ebook: engenharia de alimentos

e.BOOK: QUESTÕES DO ENADE COMENTADAS

Curso: Engenharia de Alimentos

Organizador(es): Professores Carlos Stuart Coronel Palma, Fernanda Dias Silva;

Flávio Marques; Luciana Casaletti; Maria Isabel Dantas de Siqueira; Maria Ximena

Vázquez Fernández e Nástia Rosa Almeida Coelho.

SUMÁRIO

QUESTÃO Nº 10

Autor(a): Maria Ximena Vázquez Fernández

Grau de dificuldade - Médio

Área do conhecimento - Tecnologia de alimentos – tratamento de rejeitos/água

Apresenta interdisciplinaridade com Físico-química

Conhecimentos necessários - Conceitos de coagulação, floculação, tratamento de

água, processos e operações para remoção de sujidades;

Raciocínio – o aluno deve associar remoção de sujidades com operações físicas e

processos químicos de tratamento

Como descobrir a resposta certa? Diferenciado a coagulação da floculação (1ª

asserção) e relacionando as mesmas com grau de mistura de uma solução (2ª

asserção)

Qual o raciocínio errado da maioria? Achar que grau de mistura não tem a ver com o

processo de remoção de sujidades

Essa questão trabalha com qual competência(s)? Aplicar conhecimentos matemáticos,

científicos, tecnológicos e instrumentais à Engenharia;

Essa questão trabalha com qual habilidade(s)? Analisar e criticar as informações; Extrair

conclusões, estabelecer relações, comparações e contrastes

O estudante precisa:

Conhecer o processo de coagulação e floculação para o tratamento de

águas, que ocorre na etapa de decantação. O objetivo desta etapa é remover

partículas sólidas (em suspensão, ou coloidais) da água.

A remoção dessas partículas necessita agentes químicos (usados na

coagulação).

Coagulação: A coagulação é o processo de desestabilização das

partículas coloidais de modo que o crescimento da partícula possa ocorrer em

conseqüência das colisões entre partículas; Promove a formação de espécies

hidrolisadas com carga positiva e depende da concentração do metal

(coagulante) e pH final da mistura; Posteriormente, consiste no transporte das

espécies hidrolisadas para que haja contato entre as impurezas presentes na

água.

Floculação: É um processo físico no qual as partículas coloidais são

colocadas em contato umas com as outras, de modo a permitir o aumento do

seu tamanho físico, alterando, desta forma, a sua distribuição granulométrica;

Saber que a primeira etapa, ou coagulação, necessita de maior

velocidade de agitação para que ocorra. Assim será possível que haja contato

entre as partículas e o coagulante. E a segunda etapa, floculação, necessita

menor velocidade de agitação, para que não ocorra cisalhamento das

partículas;

A remoção das partículas só ocorre com a coagulação seguida da

floculação, pois é esta última que permitirá a decantação das mesmas. Por isso

são processos complementares;

Portanto, tanto a primeira quanto a segunda asserções são

VERDADEIRAS

A SEGUNDA JUSTIFICA a primeira pelo fato de que em cada uma das

etapas as partículas tem tamanhos e densidade diferente, fazendo também

com que o grau de mistura seja diferente em cada uma delas.

QUESTÃO Nº 11

QUESTÃO Nº 12

QUESTÃO Nº 13

Autor(a): Luciana Casaletti


Área do conhecimento – Carboidratos; Enzimas; Biodiesel

Apresenta interdisciplinaridade com Conteúdo de carboidratos (amido, celulose,

glicose);

Enzimas (atuação das enzimas); Biodiesel (as possíveis e novas formas de produção

do combustível)

Quais conteúdos preciso para responder essa questão?

- Saber que glicose é um açúcar fermentável, sendo a principal fonte de carbono que o

micro-organismo Saccharomyces cerevisiae utiliza no processo de fermentação

alcoólica.

- Ter conhecimento do que é o processo de sacarificação, ou seja, do processo de

hidrólise de um carboidrato complexo como o amido ou a celulose em

monossacarídeos como glicose.

- Ter entendimento que alimentos como trigo, mandioca e milho, são ricos no

polissacarídeo amido, portanto são matérias primas amiláceas.

- Saber que a quebra do amido é um processo denominado de hidrólise e que utiliza

as enzimas alfa-amilase, beta-amilase e amiloglicosidade na presença de água.

- Ter conhecimento de que para a realização da hidrólise de matéria primas

complexas, como bagaço da cana-de-açúcar (lignocelulósicas), estas deverão passar

por um prévio tratamento térmico/químico como objetivo de iniciar o processo de

hidrólise (rompimento da cristalinidade da celulose).

- Saber que não somente matérias primas com o trigo, mandioca e milho são

fermentáveis, mas que matérias com cana-de-açúcar e microalgas também são.

-Saber do significado do processo de gelatinização (processo onde os grãos de amido

são suspensos em água e submetidos a altas temperaturas) e que o mesmo, não é

utilizado como pré tratamento na sacarificação.

Como devo associar esse conteúdo no meu raciocínio?

Associar que as matérias-primas citadas são compostas por amido e celulose, e que

estes compostos são formados por carbono e utilizados por micro-organismo durante

o processo fermentativo.

Como descobrir a resposta certa?

Saber o que é o processo de gelatinização e que as enzimas alfa-amilase, beta-

amilase e amiloglicosidade são responsáveis pela hidrólise do amido.

Qual o raciocínio errado da maioria?

É confundir que a gelatinização, por também utilizar altas temperaturas, pode ser

utilizada com tratamento prévio de rompimento da cristalinidade da celulose.

