Química - Processos Industriais - Aula 1

olá boa tarde pessoal é vamos dar início a nossa disciplina de processos industriais 45 horas eu sou marcus vinícius o professor marcos é essencial de bacharelado pela uff universidade federal já tem uma turma no ramo da educação básica desde 2006 e atualmente é só a função de responsável técnico por algumas empresas que trabalham no ramo de bebidas no ramo alimentício aqui terezinha e vamos lá a nossa disciplina a gente vai abordar os processos industriais que são de maior importância no ramo da química nessa unidade 1 nós vamos abordar os seguintes assuntos os conceitos e características

gerais dos processos químicos indústria de compostos orgânicos apresentação e análise dos processos de produção dos principais produtos químicos de aplicação industrial experimentos para controle de qualidade da matéria prima utilidade tratamento de água para fins a portabilidade proteção ao meio ambiente tratamento para águas industriais de esgoto de esgotos e cuidados com o meio ambiente eo a reutilização como se faz alguma coisa referente à utilização dessa água o principal objetivo da nossa da nossa unidade 1 é é relevar é o os principais conceitos e características da indústria de processos químicos de forma que seja possível compreender e

avaliar as principais operações e processos industriais relacionando os aspectos de produtividade qualidade e segurança do processo conservação ambiental e desenvolvimento sustentável em relação aos processos químicos a gente pode enfatizar o seguinte é desde antes de cristo né antes de cristo que a gente sabe que ocorre é vários processos químicos ano do cotidiano no dia a dia nesse período é importante enfatizar a a alimentação né pinturas em pedras e rochas em cavernas onde já será utilizado esse tipo de processo que até hoje é pouco da atuação gente vê que tem 11 anos de atividade bem ampla

foram utilizados métodos onde até hoje permanece né isso é uma forma de democratizar que já era utilizado o processo químico naquele período outro outro exemplo também interessante seria a questão do vinho né a fabricação do vinho aquele período a gente já tinha produção do vinho que a a partir de uma bebida fermentada e silva agente pronto pode produzir o álbum é no decorrer do tempo vem se continuando melhorando esse processo desde a idade média onde já se foi em acrescentada à fabricação de pólvora a obra já foi uma descoberta também que passa por esse tipo

de procedimento e até os dias atuais a diferença é que nos dias atuais a gente já pode enfatizar que é com a a questão da revolução industrial aconteceu o o desenvolvimento de máquina a vapor e acarretando consequentemente com isso veio a a a entrar na parte da indústria automobilística que foi um desenvolvimento desenvolvido os primeiros motores a vapor e logo em seguida motor a combustão e esses processos químicos eles venha a ser melhorados para ser utilizado de uma forma mais ampla na indústria onde na indústria e ganham a maior abrangência por conta de que nem

deixa você vai ter que trabalhar de uma forma eficiente onde essa eficiência vai depender de de 11 um custo mínimo você vai ter que ser uma bem bem rápido uma produção que você vai ganhar tempo vai ter um pouco de uma despesa mínima puxa econômico isso é óbvio e também tem que seguir a escala comercial uma produção seja ampla e nesse primeiro item a gente pode estar cá o seguinte característica nos processos químicos o conjunto de equipamentos escolhidos pelas suas funções específicas interligado de modo a possibilitar a transformação da matéria-prima em um produto de interesse

de forma econômica segura ea escala comercial então o que eu falei a gente vai ter que e quando relacionada à indústria esses processos químicos eles vão ter que atender essa série de interesses você tem que atenderá a a forma econômico você tem que não pode ter gasto excessivo tem um gasto de uma forma intolerável e é é relacionar a eficiência ao gasto não gastar muito porque vai se tornar viável e de uma forma segura você tem que ter a questão da segurança nessa produção não pode ser uma coisa foi aleatória tentar o item segurança é

muito importante e em escala comercial porque não adianta se trabalharem a nível industrial onde você não a tendo uma escala que venha suprir as necessidades né a demanda e aqui a gente pode ver neste primeiro slide referente às características dos processos químicos onde você tem uma matéria prima que essa matéria prima vai passar por esse processo químico e conseqüentemente você vai obter o produto nessa matéria prima é a forma que que você vai adquirir o inserir a matéria que você quer processo e se chegar a um produto ela é passada por alguns controles a gente

