Manual de TPI-1 2015 Página 1
Tecnologia dos
Processos Industriais 1
Planejar
Produzir
Controlar
Validar
Manual Tecnico 2015
Professor Daniel Rossi
Professor José Barbosa Filho
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Manual de Tecnologia dos Processos Industriais 1 TPI 2015, Manuais, Projetos, Pesquisas de Química
Aspectos da disciplina de TPI do curso de Técnico em Química da ETEC Tiquatira (SP)
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
2015
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Tecnologia dos
Processos Industriais 1
Planejar Produzir Controlar Validar
Manual Tecnico 2015
Professor Daniel Rossi
Professor José Barbosa Filho
Conteúdo Programático
COMPETÊNCIAS
Interpretar fluxogramas de processos, manuais e cronogramas; Identificar os aspectos práticos e operacionais de sistemas produtivos; Identificar métodos utilizados na execução de análise no processo; Selecionar processos e procedimentos de segurança; Avaliação técnica de produção e analises; Identificar funções dos equipamentos e acessórios de operação e controle; Selecionar técnicas de amostragem, no preparo e manuseio de amostras; Desenvolver formulações de produtos;
Analisar matérias–primas e produtos intermediários.
HABILIDADES
Construir e utilizar fluxogramas e organogramas de processos. Transportar e armazenar matérias primas, produtos em processos e produtos acabados. Executar procedimentos de limpeza de recipientes para armazenamento de produtos. Operar equipamentos de processos e de laboratório. Realizar leituras de instrumentos de medidas de pressão, temperatura, vazão e volume. Monitorar e corrigir variáveis de processo. Efetuar cálculos de formulações. Operar sistemas de transporte e armazenamento de líquidos. Produzir em escala de bancada. Produzir em escala piloto (semi-industrial). Utilizar os dispositivos e equipamentos de segurança conforme a norma. Utilizar matérias primas e outros produtos em processos industriais. Elaborar relatórios gerenciais.
BASES TECNOLÓGICAS MÍNIMAS
- Organogramas e fluxogramas de processos produtivos.
- Produções em escala laboratorial e/ou semi-industrial: a. soda cáustica; b. sulfato de sódio; c. preparação de detergente liquido.
- Preparação de desinfetante e água sanitária.
- Preparação de sabonete líquido.
- Simulação de produção em escala industrial: a. sulfato de sódio; b. carbonato de cálcio.
- Produção de sabão.
- Extração de óleo vegetal.
- Preparações em bancada: de cremes, xampus, detergentes especiais, limpa carpete, tira manchas e outros.
- Produção e tratamento dos óleos e gorduras.
- Produção industrial de sabão.
Quando abordamos o tema Tecnologia em Processos Industriais – TPI, logo se pensa em grandes plantas industriais, estruturas complexas e de difícil manipulação. Muitas vezes os alunos, futuros técnicos, não conseguem visualizar essa realidade, não conseguem separar química ciência de química tecnológica.
Enxergam apenas um profissional enclausurado em um laboratório cuja atividade é executar análises, muitas vezes sem saber qual a real finalidade.
Indicadores da indústria química demonstram que se trata de um dos maiores setores industriais, rivalizando com o de semicondutores, equipamentos e materiais de tecnologia de informação. No Brasil, é o segundo maior setor da indústria de transformação, perdendo apenas para o setor de alimentos. Lembrando que na indústria de alimentos, uma série de processos envolve fundamentos da química.
Essa fronteira deve ser desmistificada. A proposta deste trabalho é trazer em nível de bancada processos da indústria química, ou processos que exigem operações químicas, nos quais o professor, com sua habilidade, envolve o grupo de alunos em trabalho, explora o conteúdo teórico daquela tecnologia e promove as adaptações que forem necessárias.
Em TPI 1, é possível simular a produção do hidróxido de sódio (soda cáustica) pelo processo de caustificação e, na sequência, a produção de sulfato de sódio utilizando como uma das matérias-primas a soda preparada anteriormente. Em seguida, aborda-se a indústria de saponificação utilizando como matéria-prima óleo saturado utilizado em frituras, seguido de domissanitários e cosméticos.
Em TPI 2 estuda-se o controle “químico de qualidade” lançando mão de técnicas da análise química convencional, como também técnicas da análise química instrumental. Analisam-se matérias primas e produtos acabados e faz-se o controle do processo e dos produtos obtidos nos ensaios.
A indústria de alimentos pode ser trabalhada lançando mão de processos fermentativos, de coagulação e de geleificação. Em paralelo aos procedimentos experimentais, a fermentação pode ser abordada adaptando e obtendo um vinho de uva ou qualquer outra fruta, a cachaça, como também, a panificação.