Essa questão trabalha com qual competência(s)?

Ter visão multidisciplinar e integrada do conhecimento adquirido.

Essa questão trabalha com qual habilidade(s)?

Extrair conclusões, estabelecer relações, comparações e contrastes.

QUESTÃO Nº 14

Autor(a):

QUESTÃO Nº 15

Autor(a):

QUESTÃO Nº 16

Autor(a):

QUESTÃO Nº 17

Autor(a): Flávio Marques Carvalho

Grau de dificuldade - Difícil

Área do conhecimento – Engenharias: Fenomenos de Transporte II e Operações

Unitárias II

Apresenta interdisciplinaridade com Transferência de calor com balanço de energia

Quais conteúdos preciso para responder essa questão? Condução; convecção;

Balanço de energia


(fluxo de calor sem o papel ) / (fluxo de calor com o papel ) = ?

Equacionamento:

Q = ( TInt –Tamb) / Rtotal ; (1) Quantidade de calor com relação a resistência térmica

total do sistema

RConv = 1/(h.A) (2) Resistência com relação a convecção

* Acontece com ar quente (aq) no ambiente interno e ar frio (af) no ambiente externo.

RCond = L1 / ( k1 .A ) (3) Resistência com relação a condução

* Acontece com a parede (pd) e no papel (pp).

Rtotal = R1 + R2 + ...+ Rn (4) Resistência total.

qx = Q/A (5) Fluxo de Calor

Situação (1) – Sem o papel

Substituindo a Equação (4) na Equação (1), temos:

Q = ( TInt –Tamb) / R1 + R2 + ...+ Rn

Q = ( TInt –Tamb) / RConv + RCond + RConv

Q = ( TInt –Tamb) / [ 1/ (haq.A) + Lpd / ( kpd .A ) + 1/ (haf.A)]

Q = ( TInt –Tamb) / (1/A ) * [ 1/ (haq) + Lpd / ( kpd ) + 1/ (haf)]

Q/A = (TInt –Tamb) / [ 1/ (haq) + Lpd / ( kpd ) + 1/ (haf)]

Q/A = (20 – 5) / [ 1/ (5) + 0,1 / ( 0,04 ) + 1/ (20) ]

Q/A = (15) / [ 0,2+ 2,5 + 0,05 ] = (15) / ( 2,75) = 5,45 W / m2

Fluxo de calor sem o papel qx = Q/A = 5,45 W / m2

Situação (2) – Com o papel


Q = ( TInt –Tamb) / R1 + R2 + ...+ Rn

Q = ( TInt –Tamb) / RConv + RCond + RCond + RConv

Q = ( TInt –Tamb) / [ 1/ (haq.A) + Lpp / ( kpp .A ) + Lpd / ( kpd .A ) + 1/ (haf.A)]

Q = ( TInt –Tamb) / (1/A ) * [ 1/ (haq) + Lpp / ( kpp )+ Lpd / ( kpd ) + 1/ (haf)]

Q/A = (TInt –Tamb) / [ 1/ (haq) + Lpp / ( kpp ) + Lpd / ( kpd ) + 1/ (haf)]

Q/A = (20 – 5) / [ 1/ (5) +0,01 / ( 0,01 )+ 0,1 / ( 0,04 ) + 1/ (20) ]

Q/A = (15) / [ 0,2+ 1 + 2,5 + 0,05 ] = (15) / ( 3,75) = 4,0 W / m2

Fluxo de calor com o papel qx = Q/A = 4,0 W / m2

(fluxo de calor sem o papel ) / (fluxo de calor com o papel ) =(5,45)/( 4,0 ) =1,36

Letra ( A)


a) Capacidade de desempenhar as atividades de engenharia, ciência e tecnologia

Ter visão multidisciplinar e integrada do conhecimento adquirido.


I- Interpretar textos e gráficos;

II - Propor soluções para situações problema

QUESTÃO Nº 18



Área do conhecimento – Engenharias: -Transferência de massa; - Cinética química e

cálculo de reatores

Apresenta interdisciplinaridade com Transferência de massa; - Cinética química e

cálculo de reatores; - Cálculo

Quais conteúdos preciso para responder essa questão? Transferência de massa; -

Cinética química e cálculo de reatores


Forma Geral do Balanço de Massa

Entrada + Geração – Saída – Consumo = Acúmulo

Esta equação pode ser aplicada para a massa total do material ou para qualquer

espécie molecular ou atômica envolvida com o processo.

Os termos geração e consumo significam ganho ou perda por reação química. Eles

aparecerão somente quando aplicarmos o balanço aos componentes do processo, que

é o caso da questão.

O termo acúmulo significa variação de massa com o tempo no interior do processo e

pode ser positivo ou negativo, dependendo se a massa está aumentando ou

diminuindo dentro do processo.

O problema em questão pede a equação diferencial que descreva o balanço

para o componente A na modelagem de um reator tubular. Só que o mesmo pede para

considerar alguns termos que descreveremos a seguir com relação a equação

diferencial para depois montarmos a equação para o que se pede.

- Termo de acúmulo: (negativo) , pois a massa de A esta sendo consumida

Termos para entrada no sistema (não temos o termo saída do sistema):

Contribuição difusiva: transporte de matéria devido às interações moleculares

(Interação soluto/meio).

Contribuição convectiva: auxílio ao transporte de matéria como conseqüência do

movimento do meio (Interação soluto/meio + ação externa).