vai ver mais à frente dessa matéria a primeira rigorosamente selecionadas passa por um controle de qualidade para que diante desse processo químico que são as etapas químicas que vão acontecer e elas podem ser tapa química física objeto biológicas né um se processo de transformações que ocorreram e que geraram esse produto que é um produto que é o desejado é aquilo que se almeja alcançar os conceitos a gente pode enfatizar um conceito mais abrangente sobre os processos que nunca poderia dizer assim baseado nesse nessa figura ativa da matéria prima sendo processado e jogaram um produto percebe-se

que facilmente quando se pensa em um processo químico todas as transformações químicas podem estar incluídas sejam elas espontâneas ou não o mesmo aquelas resultantes das acções de catalisadores ou microorganismos cada uma destas etapas ocorrerá no interior do equipamento de equipamentos que podem ser relatores e pará as bombas trocadores de calor os equipamentos quando interligados formaram a planta industrial que nada mais é do que a instalação física onde ocorre o processo de transformação da matéria-prima do produto de interesse olha essas transformações que a gente necessita quando diz que elas podem ser de forma espontânea não na

maioria das relações sejam elas processo químico processos físicos eles podem ocorrer de forma natural ou pode ser de uma forma que você fosse né entre as você fosse é essa reação você provoque esse processo então elas podem também é esse fator vai entrar uns interessante porque são a utilização de catalisadores um micro organismo a gente pode enfatizar que os catalisadores a principal função qualquer é justamente acelerar a reação aumentar a velocidade da nossa liberdade a reação aumentar a velocidade desse processo fazer com que ele ocorra o mais rápido possível aí um dia aqui é outro

fator que em escala industrial a gente é salto agora pouco que é interessante é a questão do tempo se uma reação vai um etapa o processo vai durar 45 horas porque não é diminuir esse tempo fazer com que ele ocorra em uma hora ou até menos e entra a questão dos microorganismos também que a gente vai treinar na mais na frente a questão do tratamento dos micro organismos vão ajudar na aceleração na questão da composição na questão do tratamento de algumas substâncias que eles fazem é justamente essa função também de degradar e decompor um aumento

na velocidade nem um tempo menor e essas etapas que a gente citou como a gente pode falar que é nesse parágrafo nessa linha é que os reatores os separadores as bombas eles vão fazer essa essa função de estar justamente transformando a matéria prima naquele produto que a gente deseja e quando tem um temos vários equipamentos interligados os equipamentos eles vão fazer parte de uma planta industrial que a gente vai ver mais na frente que ele pode se classificar como essa série de etapas né é é que vai entrar as operações industriais e um item interessante

a se falar também sobre os processos químicos é que desde muito tempo a humanidade ao longo de sua trajetória de evolução e consequente com a característica a capacidade de compreender as leis naturais interagem com a natureza com o objetivo de transformá la em produtos úteis ou lucrativo e cimed agora né só que a gente tem observado que nesses últimos 20 30 anos isso tem aumentado muito por conta do avanço da tecnologia o homem às vezes eles se preocupam muito mais com a a questão do lucro do benefício econômico do que com a sua sustentabilidade um

exemplo que a gente pode citar o o desmatamento vem acontecendo de forma muito rápida e sem nenhuma preocupação onde eles visam apenas o o oeste lucrativo só que quando se trabalha com as leis naturais com a natureza tem esse outro fator a natureza vive um equilíbrio decidir se desequilibra por um lado vai procurar ser compensado por outro então à medida que é é feito esse desmatamento desordenado de forma desorganizada à natureza uma certa forma vai procurar equilibrar e aí onde é já comprovados cientificamente que alguns fatores entre eles a gente pode citar a questão do

aquecimento global se dá por conta disso o aumento das queimadas das secas em algumas espécies é do ecossistema mas eles têm procurado migrar o conta justamente nessas condições que são mudadas né acho que essa transformação essa alteração e repercute justamente nisso vai impactar diretamente no convívio de algumas espécies e mudanças de clima mudanças de de ambiente se torna desfavorável quando se trata de processos químicos também tem um fato interessante a se comentar por que de uma certa forma quando você tem um processo que envolve uma planta industrial ou séries ou várias etapas do processo tanto