Na preparação do queijo minas frescal (queijo básico) aborda-se a química da coagulação e na preparação de iogurte a ação simbiótica dos organismos responsáveis pela acidificação do leite.
Por que determinados componentes formam géis e outros não. Na preparação de geleias o fenômeno pode ser explorado pela teoria e pela prática. Neste momento, introduz-se a importância dos conservantes também de forma experimental.
Como o tema Tecnologia dos Processos Industriais é muito amplo e abre possibilidades de exploração, um segmento pouco abordado é o da indústria farmacêutica. É fato, o aluno não associa que um medicamento é um composto químico orgânico ou inorgânico, e que este tipo de indústria também é químico.
Ao produzir o ácido acetilsalicílico e outros, o professor enquadra essa questão. Processos como produção de papel, reciclagem de matérias, tratamento de resíduos de processos industriais entre outros podem ser desenvolvidos e adaptados segundo necessidades regionais.
ORGANOGRAMAS
Organograma é uma representação gráfica da estrutura formal de uma organização, seja esta uma empresa, um grupo de pessoas ou uma estrutura hierárquica. Indícios apontam que Daniel C. McCallum, em 1856, foi a primeira pessoa a criar um organograma para fazer uma apresentação e mostrar a aplicação da Administração Sistemática em ferrovias. Existem diversas formas de representar um organograma, desde a mais comum, conhecida como organograma tradicional, até formas como uma flor. Veremos estes tipos mais abaixo. Veja também: 5 tipos de fluxogramas prontos para download. Voltando ao Daniel e suas ferrovias, eram elas empreendimentos muito complexos e caros, desta forma exigiam estrutura hierárquica com vários níveis de profissionais. Diante de tal informação ficou registrado com o Sr. McCallum foi o criador do primeiro organograma que se tem notícia. Fazendo um organograma tradicional: O primeiro passo é determinar todas as funções e setores que serão apresentadas no organograma, e definir suas posições hierárquicas. Faça uma lista.
- Presidente
- Diretores (Financeiro, Administr., Operacional, Comercial, etc.)
- Gerentes (Financeiro, Administr., Produção, Vendas, etc.)
- Seções da Produção, Contabilidade, Depto. Financeiro, Depto. Jurídico, etc. O organograma tradicional trata a ordem de posições da seguinte forma: quanto maior a autonomia e responsabilidade, maior será a altura da posição usada pelo cargo ou setor. Para definidos as posições e cargos, crie retângulos distribuídos de forma vertical e interligados por linhas que representarão a comunicação e hierarquia dos itens. Não entendi, como isto funciona? No exemplo citado, o Presidente (1) ocupa o maior nível do organograma, sendo assim o primeiro. No segundo nível serão colocados os Diretores (2). Partindo do retângulo do Presidente, sairá uma linha que será dividida para se ligar a todos os Diretores. E de cada Diretor, sairá uma linha que se ligará aos Gerentes (3) que respondam hierarquicamente a ele. Daí em frente o raciocínio é o mesmo. Veja como fazer um fluxograma. Funções de Staff, que respondem a um superior mas não têm autoridade total sobre os níveis abaixo, são colocadas em níveis intermediários e ligados à linha principal do superior correspondente. Por exemplo, o RD responde à Direção, mas sua autoridade limita-se aos assuntos da Qualidade, portanto somente nesses assuntos ele tem ascendência sobre os gerentes, não em outros temas. Veja como fica:
Agora, apesar de ser o mais conhecido e usado pela maioria das organizações, o organograma tradicional não é necessariamente o melhor? Existem diversos outros tipos. Você sabe o que é um histograma? O meu modelo preferido é o circular , elaborado com círculos concêntricos que representam as diversas áreas a partir do círculo central, onde localiza-se a autoridade maior da empresa.? Eu o vejo como um modelo que transmite uma idéia maior de colaboração e participação entre as áreas. Quando desenvolvo um assim, sempre destaco a posição do cliente de forma a mostrar os setores que têm contato mais direto com ele em cada nível, mas abrindo a possibilidade de contato direto com a direção.
Organograma radial ou solar
Usado quando se quer ressaltar o trabalho em grupo, não há a preocupação em representar a hierarquia. É o mais usado em instituições modernas onde o se quer ressaltar a importância do trabalho em grupo.
Organograma Horizontal Também é criado com base na hierarquia da empresa, mas tem essa característica amenizada pelo fato dessa relação ser representada horizontalmente, ou seja, o cargo mais baixo na hierarquia não está numa posição abaixo dos outros (o que pode ser interpretado como discriminação, ou que ele tem menos importância), mas ao lado:
Organograma em Barras Representados por intermédio de longos retângulos a partir de uma base vertical, onde o tamanho do retângulo é diretamente proporcional à importância da autoridade que o representa.