- Termo para o transporte por convecção:

através das

fronteiras do

sistema

dentro

do

sistema

através das

fronteiras do

sistema

dentro

do

sistema

dentro

do

sistema

- Termo para o transporte por difusão:

Lembre-se que o fluxo difusivo do componente A é dado por

(obs: o sinal negativo indica que o fluxo está em sentido oposto ao eixo z, ou seja, na

região de maior concentração para a de menor concentração).

Então o termo do transporte por difusão fica:

Somando o termo do transporte por convecção e do transporte por difusão temos a

taxa líquida de fluxo mássico do componente A na entrada de seu sistema:

- Termo do consumo: Considere uma reação de primeira ordem, em que A forma B.

Uma reação de primeira ordem é aquela na qual a velocidade é diretamente

proporcional á concentração do reagente.

A taxa da reação é fornecida por rA = - k CA . (o sinal negativo indica o consumo de A

para formar B; k – é a constante de velocidade e CA é a concentração molar de A ).

Então o e termo de consumo fica:

Substituindo os termos na forma geral do balanço (lembre-se que não temos o termo

de geração, pois como o balanço é para o componente A (consumido) e não para o B

que esta sendo gerado) com os seus respectivos sinais e passando o termo de

A B k

acúmulo para o lado esquerdo da igualdade temos:


a) Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à Engenharia;



QUESTÃO Nº 18



Área do conhecimento – Engenharias: Fenômenos de Transporte II e Operações

Unitárias II

Apresenta interdisciplinaridade com Transferência de calor com balanço de energia

Quais conteúdos preciso para responder essa questão? Condução; convecção;

Balanço de energia


(fluxo de calor sem o papel ) / (fluxo de calor com o papel ) = ?

Equacionamento:

Q = ( TInt –Tamb) / Rtotal ; (1) Quantidade de calor com relação a resistência térmica

total do sistema

RConv = 1/(h.A) (2) Resistência com relação a convecção

* Acontece com ar quente (aq) no ambiente interno e ar frio (af) no ambiente externo.

RCond = L1 / ( k1 .A ) (3) Resistência com relação a condução

* Acontece com a parede (pd) e no papel (pp).

Rtotal = R1 + R2 + ...+ Rn (4) Resistência total.

qx = Q/A (5) Fluxo de Calor

Situação (1) – Sem o papel


Q = ( TInt –Tamb) / R1 + R2 + ...+ Rn

Q = ( TInt –Tamb) / RConv + RCond + RConv

Q = ( TInt –Tamb) / [ 1/ (haq.A) + Lpd / ( kpd .A ) + 1/ (haf.A)]

Q = ( TInt –Tamb) / (1/A ) * [ 1/ (haq) + Lpd / ( kpd ) + 1/ (haf)]

Q/A = (TInt –Tamb) / [ 1/ (haq) + Lpd / ( kpd ) + 1/ (haf)]

Q/A = (20 – 5) / [ 1/ (5) + 0,1 / ( 0,04 ) + 1/ (20) ]

Q/A = (15) / [ 0,2+ 2,5 + 0,05 ] = (15) / ( 2,75) = 5,45 W / m2

Fluxo de calor sem o papel qx = Q/A = 5,45 W / m2

Situação (2) – Com o papel


Q = ( TInt –Tamb) / R1 + R2 + ...+ Rn

Q = ( TInt –Tamb) / RConv + RCond + RCond + RConv

Q = ( TInt –Tamb) / [ 1/ (haq.A) + Lpp / ( kpp .A ) + Lpd / ( kpd .A ) + 1/ (haf.A)]

Q = ( TInt –Tamb) / (1/A ) * [ 1/ (haq) + Lpp / ( kpp )+ Lpd / ( kpd ) + 1/ (haf)]

Q/A = (TInt –Tamb) / [ 1/ (haq) + Lpp / ( kpp ) + Lpd / ( kpd ) + 1/ (haf)]

Q/A = (20 – 5) / [ 1/ (5) +0,01 / ( 0,01 )+ 0,1 / ( 0,04 ) + 1/ (20) ]

Q/A = (15) / [ 0,2+ 1 + 2,5 + 0,05 ] = (15) / ( 3,75) = 4,0 W / m2

Fluxo de calor com o papel qx = Q/A = 4,0 W / m2

(fluxo de calor sem o papel ) / (fluxo de calor com o papel ) =(5,45)/( 4,0 ) =1,36

Letra ( A)


a) Capacidade de desempenhar as atividades de engenharia, ciência e tecnologia

b) Ter visão multidisciplinar e integrada do conhecimento adquirido.



II - Propor soluções para situações problema

QUESTÃO Nº 19

Autor(a):

QUESTÃO Nº 20

Autor(a):

QUESTÃO Nº 21

Autor(a): Luciana Casaletti


Área do conhecimento –

Apresenta interdisciplinaridade com Mistura de massas; Conceitos sobre umidade;

Matemática

Qual(is) conteúdo(s) preciso para responder essa questão?

Mistura de massas com umidades diferentes.

Conceitos sobre a umidade.

Matemática.


O candidato deverá associar os conhecimentos de mistura de massas e lembrar de

como é a formula de diferentes massas com umidades diferentes.


Primeiro o candidato deverá calcular a massa de cada um dos componentes baseado

no enunciado.

Massa total: 400 kg

Farelo de Soja = 320 kg (400 * 0,8)

Casca de Soja = 80 kg (400 * 0,2)

Segundo: O candidato deverá calcular qual a umidade já existente nos 400 Kg da

mistura.