5 como físicos biológicos a gente tem que ter uma representação necessita que a gente fala disso é a representação gráfica dos processos químicos ocorre por meio dos fluxogramas os quais a exibir a seqüência coordenada das conversões químicas que são as etapas nas etapas quintas e das operações unitárias que são as etapas físicas com indicativo dos pontos de entrada de matéria prima e energia e de retirada dos produtos e subprodutos então essas representações gráficas que a gente citou ela tem que ser feita por meio de fluxograma o fluxograma nada mais é do que o demonstrativo de

tudo que está acontecendo de tudo que está ocorrendo naquele processo químico se for um processo químico nessas etapas químicas a gente chama de conversões químicas se for etapas físicas chama de operações unitárias e elas têm que ser bem descritas por que a forma como se elabora um fluxograma tem que ser bastante compreensível é tanto por quem seja é especialista na área como quem seja uma pessoa da forma leiga uma pessoa que não seja atuante naquela ela tem que entender o que está acontecendo então é uma seqüência a uma série de etapas onde você cada etapa

você vai deixar bem definido o que pode acontecer o que está acontecendo sendo que esse fluxograma você não pode colocar textos né palavras é é a mais você tem que ser bem direto tem que ser bem isso sinto no que você está querendo colocar naquela etapa aquele fluxograma então você tem que representar diretamente por uma palavra e essa palavra vai representar aquele conjunto onde você vai terminar cada etapa o que está acontecendo aquele processo é um processo que está acontecendo aquela etapa nuno referente aos processos orgânicos processos industriais a gente pode citar ainda a indústria

dos compostos orgânicos é uma indústria que ela tem é faturado muito no brasil ela tem expandido bastante porque é uma indústria que tem um amplo ampla abrangência na abrangência abrange muita paz química o que envolve a produção de reagentes de de produtos utilizados em escolas industriais então é uma indústria das indústria de composto orgânico que ela tem se desenvolvido muito e ela tem se tornado uma das principais fontes de faturamento a nível mundial é sobre as indústrias compostos orgânicos a gente pode citar o seguinte a indústria química portanto é o ramo de transformação que leva

à obtenção dos produtos químicos de uso industrial por exemplo produtos orgânicos resinas e elastômeros do uso final tais como os produtos farmacêuticos de higiene pessoal perfumaria e cosméticos adubos e fertilizantes sabões detergentes e produtos de limpeza de defensivos agrícolas tintas e esmaltes vernizes entre outros então você vê que abrange praticamente uma série em nome do que é utilizado no brasil é principalmente a que envolve a parte de produtos de limpeza e de higiene pessoal perfumaria isso aí é algo que é essencial nem as pessoas usam o seu dia a dia e mais à frente a

gente vai ver aqui no próximo slide a classificação do brasil em termos de faturamento que é uma indústria que fatura alto justamente por conta desses produtos serem bastante utilizados né sobre a segundo os dados da abiquim que a associação brasileira de indústrias químicas a indústria química é um dos setores mais dinâmicos da economia brasileira pertencendo ao grupo das dez maiores do mundo ao ocupar a sexta posição de acordo com os dados de 2012 apesar de ser um pouco é já um desatualizar 2012 mas não variou muito essa essa relação deve continuar até o final de