(Texto acima extraído do original de Nicolas Muller)
FLUXOGRAMAS
Também conhecido por flowchart , é um diagrama que tem como finalidade representar processos ou fluxos de materiais e operações (diagramação lógica, ou de fluxo). Geralmente confundido com o organograma, o fluxograma possui a diferença de representar algo essencialmente dinâmico, já o organograma é uma representação da estrutura funcional da organização. O fluxograma também pode ser usado por programadores para elaboração de algoritmos (programação estruturada), porém, neste caso ele possui algumas representações próprias. O fluxograma sempre possui um início, um sentido de leitura, ou fluxo, e um fim. Alguns símbolos básicos são usados na construção de qualquer fluxograma, porém eles podem variar. Veja abaixo algumas definições básicas:
- Geralmente, usa-se um círculo alongado para indicar o início e o fim do fluxo;
- A seta é usada para indicar o sentido do fluxo;
- No retângulo são inseridas as ações;
- O losango representa questões / alternativas;
Conector : indica onde continua a seqüência do fluxo (quando não há espaço suficiente para a continuação do desenho).
Área/Cargo : indica o nome do cargo ou da área que executará determinada atividade.
Documento : representa qualquer documento ou formulário.
Arquivo : representa o arquivamento da documentação inerente ao processo.
Setas : indicam o sentido do fluxo.
Simbologia
É o conjunto de símbolos que traduz cada passo da rotina, representando não só a seqüência das operações como também a circulação dos dados e documentos.
Orientações
O fluxograma visualiza cada rotina integrante do processo, na sua forma mais completa e utiliza simbologia estabelecida para esta finalidade. Torna mais claros fatos que poderiam passar despercebidos em outra forma de representação; Os passos da rotina são ordenados de acordo com a seqüência lógica de sua execução; Os símbolos e as técnicas utilizados na elaboração do fluxograma identificam os órgãos ou as pessoas responsáveis pela ação. OOPPEERRAAÇÇÃÃOO
O quadrado representa os diversos passos que possam existir numa rotina.
A identificação da operação e de quem executa é registrada no interior do símbolo. Definir quem a
executa é importante por ser este cliente ou fornecedor das operações anteriores e posteriores
DDEECCIISSÃÃOO
Representa o losango operação de decisão ou de chaveamento que determina o caminho a seguir
dentre os vários possíveis. A identificação da decisão e as alternativas do caminho devem ser
registradas no interior e ao lado do símbolo.
SSEENNTTIIDDOO DDOO FFLLUUXXOO
A linha reta representa os dados de entrada/saída de cada operação ou decisão. A identificação do
dado deve ser feita sobre a linha, se necessário.
LLIIMMIITTEESS
Indica apenas o “início” e o “fim” do processo.
OOPPEERRAAÇÇÃÃOO
Indica uma etapa onde ocorre uma agregação de valores, com transformação de matérias-primas,
modificando a forma de apresentação do produto final.
TTRRAANNSSPPOORRTTEE
Etapa que indica a movimentação da matéria-prima em transformação ou do produto ainda em fase
de elaboração.
VVEERRIIFFIIÇÇÃÃOO OOUU CCOONNTTRRÔÔLLEE
Simboliza a etapa operacional onde o produto passa por uma inspeção ou verificação de suas
dimensões ou especificações.
EESSPPEERRAA OOUU DDEEMMOORRAA
Etapa onde o produto em transformação aguarda a chegada de algum item à ser agregado ou
necessita de uma espera para se adequar.
EESSTTOOCCAAGGEEMM
Define a armazenagem de um produto depois de transitar pelas demais etapas do processamento.
Geralmente é a parte final deste tipo de fluxograma.
Como é determinado o prazo de validade de um produto?
por Diogo Gomes | Edição 95
Para saber até quando um produto mantém boas condições de consumo, é feita uma análise
em laboratório, com pequenas amostras, para avaliar sob que condições e em que velocidade ele se
deteriora. Com base nessa avaliação, chamada de teste de vida de prateleira, é que se determina o
prazo de validade de alimentos - remédios e pneus de carro passam por outros testes. A data de
validade é um guia não só para quem consome. Saber até quando o produto está em condições de
ser vendido é bom para fabricantes - que evitam ter a imagem manchada por danos causados aos
consumidores finais dos seus produtos - e para os distribuidores - que conseguem planejar o ritmo de
entrega para as lojas.
Prova de resistência
Testar a validade em laboratório é tão caro que a maioria dos fabricantes só copia o prazo dos
concorrentes
CADA UM POR SI
Nem todo fabricante encara o teste. Não é que tenham medo de ter o produto reprovado, mas
é porque a avaliação é cara - cerca de 30 mil reais, em testes de alimentos. Em vez de gastar a
bolada, as empresas arriscam e estampam prazos de validade parecidos com os da concorrência.
