DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Disciplina: Processos da Industria Química I

Código: 30-258

Carga Horária: 80h

Créditos: 4

Pré-requisitos: ------

EMENTA

Indústrias de cerâmica e vidro. Produção de cimento. Indústrias do cloro e dos álcalis. Produção de compostos de cálcio e magnésio. Indústrias dos compostos de fosforo. Indústrias de nitrogênio e enxofre. Gases industriais inorgânicos. Indústrias siderúrgicas. Indústrias eletrolíticas. Reaproveitamento dos resíduos dos processos.

OBJETIVOS

Reconhecer as principais rotas de produção por processos inorgânicos na indústria química, bem como, elaborar fluxogramas de processos e interpretar dados dos sistemas de produção da indústria química. Ao térmico da disciplina, o aluno deve ser capaz de atingir total ou parcialmente as seguintes competências:

-  Conhecer os aspectos tecnológicos, operacionais e legais para a produção e controle de alguns produtos químicos, tais como: cerâmica, vidro, cimento, gases industriais inorgânicos, compostos de cálcio, magnésio, cloro, fosforo, nitrogênio, enxofre.

- Formular e conceber soluções desejáveis de engenharia, analisando e compreendendo os aspectos físicos e químicos do processamento.

- Aprender de forma autônoma e lidar com situações e contextos complexos, que possibilitem a solucionar problemas na indústria química.

- Desenvolver a capacidade de trabalhar em equipe, buscando soluções para desafios teóricos e/ou práticos.

- Comunicar-se de forma escrita e oral e gráfica através da elaboração de trabalhos técnicos e apresentação de seminários.

CONTEÚDOS CURRICULARES

UNIDADE DE ENSINO 01 – MATERIAIS CERÂMICOS

1- Indústria de cerâmica e vidro: Composição, estrutura e propriedades; Preparação das matérias-primas; Sistemas de conformação; Tratamento térmico; Processos e operações unitárias de produtos específicos (cerâmicas vermelhas, louças de mesa e artísticas; materiais de revestimentos; vidros planos, tubos, fibra de vidro, fibras ótica, objetos ocos e maciços, temperado, aramado e vidros tecnológicos); 3. Produção de cimento: Composição, estrutura, propriedades e características e preparo das matérias-primas; Fabricação do Cimento Portland; Classificação, composição e características dos cimentos. Normas Brasileiras de Classificação e de avaliação das propriedades físicas e mecânicas dos cimentos.  Rotulagem e especificação do produto.

Atividades práticas: Análise e interpretação de artigo científico.

TDE 01 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino 01.

UNIDADE DE ENSINO 02 – INDÚSTRIA DE NITROGÊNIO, ENXOFRE E FÓSFORO

1. Indústria de nitrogênio: propriedades de nitrogênio, ciclo e distribuição de nitrogênio, principais derivados industriais. Processo de produção de amônia sintética (condições de equilíbrio, velocidade e catalisadores de reação). Processos e operações unitárias de produtos específicos: nitratos de amônia e ureia. 2. Indústria de enxofre: propriedades, ciclo de enxofre e cenário económico; mineração e processos de extração das matérias-primas, métodos de produção de ácido sulfúrico. 3. Indústria de fósforo. Formas alotrópicas de fósforo, extração de rocha fosfática e produção mundial. Processamento, produtos e subprodutos da rocha fosfática (obtenção de concentrados, beneficiamento do minério e fabricação de ácido fosfórico e superfosfatos.     

Atividades práticas: Análise e interpretação de artigo científico.

TDE 02 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino 02.

UNIDADE DE ENSINO 03 – GASES INDUSTRIAIS E COMBUSTÍVEIS. INDÚSTRIAS SIDERÚRGICAS.  PRODUÇÃO DO CÁLCIO E MAGNÉSIO

Conceituar os fundamentos básicos sobre os processos industriais de produção dos principais gases industriais inorgânicos e gases combustíveis, utilizados nas mais variadas atividades industriais, medicinais e de alimentos, além do sistema de distribuição e utilização dos mesmos. Apresentação e diferenciação das indústrias siderúrgicas (siderurgia x metalurgia). Destacando os principais produtos oriundos destas diferentes indústrias. Produção dos compostos cálcio e magnésio. Fontes naturais para a extração destes compostos. Abundância e processos de obtenção. Principais utilizações industriais destes compostos.

