Reactores Químicos II (Opção)

Engenharia Química e Bioquímica, Publicação em Diário da República - Despacho nº 10764/2011 - 30/08/2011

5.5 ECTS; 3º Ano, 1º Semestre, 30,0 T + 30,0 P

Docente(s)

Pré-requisitos
Não aplicável

Objetivos
Desenvolvimento de competências na análise de reactores reais através da teoria da distribuição de tempos de residência e da compreensão da catálise nos processos de transformação, nomeadamente pelo estudo de reactores catalíticos.

Programa
1. Introdução. Revisão breve sobre o projecto de reactores químicos homogéneos ideais (reactor contínuo perfeitamente agitado, reactor descontínuo e reactor tubular) e sobre cinética química.
2. Complementos de reactores químicos ideais.
2.1. Funcionamento não isotérmico e a multiplicidade de estados estacionários.
2.2. Reações em fase gasosa
2.3 Reactores semi-descontínuos
3. Teoria da distribuição de tempos de residência – DTR.
3.1. Características principais da função DTR e sua determinação experimental.
3.2. Modelação de reactores com escoamento não ideal através da DTR - Modelo da segregação total, modelo de mistura máxima, modelo pistão difusional e modelo dos reactores em cascata
3.3. Utilização de folha de cálculo para aplicação da Teoria DTR
4. Reactores catalíticos.
4.1. Catálise.
4.2 Catálise por enzimas. Cinética enzimática, modelo de Michaelis-Menten. Cinética enzimática em sistemas multifásicos.
4.2. Reactores catalíticos de leito fixo. Modelos homogéneos a 1 e a 2 dimensões.

Nas aulas práticas laboratoriais serão realizados os seguintes trabalhos experimentais:
TL1 - Determinação de constantes cinéticas na atividade de invertase em células de Sacharomyces livres e imobilizadas.
TL2 - Determinação da distribuição de tempos de residência em reactores contínuos.

Metodologia de avaliação
Em avaliação contínua a classificação final é obtida por ponderação entre a classificação obtida em dois mini-testes (o primeiro com peso de 15% e o segundo de 25%), a classificação obtida nos trabalhos laboratoriais e respectivos relatórios (40%) e a classificação obtida nos trabalhos computacionais relacionados com DTR (20%).
Em avaliação final os dois mini-testes são substituídos por um teste escrito (peso de 40%), mantendo-se as componentes laboratorial (40%) e computacional (20%).

Bibliografia
- Fogler, H. (1986). Elements of Chemical Reaction Engineering. New Jersey: Prentice-Hall
- Levenspiel, O. (1999). Chemical Reaction Engineering. New York: John Wiley
- Froment, G. e Bischoff, K. (2010). Chemical Reactor Analysis and Design. New York: John Wiley & Sons
- Lemos, F. e Lopes, J. e Ribeiro, F. (2002). Reactores Químicos. Lisboa: IST Press

Método de interação
Aulas teóricas em que se expõem os conceitos relativos à disciplina e aulas práticas em que são realizados alguns trabalhos laboratoriais e propostos exercícios de aplicação.

Software utilizado nas aulas
MS Excel