Processos de Separação Avançados

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I, II e III; Termodinâmica Química; Transferência de Massa; Transferência de Calor; Balanços Mássicos e Energéticos; Processos de Separação; Programação e Métodos Numéricos, Inglês

Métodos de Ensino

O ensino é ministrado através de aulas teóricas e teórico-práticas. Nas aulas teóricas são expostos conceitos teóricos e metodologias de abordagem de problemas, acompanhados de alguns exemplos de aplicação. Nas aulas práticas os alunos devem resolver problemas nos quais se aplicam os conceitos apreendidos nas aulas teóricas. Estas aulas são também destinadas à resolução de problemas mais complexos, relacionados com o projecto dos equipamentos, onde se incentiva o trabalho e discussão em grupo.

Avaliação: 2 minitestes, trabalho de grupo (2/3 alunos) e exame final.  

Resultados de Aprendizagem

Com a frequência desta uc o aluno deve saber:

• Aplicar os fundamentos téoricos para avaliar o desempenho dos processos de separação baseados na velocidade de transferência de massa

• Dimensionar os equipamentos tendo como base ferramentas de modelação matematica e simulação

• Intepretar o efeito de alterações em parâmetros de operação no dimensionamento da unidade de separação.

• Optimizar o funcionamento de equipamento de separação.

• Seleccionar o processo de separação e o equipamento mais adequados para uma determinada aplicação industrial

.Integrar conhecimentos para avaliar o desempenho dos processos híbridos conjugando mais do que uma operação ou mecanismos.

Estágio(s)

Não

Programa

Generalidades sobre processos de separação avançados. Processos cíclicos de adsorção: PSA (Pressure Swing Adsorption), TSA (Temperature Swing Adsorption) e SMB (Simulated Moving Bed). Fundamentos. Modelação, projecto e aplicações industriais. Processos cromatográficos. Tipos e modos de operação. Parâmetros operatórios. Modelo da teoria dos pratos. Equação de Van Deemter. Separação por membranas. Microfiltração, ultrafiltração e nanofiltração. Equipamentos. Equações de transporte. Modelos para a previsão do fluxo. Polarização (modelo do filme) e fouling de membranas. Procedimentos de projecto. Dessalinização por osmose inversa. Permeação de gases e Pervaporação. Cristalização: princípios gerais; mecanismos de nucleação; mecanismos de crescimento dos cristais; balanços de população; projecto de cristalizadores ideais (MSMPR). Processos de separação híbridos ou complexos: conceitos gerais; destilação extractiva e azeotrópica; destilação reactiva; separação por membranas e destilação. 

Docente(s) responsável(eis)

Licínio Manuel Gando de Azevedo Ferreira

Métodos de Avaliação

Avaliação
Projecto: 15.0%
Mini Testes: 15.0%
Exame: 70.0%

Bibliografia

•Ismail, AF, Rahman, MA, Othman, MHD, Matsuura, T. Membrane Separation. Principles and Applcations, Elsevier, 2019.

•Mullin, JW. Crystallization , 4th Edition, Elsevier, 2001.

•Seader, JD, Henley and Roper, Separation Process Principles, 3nd Ed., J Wiley, 2011.

•Kaushick Nath, R.W. Membrane Separation Processes, 2th Ed., PHI Learning Private Limited, 2017.

•Kevin R. Wood, Y. A. Wood, Y. A. Liu,  Yu, Y. Design, Simulation and Optimization of Adsorptive and Chromatographic Separations, Wiley-VCH, 2018.

•LABVIRTUAL (http://labvirtual.eq.uc.pt).

•Mulder, M. Basic principle of membrane technology. Kluwer Academic Publishers, 1996.

•Wankat, PC. Rate-controlled separations. Blackie Academic & Professional, 1994.

•Lutze, P, Górak, A. Reactive and membrane assisted separations, de Gruyter, Berlin, 2016.

•Kulprathipanja, S. Reactive Separation Processes, CRC Press Taylor & Francis Group, 2019.