Questões de Concurso
Sobre cinética e cálculo de reatores em engenharia química e química industrial
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Com referência a aspectos diversos pertinentes a práticas de desenvolvimento sustentável no âmbito industrial e a processos termoquímicos para conversão de biomassa, julgue o item que se segue.
No que diz respeito ao processo de gaseificação, podem ser utilizados reatores de leito fixo (ou móvel) e de leito fluidizado: o primeiro apresenta construção e design mais simples, pois o fluxo de biomassa é contínuo e a temperatura permanece uniforme, facilitando a formação de gás de síntese de alta qualidade.
Bioprocessos dependem de uma compreensão profunda sobre cinética enzimática e condições operacionais para otimizar a conversão de substratos e a produção de compostos de interesse. A respeito desse assunto, julgue o item que se segue.
Considere que, em um reator de leito fixo operando com manitol desidrogenase imobilizada para conversão de frutose em manitol, tenha sido observado que a eficiência do processo havia sido reduzida devido à formação de gradientes de concentração, sendo o substrato rapidamente consumido nas camadas superiores do leito, o que resultava em baixa conversão nas camadas inferiores. Nessa situação, para mitigar esse problema e otimizar o uso das enzimas imobilizadas, os pesquisadores deverão fazer ajustes no fluxo de alimentação, na taxa de escoamento e na configuração do leito, promovendo uma distribuição mais homogênea do substrato.
Bioprocessos dependem de uma compreensão profunda sobre cinética enzimática e condições operacionais para otimizar a conversão de substratos e a produção de compostos de interesse. A respeito desse assunto, julgue o item que se segue.
Em reatores de leito fixo contendo enzimas imobilizadas, a conversão do substrato pode ser limitada pela difusão interna dentro da matriz de imobilização, sendo necessário otimizar parâmetros como a granulometria do suporte e a vazão do meio reacional.
Bioprocessos dependem de uma compreensão profunda sobre cinética enzimática e condições operacionais para otimizar a conversão de substratos e a produção de compostos de interesse. A respeito desse assunto, julgue o item que se segue.
Em um reator contínuo operando com uma enzima imobilizada, a conversão do substrato aumenta com a elevação da concentração da enzima, mas, ao se atingir o limite de saturação enzimática, a taxa de reação passa a decrescer proporcionalmente com a adição de mais enzima.
Bioprocessos dependem de uma compreensão profunda sobre cinética enzimática e condições operacionais para otimizar a conversão de substratos e a produção de compostos de interesse. A respeito desse assunto, julgue o item que se segue.
A cinética de Michaelis-Menten pode ser aplicada para modelar a atividade enzimática em reatores industriais, assumindo-se que a enzima e o substrato formam um complexo transitório.
C3H8(g) + 5O2(g)→ 3CO2(g) + 4H2O(g) – Reação I
C3H8(g) + 7/2O2(g)→ 3CO(g) + 4H2O(g) – Reação II
Se um reator for alimentado com 1 mol de propano e 12 mols de oxigênio, a expressão, dentre as apresentadas a seguir, que possibilita o cálculo da fração de dióxido de carbono (CO2) em função das coordenadas de reação εI e εII, correspondentes às reações I e II, respectivamente é
I – A resistência à difusão de massa no interior dos poros do catalisador pode limitar a velocidade global de reação no reator de leito fixo.
PORQUE
II – Em reações heterogêneas, a etapa de adsorção dos reagentes na superfície do catalisador é sempre o fator limitante da velocidade de reação.
Diante do exposto, é possível afirmar que a taxa de reação de A, B e C será, respectivamente:
I. Produção em batelada é o tipo de produção em pequena escala, na qual são gerados produtos em etapas de produção com períodos de tempo de processo bem definidos.
II. Para a produção em batelada, é usado o Reator de Batelada, o qual admite entrada de reagentes e saída de produtos durante o processo de reação, sendo alimentado da quantidade estequiométrica dos reagentes no início, tendo os produtos obtidos descarregados.
III. Os reatores em batelada têm um menor custo de instalação e controle. Se comparados aos reatores contínuos, permitem um longo tempo de reação, testar inovações e desenvolver novos produtos, mas, por outro lado, não são viáveis para produção em larga escala.
IV. Produção em fluxo contínuo é o tipo de produção em grande escala na qual são gerados produtos em processos de reação transiente, cujo tempo de reação, chamado de tempo de residência no reator, é determinado pela concentração dos reagentes e pelo volume do reator.
V Para a produção em fluxo continuo, são usados dois tipos de reatores: CSTRs (Continuous stirred-tank reactor - reator de tanque de agitação contínua) e os reatores tubulares.
Estão CORRETAS:
( ) O reator descontínuo ou batelada é um tanque com operação descontinua e conteúdo reacional, geralmente agitado durante todo o tempo que a reação está sendo conduzida.
( ) O reator de tanque contínuo, conhecido como CSTR, é um equipamento em forma de tanque, com operação contínua, no qual, durante a realização de uma reação química, ocorrem adição e remoção contínua de matéria simultaneamente ao reator.
( ) Reatores tubulares são reatores que têm forma de tubos pelos quais entram reagentes por uma extremidade, escoam, reagem e, transformados em produtos, saem pela outra extremidade.
( ) O reator ideal, conhecido como CSTR, é aquele projetado ou analisado com base nos modelos conhecidos, sendo uma representação ou interpretação completa de um reator real, facilitando o direcionamento da compreensão e visualização dos fenômenos observados durante a reação.
Qual alternativa preenche, CORRETAMENTE, os parênteses, na ordem em que aparecem?
Qual é a fração de alimentação que deve ir para a linha D?
A desidrogenação catalítica do etano produz eteno de acordo com a reação química a seguir:
C2H6 → C2H4 + H2
A conversão de etano por passe no reator é de 50%. Se o produto efluente do processo contém 8% molar de etano, a conversão global de etano, em porcentagem, é aproximadamente igual a
(__)O valor D é uma medida da resistência térmica de microrganismos e varia com a temperatura do processo.
(__)A cinética de primeira ordem não é aplicável para descrever a taxa de decréscimo de microrganismos viáveis durante o tratamento térmico.
(__)O conceito de F (Letalidade) é independente do valor de SV (Sterilization Value) no cálculo do tempo de tratamento térmico.
Assinale a alternativa com a sequência, de cima para baixo, correta:
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