2015 ea permanecer nessa mesma classificação essa mesma posição e o brasil se torna por essa classificação em termos de faturamento e o termos de faturamento o sexto mas colocar é mais bem colocado entre os grandes exportadores e importadores de produtos químicos a gente vê na figura pode olhar que nessa figura enfatiza o brasil como 6 perdendo apenas para a china estados unidos japão alemanha e coréia ea gente se coloca o brasil se coloca é com 150 7 bilhões de dólares num faturamento bem elevado onde a gente deixa para trás a e países como a itália

a frança a holanda então isso mostra que o brasil tem um grande potencial nessa produção na ação que são produtos que a indústria de compostos orgânicos fatura muito alto e há algo que é bastante viável não tem como um país que tem uma variedade e riqueza como o brasil vão faturar é sobre os compostos agora a gente pode citar o seguinte ainda continuando que o setor dos produtos químicos inorgânicos é um dos maiores da indústria química estas indústrias operam com uma grande variedade de temperaturas e pressões em seus processos os quais têm sido melhorados com

o objetivo de alcançar sempre maiores produtividade e eficiência em virtude das condições de elevadas temperaturas e pressões o uso de catalisadores muitas vezes com os índios exigem ligas de alta tecnologia resistente à corrosão essa parte aqui a gente pode enfatizar o seguinte essas temperaturas elevadas e pressões elas vão favorecer um aumento da dessas reações como essas substâncias elas na maioria das vezes são altamente ácidos ou alcalinas elas vão entender a atacar a a corroer essas populações dessas essas ligas naquelas tem uma uma baixa capacidade de proteção e elas vão terminar sendo atacadas e com adição

de catalisadores essa vela essa reação vai se tornar mais rápido o que vai tornar essas ligas menos é resistente e para que elas tenham um alta tecnologia de resistência à corrosão às vezes é é necessário colocar os outros tipos de ativos justamente pra tá equilibrar essa questão da temperatura e pressão que são muito elevadas na apresentação e análise dos processos de produção dos principais produtos químicos de e aplicação industrial vamos ressaltar dois itens este nosso curso ele tem por finalidade abrangê os processos químicos industriais e orgânicos sendo que muitos deles são descritos a seguir nas

próximas aulas né a gente vai fatiar as próximas aulas o uso final industrial do açu furco da amônia e fertilizantes nitrogenados fosfatados a gente vai ver agora pouco a nos próximos lotes o tratamento de água e esgoto mais à frente ele vai falar dos cimentos cloro e soda cáustica cerâmicas então um curso que ele vai envolver essa parte da indústria que ele enfatiza bastante nesses processos dos tais que eles são os principais produtos químicos de aplicação industrial é possível também perceber a importância de se considerar as contribuições físico-químicas de equilíbrio químico de cinética química no

processo no sentido de levar o incremento da taxa de conversão à diminuição dos cursos de forma geral a própria concepção da indústria então a gente tem que ver também que embora é é os processos químicos dependam tanto de etapas químicas físicas e biológicas mas a gente vai é relevar mais essa partidá do da parte da química onde a gente volta do equilíbrio químico ao o físico química cinética química que estudam fazer parte desse processo de transformação das forças de reação e quando se trata desse processo como foi mencionado no começo a gente tem que trabalhar

para a partir da matéria-prima dessa matéria prima é processada ela passa por essas etapas esses processos químicos ou físicos e vão gerar o produto desejado só que é importante ressaltar que em se tratando de matéria prima a gente tem que ter o controle de qualidade nesse controle de qualidade hoje ele é um conceito fundamental na indústria o que muitas vezes é natural associado à atividade de controle de qualidade com análises laboratoriais mas sabe que elas não se restringe só esse ambiente o controle de qualidade envolve todas as decisões relacionadas à qualidade do produto ea utilização

das matérias primas de interferindo diretamente na produção porque era maioria das vezes para se obter um produto desejado a gente tem que saber logo de início se a matéria prima tem uma qualidade aceitável se ela está dentro daquilo que vai me propiciar um produto final é de qualidade satisfatória e isso é feito baseado em análise a análise é antecipado que você vai levar de segurança está um pouco o laboratório é fazer detalhadamente aquelas análises minuciosas lá é saber se a sua matéria-prima 5a daquele padrão que não adianta você querer obter um produto de qualidade se

