Questões - Operações Unitárias 2 - 2023-1

Questão 2 Ainda não respondida Vale 400 ponto(s). Marcar questão Foi projetado um tubo de retenção de seção circular com 2.3 cm de diâmetro interno e 45 m de comprimento para finalizar a esterilização de leite desnatado a 4 L/min. A temperatura do processo é de 130°C, controlada na saída do tubo de retenção. Nessa, 1 a densidade do produto é 1010 kg/m³ e a viscosidade é 15 mPa·s (comportamento Newtoniano). Supondo processo isotérmico no tubo de retenção. Calcule o valor de esterilização (SV) para o microrganismo alvo (Bacillus stearothermophilus NCA 1518, Tabela 13.1 – anexo na aula 10), considerando a velocidade média e a velocidade máxima. Qual desses valores deve ser considerado para o controle de qualidade do leite? Regime Laminar (Re < 2100) Regime Turbulento (Re > 10000) Re = (D*v_média*densidade)/viscosidade Questão 1 Ainda não respondida Vale 600 ponto(s). Marcar questão Em uma empresa, pretende-se utilizar um evaporador duplo-efeito, com alimentação inversa, para concentrar suco de laranja de 16% para 50%, almejando uma produção total de suco concentrado de 2300 kg/h. Dados para a operação: - O suco "in natura" entra no evaporador a 45°C. - Para o aquecimento do primeiro efeito utiliza-se vapor saturado a 190 kPa (vapor proveniente da caldeira); - A pressão de trabalho no segundo efeito é igual a 38 kPa. - Os coeficientes globais de transferência de calor para os efeitos 1 e 2 são, respectivamente: 1900 W/m²K e 1900 W/m²K. - Considerando o calor específico do suco Cp = 4.186 - 0.025*B, sendo B a concentração de solutos em porcentagem mássica ou em ºBrix. a) Determine a vazão de suco na alimentação ("in natura") e de vapor total a ser removido do suco. Considerando as vazões de vapor de saída de cada efeito iguais; b) Estime a temperatura de ebulição em cada evaporador, bem como a elevação do ponto de ebulição de acordo com a concentração dos produtos. Para a estimativa, considere a mesma razão da taxa de transferência de calor pela área do trocador (q/A) para cada efeito. c) Calcule a quantidade de vapor d'água consumido (m3) e as áreas de cada efeito. P2 - OP2 - 2020 Questão 1: Vapor Alimentação Dados: V1= V2= 2500 W/m2 K Vapor 34 KPa 130KPa Vapor d'água Condensado XP = 50% MP= 6500 kg/h XR= 14% TP= 40°C CP= 924 + (3,34 * Xagua) A) Balanço de Saldo Calclad: mpx0 dP = 0 mp0 ixp mpx0 mp0 = 2340 kg/h Balanço de Massa Calclad: mp. p = 950mp mvp= 6500kg/h mvp = 6505kg/h p xp = mP mp1 mp2xp mp. p = mp2 6505 kg/h + mp2 MP1X mp. xP2 = mp2 x XP mp p = mp0 x XP 0,019 xP p = mp2 x XP2 2) (c) SVno - dest = \frac{1616}{2,1} \frac{m}{mm} => \boxed{SV = 977} \cdot \frac{N}{Nno - dest} = 10^{-SV} - \frac{1} 3) Em o evaporador de multiplos efeitos, em alimentacao direta, o que garante que ocorre evaporacao uma vez que a temperatura do produto e do vapor e a mesma? Para que ocorra evaporacao em sequencia multiple efeitos, a pressao de um efeito para o outro deve diminuir, entao o primeiro tem a maior pressao e o ultimo a menor. Como sao, tem a tambem a temperatura de soluico menor em cada nivel, o que garante a troca de calor. Este feito e alcancado usando um condensador no vapor proveniente do ultimo efeito, que e operado abaixo de 1 atm e faz com que se tenha uma quebra de pressao gradual.