Para tanto, parte-se da informação que:

320 Kg = 10% umidade

80 Kg = 5% de umidade

Usando a fórmula para mistura de diferentes massas com umidades diferentes:

M1 * U1 + M2 * U2 = Ufinal* (M1 + M2)

temos:

320 * 10 + 80 * 5 = Ufinal (320 + 80)

3200 + 400 = Ufinal *(400)

400 Ufinal = 3600

Ufinal = 3600 / 400

Ufinal = 9%

Assim, em 400 Kg há 9% de água.

Terceiro: O candidato deverá usar a mesma fórmula para calcular a massa de água a

ser adicionada

Sabe-se: massa e umidade iniciais (400 kg e 9%) e a umidade final (60%).

O raciocínio a ser levado em consideração nessa etapa é que a adição de água pura.

Qualquer que seja a massa de água pura adicionada terá 100% de umidade. Assim,

usando a mesma fórmula:

M1 * U1 + M2 * U2 = Ufinal (M1 + M2)

400 * 9 + X * 100 = 60 (400 + X)

3600 + 100X = 24000 + 60X

100X – 60X = 24000 – 3600

40X = 20400

X = 20400 / 40

X = 510 kg

Assim a massa de água a ser adicionada a mistura para que a umidade atinja 60%

será 510 Kg.


O candidato poderá não lembrar que, em qualquer massa de água pura adicionada

haverá 100% de umidade.

O candidato poderá não saber como calcular umidade final na mistura de duas

massas iniciais.


Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à

Engenharia;

Capacidade de realizar o dimensionamento e a instalação de equipamentos para o

processamento de alimentos


Propor soluções para situações problema.

QUESTÃO Nº 22

Autor(a):

QUESTÃO Nº 23



Área do conhecimento – Engenharia: - Fenômenos de transporte; - Operações

Unitárias - Cinética química e cálculo de reatores


Transferência de massa Reatores CSTR (mistura) e tubulares; Leito Fluidizado

I – (F) – O termo de acúmulo não pode ser desprezado, pois um reator batelada é um

tanque com agitação mecânica e opera através do carregamento da carga a reagir

(reagentes e inertes) de uma única vez e da retirada de carga reagida (produtos,

reagentes não convertidos e inertes) também de uma única vez, por isso, o acúmulo

de materiais não pode ser desprezado.

II – (V)

Reator Tubular – é um tubo sem agitação no qual todas as partículas escoam com a

mesma velocidade na direção do fluxo. Em inglês é conhecido como: Tubular Reactor

ou Plug Flow Reactor (PFR)

Reator de mistura – é um tanque agitado com escoamento contínuo e sem

acúmulo de reagentes ou produtos e é operado de acordo com as seguintes

características: composição uniforme dentro do reator, a composição de saída

é igual à composição do interior do reator, a taxa da reação é a mesma em

todo o reator, inclusive na saída. Em inglês é conhecido como: Continuous

Stirred Tank Reactor (CSTR)

Obs : Para reações de ordem n>0, a concentração do reagente diminui ao

longo do comprimento de um reator tubular, enquanto que para um reator de

mistura, a concentração do reagente cai imediatamente para um valor baixo.

III – (V)

Esperam-se taxas de transferência de calor elevadas na região próxima ao

empacotamento devido ao maior atrito nesta região.

IV – (V)

Reator de Leito Fluidizado – o funcionamento deste reator é parecido

com o PBR. Entretanto na prática trata-se de um tubo vertical onde

pequenas partículas sólidas são suspensas em uma corrente de fluxo

ascendente.

O leito somente fluidizará a partir de um certo valor de velocidade do fluido

ascendente. Essa velocidade é definida como a velocidade mínima de fluidização

(vmf).

Quando atinge-se vmf , a força da pressão (Fp) e a de empuxo (Fe) se igualam a

força do peso das partículas do leito (Fg).

Logo, Fp + Fe = Fg


Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à Engenharia;


I. Interpretar textos e gráficos;

II. Analisar e criticar as informações

QUESTÃO Nº 24

Autor(a):

QUESTÃO Nº 25



Área do conhecimento – - Fenômenos de transporte; - Operações Unitárias


-Transferência de massa e 1 e 2 lei de Fick; Números adimensionais

Qual o raciocínio errado da maioria? - Confudir os conceitos

I – (F) pois, A constante de proporcionalidade é denominada coeficiente de difusão D

e é característico tanto do soluto como do meio no qual se dissolve e não

somente do soluto como é afirmado no item I.

II – (V) (ok)

III – (F)

O mecanismo de transferência de massa através de um fluido em movimento é

designado por convecção sendo esta natural (se o movimento for provocado por

diferenças de densidades) ou forçada (se o movimento for provocado por ação de

agentes externos, como uma ventoinha, bomba centrifuga, ou outros).

Na transferência de massa há diversas contribuições, mas as mais importantes são:

1. Contribuição difusiva: transporte de matéria devido às interações

moleculares,

2. Contribuição convectiva: auxílio ao transporte de matéria como

conseqüência do movimento do meio.

IV- (V)

Para que uma espécie se movimente de uma região a outra é necessário uma

determinada “força motriz”. Assim, o movimento da matéria devido a diferença de

concentração do soluto com o meio, é diretamente proporcional a força motriz, ou seja:

(movimento da matéria) α (força motriz)

O teor da resposta de reação desse movimento, em virtude da ação

motriz, está associado à resistência oferecida pelo meio ao transporte do soluto

como:

1(movimento da matéria) = ( )

(resistência ao transporte)forçamotriz (1)

A resistência presente na equação (1) acima está relacionada com:

- Interação soluto/meio

- Interação soluto/meio + ação externa




I. Interpretar textos e gráficos;

II. Analisar e criticar as informações

QUESTÃO Nº 26

Autor(a):

QUESTÃO Nº 27



Área do conhecimento – - Fenômenos de transporte; - Operações Unitárias


- Transferência de calor

Qual o raciocínio errado da maioria? - confundir conceitos no item II.

