética, considere que os tanques e a coluna de destilação estão à mesma pressão e que 1 bar = 100 000 N/m2. A tabela a seguir apresenta as perdas de carga para cada um dos trechos considerando diferentes vazões.

Com base nas informações apresentadas, faça o que se pede nos itens a seguir. a) Determine a vazão (Q, m3/h) para o dimensionamento da bomba centrífuga. (valor: 2,0 pontos) b) Determine a diferença de pressão na bomba (∆Ρ, bar) para dimensionamento da bomba centrífuga. (valor: 8,0 pontos) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Área livre QuESTÃo DiScurSiva 04 Um dos objetivos da engenharia de bioprocessos é incrementar a atividade catalítica de enzimas livres ou imobilizadas. A produção de xilitol por via enzimática é conduzida usando a enzima xilose isomerase. Esse biocatalisador é obtido pelo cultivo submerso de Kluyveromyces marxianus em biorreator. Após o crescimento celular, as células são separadas por centrifugação e permeabilizadas para extrair a enzima xilose isomerase. O extrato enzimático é purificado e a enzima é imobilizada e utilizada na produção de xilitol. Esse bioprocesso pode ser conduzido em um reator tanque agitado ou tubular. Com base nas informações apresentadas, faça o que se pede nos itens a seguir. a) Elabore um diagrama de blocos indicando as etapas relatadas do processo. (valor: 3,0 pontos) b) Cite três características que diferenciam os biorreatores tanque agitado de biorreatores tubulares, seja em termos de geometria ou condições de processo, considerando a operação em regime contínuo. (valor: 3,0 pontos) c) Cite duas vantagens e duas desvantagens da utilização de enzimas imobilizadas em comparação ao uso de enzimas livres. (valor: 4,0 pontos) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Área livre QuESTÃo DiScurSiva 05 Caldeiras são equipamentos comumente empregados em indústrias de processos químicos para a geração de vapor. Diversos tipos de combustíveis podem ser utilizados para esse fim, tais como: gás natural, gás liquefeito do petróleo, óleos, carvão e biomassa. A escolha do combustível e da porcentagem de ar em excesso na combustão influencia nas características dos fumos gerados, com impacto direto sobre o meio ambiente. O uso de carvão ou de bagaço de cana está sendo avaliado em um processo produtivo para alimentar uma caldeira. No quadro a seguir, tem-se a composição elementar aproximada (em base mássica), a massa específica e o Poder Calorífico Inferior (PCI) desses dois insumos.

PODOLSkI, W.F. et al. Energy resources, conversion and utilization. In: PERRy, R. H.; GREEN, D. W.; MALONEy, J. O. Perry’s chemical engineers’ handbook. 7 ed. Nova Iorque: McGraw-Hill, 1999 (adaptado). Com base nos dados apresentados, faça o que se pede nos itens a seguir. a) Cite duas vantagens e duas desvantagens do uso do bagaço de cana como combustível em caldeiras em relação ao carvão. (valor: 4,0 pontos) b) Justifique a importância do emprego do excesso de comburente em processos de combustão. (valor: 3,0 pontos) c) Explique por que uma quantidade exagerada de comburente provoca um efeito negativo na combustão, apesar da necessidade do uso de ar em excesso. (valor: 3,0 pontos) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Área livre