você trabalhar com matéria-prima ruim uma qualidade baixa é é meio que que inviável não tem como então parti do princípio que eu tenho uma matéria prima dentro do padrão dentro daquilo que está associada o que eu quero eu vou obter seus processos forem todos eficientes e obter um produto é desejado um produto final desejado nesse leza nesse mesmo nessa mesma unidade a gente já passando a primeira parte dos processos industriais é refer é interessante também a gente levar a achou o tratamento da água a água entra no ar na parte dos processos industriais e nesse

nesse item aqui a gente vai enfatizar mais um pouco sobre o tratamento da água sobre a utilização aplicação e os processos industriais dos que se refere ao tratamento da água a gente pode destacar o seguinte se tratando em se tratando para fins de portabilidade de proteção ao meio ambiente de início é importante ressaltar que a água pra ser utilizada todos nós sabemos que ela tem que ser apresentar as principais há características né não pode apresentar cheiro nem sabor e nem co isso é fundamental não tem que ser o do príncipe em colón então a água

como molécula vital para os seres vivos que cobre cerca de dois terços da superfície da superfície do planeta terra onde se encontra presente na forma líquida forma do rios lagos mares ainda compõem a atmosfera terrestre sobre a forma de vapor e apresenta-se no estado sólido forma das geleiras e calotas polares isso é viável a gente já é comum utilizar a a água no dia a dia ea gente é então que ele se refere a essa questão da água é importante ressaltar que não se trata só da água doce esses dois texto enfatiza no geral a

água salgada né os oceanos dos mares incluindo também os rios que a água doce que é o que a gente utiliza água potável é feita de forma a se tratar de uma lagoa do oscar um processo mais barato vamos dizer assim mais simples é indiferente ao tratamento da água também pode fazer o seguinte para se alcançar todos os padrões microbiológicos e física quintas exigidos para a água de consumo humano é preciso que se transforma essa água bruta em água potável e aí onde entra a questão do da estação de tratamento de água as retas né

de forma resumida o tratamento de água para consumo humano tem por finalidade melhorar a qualidade da água no aspecto higiênico a eliminação de substâncias tóxicas é pelo menos a redução de substâncias tóxicas bactérias águas protozoário seu excessivo de microorganismos estético na remota a remoção a redução da cor turbidez ou 2 sabor e é como remoção de redução de colocou a possibilidade do êxito turbidez manganês o dos sabores entre outros o que a gente referiu que é pra água potável tem que ser 100 cool que apresentam essas três características não faz na cor nem cheiro nem

gosto é a que mais à frente a gente tem o exemplo de um fluxograma que é se refere ao tratamento da água onde na primeira etapa a gente tem a captação nessa captação é adicionado o sulfato de alumínio logo após a desses o fato tem a coagulação ocorre a população posteriormente a implantação a filtração a desinfecção essa desinfecção ela ela pode ser o acrescentando etapa da fluoretação né onde vai ser eliminada parte dos microorganismos ainda que existiram e se encontra nessa fase a correção do ph ea reservação logo em seguida distribuição na então esse é

o fluxograma básico de um tratamento de água essa água que a gente recebe nossas casas a água potável o processo de tratamento da água no tratamento das águas industriais edis go tem o cuidado que a gente deve ter com o meio ambiente uma etapa interessante é a questão do rejeito do single os esgotos é industrial do méxico eles não devem ser simplesmente descartados nos corpos d'água que são os mananciais nos rios que de uma certa forma são que recebem essa carga de de rejeito pois atualmente há uma legislação específica para esse fim e o mesmo

deve ser tratado em estado de tratamento de esgoto que são 11 a 0 zetti e que assim como tratamento de água e tratamento de esgoto nas estações cujo método de tratamento estão divididas basicamente em primários são tratamento físico e secundário os tratamentos biológicos eo terciário ou tratamentos químicos aqui se visualiza nesse próximo slide até o tratamento da água uma figura bem ilustrativa que aqui a gente refere mais né e tratamento da água tratamento dos esgotos sem tratamento de águas industriais que são os efluentes industriais e o tratamento de esgoto também é aplicado o esgoto doméstico