I – ( F) a circulação forçada provoca o aumento da camada limite turbulenta;

II – ( F) pois a condensação de vapor de água presente no ar se dá quando este entra

em contato com a superfície do vidro, se esta se encontrar a uma temperatura mais

baixa que a temperatura de orvalho do ar interno e não pelo seu tempo de contato

com o mesmo.

III – (v)






I -Interpretar textos e gráficos;

II - Analisar e criticar as informações

QUESTÃO Nº 28

Autor(a): Maria Isabel Dantas de Siqueira

Grau de dificuldade - Fácil

Área do conhecimento – Ergonomia e segurança do trabalho


Legislação


Lembrar que o EPI,como muitos pensam ,não é o único nem deve ser a primeira opção

para prevenção dos acidentes, deve ser adotado após tentativas de implantação de EPC

e procedimentos de ordem administrativas não forem suficientes,ou durante a implantação

destas opu nas situações emergenciais.


Lembrar da ordem de prioridades da legislação


Achar que o EPI é a única e principal solução para prevenir os acidentes,o que na pratica

acontece por ser na maioria das vezes mais econômico


Capacidade analítica na aplicação de ferramentas de gestão que visem

otimizar custos, operações e processos

Ter como valor a compreensão e a aplicação da ética;

Avaliar o impacto das atividades de engenharia no contexto social e ambiental;

d)Buscar permanentemente a atualização profissional.


Analisar e criticar as informações;

Extrair conclusões, estabelecer relações, comparações e contrastes;

Fazer escolhas valorativas, avaliando as consequências;

Detectar Contradições.

QUESTÃO Nº 29

Autor(a): Fernanda Dias Silva

Uma etapa de um processo consiste na mistura de duas correntes de solução

de água contendo NaCl;

Sabe-se então que duas correntes são misturadas em um sistema fechado gerando a corrente

de saída.

O sistema é formado por 2 misturadores e a saída do primeiro é uma das

correntes de entrada do segundo;

A primeira corrente (corrente 1) é formada por uma solução 5% de sal em água

e tem vazão mássica de 500 g/min. Essa corrente se mistura com uma corrente 2,

formada apenas por água. A corrente 2 tem vazão mássica de 200 g/min;

Poderia se concluir que essas duas correntes formariam as correntes de entrada do sistema

em questão, mas a continuação do exercício demonstra que elas formam a corrente de saída

do primeiro sistema que constitui a de entrada do segundo. Logo:

A mistura das correntes 1 e 2 produz a corrente 3, que entra em um misturador

junto com uma corrente 4, formada por solução aquosa contendo 10% de NaCl e vazão

mássica de 1 000 g/min;

Assim forma-se o diagrama de blocos:

Desse misturador, sai uma solução aquosa com concentração de NaCl;

Essa última corrente seria a corrente de saída do sistema todo, formado pelos dois

misturadores, chamada de corrente 5.

Inicialmente deve-se descobrir a concentração da corrente 3, uma vez que sua vazão final é a

soma das correntes 1 e 2:

Corrente 1: 5% de NaCl/ 500g/min

Corrente 2: 0% de NaCl/ 200g/min

Corrente 3: x% de NaCl/ 700g/min

Logo: Corrente 1 + Corrente 2 = Corrente 3

5%. 500 + 0%. 200 = x%. 700

2500 + 0 = 700x

X = 2500/700

X = 3,6%

Assim: Corrente 3: 3,6%/ 700g/min

No segundo misturador a corrente 3 juntamente com a corrente 4 formam as correntes de

entrada e compõem a concentração da corrente de saída, que possui 1700g/min e

concentração desconhecida.

Corrente 3: 3,6%/ 700g/min

Corrente 4: 10%/ 1000g/min

Corrente 5: y%/ 1700g/min

Logo: Corrente 3 + Corrente 4 = Corrente 5

3,6%. 700 + 10%. 1000 = y%. 1700

2520 + 10000 = 1700y

y = 12520/1700

y = 7,4%

RESPOSTA: LETRA D

QUESTÃO Nº 30

Autor(a):

QUESTÃO Nº 31


Grau de dificuldade - Fácil

Área do conhecimento – Engenharia

Apresenta interdisciplinaridade com Processos na indústria de alimentos; Operações

Unitárias I; Projeto de Fábrica; Projeto de produtos; Bioquímica de alimentos


Processos de desidratação de alimentos; Equipamentos utilizados na desidratação de

alimentos


Analisar o custo do processo lembrando que existem processos de secagem simples aos

mais complexos,o que diferencia no custo devido ao gasto de energia e da tecnologia

empregada no desenvolvimento e operação do equipamento

Associar as temperaturas utilizadas nos diferentes processos de secagem,lembrando que na

liofilização utiliza-se temperaturas baixas ( sublimação da água )utilizando para se conseguir

esta sublimação os processos de congelamento e submissão ao vácuo. O spray dryer é um

processo que utiliza ar a temperaturas altas comparadas aos outros processos de

secagem,devido ao curto tempo de contato com o alimento


Detectar os informações incorretas como o uso de baixas temperaturas no spray dryer,o que é

justamente o contrário ,pois é o processo de secagem em que o ar é aquecido a temperaturas

altas apesar do alimento não alcançar a temperatura do ar.