Atividade prática: As atividades práticas serão voltadas ao entendimento dos fluxogramas dos processos de fabricação dos gases, e representação dos mesmos em fluxogramas que poderão ser “idealizados” pelos acadêmicos. A atividade tem por finalidade possibilitar a integração dos conhecimentos teórico (composição e propriedades) e experimental relacionados aos fluxogramas industriais, a fim de que o acadêmico desenvolva competências e habilidades relacionadas a este tema.

TDE 04 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade 03.

UNIDADE DE ENSINO 04 – INDÚSTRIAS ELETROLÍTICAS

Conceituar os fundamentos básicos da eletroquímica (oxidação, redução, potencias de redução, força eletromotriz ?E, Equação de Nernst, processos galvânicos (espontâneos) e processos eletrolíticos (não espontâneos); Pilhas versus Baterias (primárias e secundárias), tipos de baterias, peculiaridades e suas aplicações; Eletrólise: aspectos teóricos e conceituais, Lei de Faraday, tipos de eletrólise (ígnea e em meio aquoso) e suas aplicações; Produção de Alumínio, Cloro, Sódio Metálico e Hidróxido de Sódio.

Atividade prática: Realizar práticas que possibilitem a integração dos conhecimentos teórico e experimental relacionados a Industria Eletrolítica, a fim de que o acadêmico desenvolva competências e habilidades relacionadas a este tema.

TDE 04 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade 04.

METODOLOGIA

As aulas terão a participação ativa do aluno na construção do conhecimento e serão adotados as seguintes metodologias:

Aulas teóricas e expositivas com utilização de recursos audiovisuais e questionamentos, discussão e debates;

Aulas práticas sobre os conteúdos ministrados na teoria;

A leitura, interpretação e elaboração de textos serão trabalhados em sala de aula como temas transversais;

As aulas transcorrerão de maneira interativa com os alunos em que ambos são agentes ativos do processo de ensino-aprendizagem;

A exposição do conteúdo ocorrerá por meio de atividades que facilitem e estimulem a aprendizagem. Buscar-se-á interação constante com os alunos;

As atividades relacionadas ao Trabalho Discente Efetivo (TDE) totalizará 20h e poderá constar com exercícios de fixação, pesquisa bibliográfica, desenvolvimento de atividades práticas, elaboração de relatórios, visitas técnicas, entre outros.

Dentre as atividades a serem realizadas durante as 40 horas previstas nesta disciplina, constam 10 horas de atividades extensionistas. Ações extensionistas são classificadas como (i) projeto, (ii) curso, oficina e/ou workshop, (iii) evento, (iv) produto acadêmico, ou (v) prestação de serviço.

AVALIAÇÃO

A avaliação da disciplina se propõe a verificar se as competências propostas neste plano de ensino foram desenvolvidas pelo acadêmico. O processo de avaliação será de forma progressiva e cumulativa do conhecimento, mediante verificações parciais ao longo do período letivo sob a forma de provas, exercícios, trabalhos acadêmicos, arguições, seminários e/ou relatos de atividades práticas.

O processo de avaliação ocorrerá da seguinte maneira:

No mínimo duas avaliações que versará com questões objetivas e ou discursivas com peso 8,0 e Trabalhos Discente Efetivo (TDE) peso 2,0.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

SHREVE, R. N.; BRINK JUNIOR, J. A. Indústrias de Processos Químicos. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012.

WONGTSCHOWSKI, P. Indústria Química: riscos e oportunidades. São Paulo: Edgard Blucher, 1999.

SIGHIERI, L.; NISHINARI, A. Controle Automático de Processos Industriais: instrumentação. São Paulo: Edgard Blucher, 2015.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

ADAD, J. M. T. Controle químico de qualidade. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1982.

ATKINS, P. W; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013FOGLER, H. S.; MORAES, F. F.; GAUTO, M.A.; ROSA, G.R. Processos e operações unitárias da indústria química. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2011.

PORTO, L. M. (Trad.). Elementos de Engenharia das Reações Químicas. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2002.

HENCH, L. L.; ULRICH, D. R. (Coord.). Science of ceramic chemical processing. United States: John Wiley & Sons, 1986.