hoje a gente vê aí ó de uma forma simples a primeira etapa do tratamento do esgoto ele é feito de uma forma física nem onde tem aquelas grades grosseiras para separar os principais poluentes físicos desde aquele material mais grosseiro que ele é fixo em grade logo em seguida passa por uma grande média e as caixas de areia ou seja a separação física você vai ter um uma pequena filtração para que a água logo em seguida vai receber o tratamento primário onde esse tratamento primário vai ser os decantadores primários logo posterior vai ter o tratamento secundário

que são os tanques de aeração você vai oxigenar os decantadores secundários e por último item os tratamentos necessários né que é justamente onde vai ser despejado no caso do dossiê slide ele dá como referência o rio tietê mas pode ser qualquer outro rio o importante saber nesse tratamento de água do esgoto principalmente néfrons industriais que nessas etapas finais vai ser utilizado vai ser gerado um outro né esse lodo aquele resíduo final o que após a decomposição da implantação a água se tratará filtrada tudo ele vai se juntar a esse lodo e siloé utilizado de uma

forma é pra ser degradado por microorganismos onde esse m esses microrganismos a gente pode enfatizar o lodo ativado que sua ativa de uma certa forma ele vai compor esse resíduo final do dos efluentes de esgotos e esse lodo a maioria dele ele é composta hoje é composto por protozoários são protozoários que eles vão de uma certa forma se alimentar degradando e siloé o vencedor final do esgoto para que é após essas etapas nem fala de processo químico nessa degradação vai ocorrer a emissão de alguns gases uns balões que merece ser tratado como caso do metano

outros nem tanto como oxigênio co2 são encontrados na atmosfera e esse lodo ativado ele tem uma vida útil onde ele pode ser armazenado em tanques que o principal cuidado a ter é a questão do controle de ph ele trabalha ele ele tem uma eficiência é ótima uma eficiência boa a ótima dentro do ph e um ponto a ser ressaltado que se fora desse ph e ele não foi controlado e se logo vai morrer é porque ele é uma matéria viva são microorganismos vivos e se ele não for de uma certa forma controlada o ph ou

acima ou abaixo daquela faixa permitida por ele e terminou morrendo e vai perder a sua eficiência ele não vai estar tratando o esgoto da forma correta e assim como diz a legislação se você retira água do rio faz todo o tratamento na época é distribuir fornece a a população logo a seguir essa água o resíduo que é gerado em casa ela vira esgoto e tem que ser novamente retornado ao rio que geralmente acontece assim e se ele tem que receber essa água de uma forma igual ou melhor qualidade daquela que foi retirado então é é

lógico é uma coisa que é óbvia de se pensar a não se envolver algo aquilo que se retirou de um rio desenvolver de uma forma com a qualidade menor isso é óbvio e até viável em se tratando de tratamento de água e esgoto outro fator que é a questão da reutilização se essa água ou se tratou você pode até utilizar mas quais o o o fator interessante ressaltar além dos aspectos de saúde proteção ambiental e poluição das águas deve se também considerar a importância da economia aproveitamento da água porque a água doce ela é uma

água que ela ela tende a ficar extinta a gente não pode estar desperdiçando esse desperdício ele vai fazer uma falta futuramente porque o comandante falou dois textos não é de água doce de água no planeta mas esses dois textos quase 99% é de água salgada teve o tratamento de água salgada é muito mais caro muito mais complexo do que a água doce então pode se diferenciar o que ainda que o reuso das águas de acordo com a intenção de realizar tem setten sendo de certa forma indireta e planejado aquele que ocorra quando os efluentes depois

de tratados são descarregados de forma planejada nos corpos de água superficiais ou subterrâneas para serem utilizados e à jusante de maneira controlada observando o atendimento de alguns usos benéfico então se você utilizar essa água ela foi tratada tem como utilizar é na limpeza da casa no jardim o lavado seu carro ela tá a adenda característica pode ser utilizado beleza mais uma certa forma econômico viável mente e vai vir esse desperdício porque é o que você pode utilizar várias vezes se tiver tratamento adequado então gente essa nossa primeira unidade espero que tenha abordado os principais temas

e pontos a é relevante que seja interesse e nas próximas unidades a gente vai deixar mais essa parte de indústria a processos industriais abraço a todos e boa sorte