Outra informação errada é a retrogradação do amido que ocorre após o cozimento do

amido ( gelatinização) e na liofilização as temperaturas são baixas não ocorrendo este

cozimento.

Após a analise crítica a decisão ficará no processo e equipamento que atenda a matéria

prima e tenha custo viável : Banana verde é solida,o spray dryer é indicado para líquidos e

tem custo alto, a liofilização é um processo caro devido ao custo de energia para congelar e

promover vácuo sendo indicado para produtos de alto valor agregado que não é o caso da

farinha de banana verde. Assim o processo mais indicado é o de secagem em pedaços por

ar quente em secadores de bandeja seja aquecidos a gás,eletricidade ou solar ,ou ainda a

combinação destes para reduzir gasto.

Para obter a farinha, após a secagem dos pedaços, deve ser feita a trituração e peneiragem

para padronização da granulometria


Desconsiderar a forma física da materia-prima ou pensar que tecnologias mais modernas

como a liofilização é a melhor opção não levando em conta o custo



Engenharia

Estabelecer técnicas de estocagem e conservação de matéria-prima,

processamento, controle de qualidade e distribuição do produto industrializado

Capacidade de elaborar o estudo de viabilidade econômica e de utilizar novas

tecnologias, técnicas e ferramentas em projetos de engenharia na área de alimentos

Ter visão multidisciplinar e integrada do conhecimento adquirido;

Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos





Detectar Contradições;

Propor soluções para situações problema

QUESTÃO Nº 32

Autor(a): Nástia Rosa Almeida Coelhol


Área do conhecimento – Processamento de frutas e hortaliças

Apresenta interdisciplinaridade com Química de Alimentos e Bioquímica de Alimentos


O conteúdo necessário é PROCESSAMENTO DE SUCOS DE FRUTAS CÍTRICAS e

PERFIL QUÍMICO DE CADA COMPONENTE DO RESÍDUO CONFRONTADO COM

AS CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO INDUSTRIAL


O ESTUDANTE DEVE PENSAR NA COMPOSIÇÃO DO RESÍDUO DE CADA PARTE

DA FRUTA, APRESENTADA NO TERCEIRO PARÁGRAFO (CASCAS, SEMENTES E

BAGAÇO). É IMPORTANTE PERCEBER QUE OS DOIS PRIMEIROS PARÁGRAFOS

SÃO APENAS DE CONTEXTUALIZAÇÃO.


PARA DESCOBRIR A RESPOSTA CORRETA O ESTUDANTE DEVERÁ LEMBRAR

QUE:

1- A LARANJA (NEM SUA CASCA) É FONTE SIGNIFICATIVA DAS

VITAMINAS C e E NA DIETA (O QUE JÁ EXCLUI AS RESPOSTAS B ,D e E);

2- A FRUTOSE É NORMALMENTE OBTIDA EM NÍVEL INDUSTRIAL

PELA INVERSÃO DA GLICOSE. SENDO OS RESÍDUOS POBRES NESSA

SUBSTÂNCIA, A EXTRAÇÃO “SUSTENTÁVEL” FICA COMPROMETIDA.

ISSO EXCLUI AS ALTERNATIVAS A e B.

Sobra, portanto, apenas a alternativa C.

ELA REALMENTE ESTÁ CORRETA PORQUE A CASCA CONTÉM SUBSTÂNCIAS

TERPENÓIDES, OS ÓLEOS ESSENCIAIS E O BAGAÇO É RICO EM PECTINA.


A MAIORIA MARCARIA AS ALTERNATIVAS “A” E “B”, POR CAUSA DA PALAVRA

“FRUTOSE”, ASSOCIANDO ESTA SUBSTÂNCIA À FRUTA.

OUTRA POSSIBILIDADE É MARCAR A ALTERNATIVA “E”, POR CAUSA DA

EXPRESSÃO “ÁCIDO ASCÓRBICO”, ASSOCIANDO ESSE COMPONENTE (a

vitamina C) À LARANJA. PORÉM, É PRECISO LEMBAR QUE A VITAMINA C

SOMENTE ESTÁ PRESENTE NO SUCO, E NÃO NOS RESÍDUOS DA LARANJA

(ELA É HIDROSSOLÚVEL).


- Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à Engenharia;

- Capacidade de desempenhar as atividades de engenharia, ciência e tecnologia

- Desenvolver tecnologias e processos que reduzam o desperdício de alimentos e matérias-

primas com a preocupação de preservar o meio ambiente;

- Capacidade de elaborar o estudo de viabilidade econômica e de utilizar novas tecnologias,

técnicas e ferramentas em projetos de engenharia na área de alimentos;

- Ter visão multidisciplinar e integrada do conhecimento adquirido;

- Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos


- Analisar e criticar as informações;

- Extrair conclusões, estabelecer relações, comparações e contrastes.

QUESTÃO Nº 33



Área do conhecimento – Engenharia

Apresenta interdisciplinaridade com Processos na industria de alimentos; Operações

Unitárias I; Fisico-quimica :fases da água e conceito de atividade de água

Quais conteúdos preciso para responder essa questão? Processos de concentração

e desidratação de alimentos; Fisico-quimica da água


Ligar os dados de pressão e temperatura no gráfico e verificar onde se situa o ponto em cada

alternativa.

Associar que na liofilização ocorre sublimação e o ponto dado na opção I (P < que 4,579

mmHg e temperatura < que 0,01ºC) corresponde a zona de sublimação ( Solido passando a

vapor sem passar pela fase liquida) estando portanto correta

Os dados da opção II ( T=100ºC e P = 750mmhg) cruzam a direita da linha de vaporização

portanto a água se encontra na forma de vapor estando a opção errada

Os dados da opção III ( T=100ºC e P = 760mmhg) cruzam na linha de vaporização portanto

a evaporação da água se inicia neste ponto esta correta

Peladefinição de atividade de água, Aw so é 1 em água liquida pura qualquer solido ou

modificação física da água que impeça a utilização desta pelos micro-organismos e para

reações químicas reduz a AW, a opção IV esta correta


Analisando cada questão e utilizando os conceitos de físico-quimica das fases da água em

função da pressão e temperatura e do conceito de atividade de água.

Associar estes conceitos com a fundamentação dos processos de conservação de

liofilização, concentração e congelamento


Erro na interpretação dos pontos de cruzamento, não entendimento do gráfico de fases da

água



Engenharia;

Ter visão multidisciplinar e integrada do conhecimento adquirido;

Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos.


Interpretar textos e gráficos;




Detectar Contradições.

QUESTÃO Nº 34

Autor(a): Maria ximena Vázquez Fernández


Área do conhecimento – Tecnologia de Alimentos e controle de Qualidade

Apresenta interdisciplinaridade com físico-química


Controle Estatístico de Processos – Planos de Amostragem


Associando nível de inspeção com NQA


Achar que quando a tabela indica os valores de aceitação e rejeição com a seta, não

existem esses valores.


Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à Engenharia;


Analisar e criticar as informações; Extrair conclusões, estabelecer relações, comparações e

contrastes

Se você discorda do gabarito, explique o porquê.

Sim. Discordo por que o NQA não deveria ser utilizado para definir o código literal.

Apenas o tamanho do lote e o nível de inspeção indicado no enunciado da questão

(Nível II, de acordo com SBCTA). Daí se encontra o código literal K (tamanho de

amostra de 20 unidades, para o referido lote – 140 unidades). Usar o NQA indicado

(0,4) apenas na tabela que define o tamanho da amostra e os critérios de aceitação e

rejeição. Com isso tem-se Ac = 0 e Re = 1. Então, a resposta certa seria letra B, e não

C, como indicado no gabarito.

O estudante deve:

Definir na Tabela de codificação da amostragem o código literal, a partir

do tamanho da amostra e do nível de inspeção.

Para a referida questão o tamanho do lote é de 140 unidades, e o nível

de inspeção indicado é o nível geral de inspeção II.

Observar que, há indicação de um NQA de 0,4 (defeito crítico).

Então, adotar nível de inspeção III.

Portanto, o código literal é G.

Com esse código (G), definir na tabela apresentada (Plano de

amostragem Simples – normal) o tamanho da amostra e os critérios para

aceitação e rejeição.

Deve-se adotar o NQA 0,4.

Portanto, de acordo com a tabela, tem-se: Tamanho da amostra = 32;

Ac=0 e Re=1

Com esses dados tem-se então que a letra C é a resposta, de acordo

com o indicado no gabarito

QUESTÃO Nº 35

Autor(a): Carlos Stuart Coronel Palma


Área do conhecimento – Bioquímica de alimentos; Tecnologia de Carnes;Matérias-

Primas

Apresenta interdisciplinaridade com Bioquímica de alimentos; Tecnologia de Carnes;

Matérias Primas


Matérias primas de alimentos (variação de PH de carnes e pescado).

Bioquímica de alimentos ( estabilidade de emulsão)

Tecnologia de carnes ( conhecimento de CMS – Carnes mecanicamente separada e

emulsões cárneas)


Saber analisar variação de PH em produtos cárneas, Conhecimento de emulsões

cárneas.


Analisando os gráficos e os dados obtidos na questão.


Não saber interpretação de gráficos e surpresa na associação de conteúdos e ideias.

QUESTÃO DISCURSIVA NÚMERO 3




Unitárias

Resolução

a) Circuito térmico equivalente:

b) A resistência térmica total é avaliada conforme a expressão a seguir:

R = ( Tint –Tamb) / Q = ( 925 -25 ) /1000 = 0,9ºC / W (1)

As resistências térmicas do sistema podem ser calculadas individualmente de acordo

com o meio ( Condução e Convecção).

RConv = 1/(h.A) = 1/( 10x1) = 0,1ºC / W (2) - Convecção

R1 = L1 / ( k1 .A ) = L1 / ( 0,5 .1 ) = L1 / 0,5 ºC / W (3) - Condução

R2 = L2 / ( k2 .A ) = L2 / ( 0,1 .1 ) = L2 / 0,1 ºC / W (4) - Condução

A resistência total pode ser fornecida pelo somatório das resistências.

Rtotal = R1 + R2 + RConv (5)

Substituindo a equação (1), (2), (3), (4) na equação (5)

0,9 = (L1 / 0,5) + (L2 / 0,1) + 0,1 (6)

Outra equação que temos é a relação entre L1 e L2. Quando somamos as duas

espessuras encontramos a espessura total do forno.

L1 + L2 = 0,3 (7)

Resolvendo o sistema formado pelas as equações (7) e ( 6), determina-se os valores

de L1 e L2 .

L1 = 0,275 m

L2 = 0,025 m

c) A temperatura externa pode ser obtida por meio do último trecho do circuito:

Q= ( TEnt –Tamb) / RConv

TExt = TAmb + ( Q * RConv ) = 25 + ( 1000 * 0,1) = 125 ºC










Unitárias


- Cálculo de vazão, velocidade, número de Reynolds

Resolução

a) Qual o volume, em litros, de óleo retirado do tanque após 10 segundos, se a

velocidade máxima de descarga do óleo alcançar 0,35 m/s? Dados: π ≈ 22/7;

1 m3 = 1 000 L

b) Mantida a mesma velocidade média, se, em vez do óleo, o tanque estivesse

preenchido com água, quais modificações seriam esperadas no processo? Dados:

massa específica do óleo = 800 kg/m3, massa específica da água = 1 000 kg/m3,

viscosidade do óleo = 0,056 Pa.s e viscosidade da água = 0,001 Pa.s

Determinar uma relação entre a velocidade média e a velocidade máxima, a partir do

perfil de velocidade do óleo no tubo descrito pela equação 1, e da definição de

velocidade média (equação 2):

v = vmáx [1 – (r/R)2] (1)

vmédia = Q/A e Q = ∫v dA (2)

vmédia = ∫v dA/A (3)

Os limites da integral localizada no numerador da equação (3) vão de 0 a R, e a área

da seção circular do tubo é A = πD2 / 4.

Substituindo e integrando a equação (3), chega-se à equação (4):

vmédia = [(2vmáx)/R2] × [(R2/2) – (R4/4R2)] = (2vmáx R2)/4R2 = vmáx/2 (4)

Outra solução:

Como o fluido é viscoso, a tendência é que o número de Reynolds seja baixo,

situando-se numa região laminar (Re<2.100), na qual, a velocidade média do fluido é a

metade da velocidade máxima: Como a velocidade máxima é 0,35 m/s, tem-se que a

velocidade média é igual a 0,175 m/s. Assim, é possível verificar que o número de

Reynolds é laminar para as condições do processo:

Reóleo = (ρ*vmédia*D)/μ = (800 × 0,175 × 0,4)/0,056 = 1.000 < 2.100 (5)

Chegando à conclusão que a vmédia = vmáx/2, o candidato deve selecionar um

volume de controle que envolva o tanque e sua saída inferior e escrever um balanço

de massa para o volume de controle escolhido, na forma simplificada ou usando, por

exemplo, o Teorema de Transporte de Reynolds, descrito na equação (6):

0 = ∂ (∫VC ρ dV)/∂t + ∫SC ρ vmédia dA (6)

Onde: ρ é a massa específica;

V é o volume;

A é a área;

VC é o volume de controle estabelecido e

SC a superfície de controle.

Considerando escoamento incompressível:

0 = ρ ∂(VVC)/∂t+ ρ vmédia A = ρ ∂(π D2 h/4 + π R2 L)/∂t + ρ vmédia π R2 (7)

Como dL/dt = 0, já que não há variação da quantidade de fluido com o tempo ao longo

do tubo de comprimento L:

0 = (π D2/4) dh/dt + vmédia π R2 (7)

dh/dt = -4 vmédia (R/D)2 = -2 vmáx (R/ D)2 (8)

Substituindo os valores dados no enunciado:

dh/dt = -2 × 0,35 × (0,2/2)2 = -0,007 m/s (9)

Para se calcular o volume retirado do tanque, basta multiplicar dh/dt pela área da

seção circular do tanque e pelo tempo:

Volume de óleo retirado = (dh/dt) A t = 0,007 × 22 × (22/7) × 4 × 10 = 0,22 m3 = 220 L

(10)

b) Neste item, o candidato deve perceber que a mudança do fluido (óleo para água),

vai provocar uma mudança no regime de escoamento, de laminar para fortemente

turbulento, mudando o perfil de velocidade descrito no enunciado do item; a relação

entre a velocidade média e a velocidade máxima e o volume de líquido retirado do

tanque ao fim dos mesmos 10 segundos. A mudança do regime de escoamento pode

ser comprovada com o cálculo do número de Reynolds para a água, a partir dos dados

fornecidos no enunciado:

Re água = (ρ*vmédia*D)/μ = (1.000 × 0,175 × 0,4)/0,001 = 70.000 > 2.100 (11)

A equação (11) mostra um Reynolds muito maior para a água do que para o óleo

(equação 5).







Autor(a): Maria Ximena V. F

CLORETO FÉRRICO

Volume de coagulante

0,2 mL/L x 1.000 L/m³ x 250 m³ = 50.000 mL

Custo do coagulante

50.000 mL x 1,00/1.000 mL = R$ 50,00/h

Correção da acidez do lodo

1 m³/h x 150,00/m³ = R$ 150,00/h

Custo total com cloreto férrico: R$ 200,00/h

POLICLORETO DE ALUMÍNIO

Custo do coagulante

50.000 mL x 1,20/1.000 mL = R$ 60,00/h

Disposição do lodo

1 m³/h x 200,00/m³ = R$ 200,00/h

Custo total com policloreto de alumínio: R$ 260,00/h

Os dois coagulantes são eficientes para a remoção dos poluentes e ambos permitiram

atingir o limite da legislação para óleos e graxas (principal poluente a ser removido no

flotador).

Como depois do flotador há outras etapas mais adequadas para a remoção dos

demais poluentes, e o tipo de coagulante não afeta estas outras etapas, então

tecnicamente não há diferença significativa para a substituição do coagulante.

Os demais poluentes devem ser removidos em sistema complementar.

A disposição do lodo com a substituição do cloreto férrico pelo policloreto de alumínio

geraria um passivo ambiental para a empresa.

A substituição do coagulante aumentaria o custo em R$ 60,00/h, tornando inviável a

troca.

ebook: engenharia de alimentos

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