TÁ QUENTE, TÁ FRIO!
Amostras dos produtos vão para câmaras que aceleram sua degradação. Em alguns testes o
produto é submetido a 10ºC acima da temperatura média do lugar mais quente em que ele é
comercializado. Outro teste é fazer a temperatura oscilar entre quente e frio várias vezes
PERDA TOTAL
O fim do teste se dá quando algumas amostras estão muito fora do padrão de cor, sabor e
textura. Por meio de análises químicas, é possível estimar o tempo que a degradação - acelerada pelo
teste - levaria para aparecer em condições normais
APROVAÇÃO PÚBLICA
Se o teste apontar o período máximo para consumo em três meses e 20 dias, o prazo de
validade estampado na embalagem cai para três meses. Isso ajuda a garantir que a qualidade do
produto não diminuirá antes do prazo ideal para consumo
Vale tudo
A validade pode variar de muitos anos a poucos dias
Pneu - 5 anos
Milho em lata - 3 anos
Aspirina - 2 anos
Leite longa vida - 6 meses
Ovo - 1 mês
Frios - 3 dias
Número de Lote
Em logística, um lote é qualquer remessa composta por várias unidades de um mesmo item
de suprimento. Deve ter letras, números ou ser alfanumérico para facilitar a identificação à qualquer
parcela do público consumidor.
Os itens de um lote são todos fabricados em série, sob as mesmas condições, em um
determinado período, e suas características (físicas, químicas, dimensionais etc.) são idênticas.
Dentro da cadeia de suprimento, um lote é identificado e individualizado por um número
denominado número de lote. Este número também serve para identificar todos os itens que fazem
parte de um mesmo lote, ou ainda para permitir que o fabricante controle a distribuição de grupos de
itens com base naquele número.
Exemplo de Uso
Quando um indivíduo adquire um automóvel novo e descobre que determinada peça de
seu veículo possui um defeito de fabricação, normalmente reporta isto à empresa que comercializou o
automóvel, e a empresa por sua vez reporta o problema ao fabricante do automóvel.
O fabricante então verifica o lote de onde a peça foi retirada. Uma vez identificado o lote, o
fabricante sabe que todos os veículos que possuem uma peça daquele lote podem vir a apresentar o
mesmo problema. Isto sendo constatado, o fabricante pode promover um recall para substituição
gratuita da peça defeituosa, nos veículos de seus clientes.
Ordem de Produção
Os processos operacionais de uma empresa são executados através de ordens e, no caso das
indústrias, suas unidades fabris trabalham sob prescrição das ordens de produção. Uma ordem de
produção possui todas as especificações do produto com descrição, matérias primas necessárias, data
em que deve ser entregue e quantidades requisitadas.
1º Passo: Definir o que irá produzir
Antes de emitir qualquer ordem de produção (OP), deve-se ter definido quais itens serão produzidos.
Essa definição foi previamente realizada na atividade de Análise da Necessidade de Produção. De
maneira geral, existem dois sistemas básicos de produção, sendo eles:
Sistema de Produção Contínua
Caracteriza-se pela fabricação em série de produtos padronizados, a chamada produção em
massa. Normalmente, nesse sistema produtivo, todos os produtos são fabricados para estoque. Uma
unidade de produção é idêntica à outra, os produtos são movimentados no processo de produção
continuamente e todos os procedimentos de fábrica são predominantemente padronizados.
A simples previsão de demanda pode ser o motivo que vai impulsionar o processo. Neste caso a
ordem de produção deve ser feita para que haja a solicitação de produção, devendo conter todas as
informações de especificações do produto e as instruções de produção para que o operador, ao
receber o documento, saiba exatamente o que deve ser feito.
No sistema de produção contínua é importante observar o estoque mínimo e máximo para que não
haja excesso de produtos e, ao mesmo tempo, para que não ocorra falta. Também é importante
observar o giro, o qual considera sazonalidades, picos e baixas de vendas, proporcionando ao gestor
informações que auxiliam na definição de um volume de produção mais preciso.
Além desses fatores, o gestor deve estar sempre atento às tendências de mercado, para
antecipar-se às expectativas de consumo e sair na frente ao produzir novos produtos que sejam
aceitos pelos consumidores. Isso pode ocorrer em situações de inovação, novos hábitos, moda,
características regionais, novas tecnologias etc.
Sistema de Produção por Encomenda
Caracteriza-se pela fabricação descontínua de produtos não padronizados. Geralmente, este
sistema de produção se dá sob encomenda específica dos seus clientes, tendo início no pedido de
vendas.
Em se tratando de um sistema de produção por encomenda, o procedimento tem início com a
negociação de um produto ou de um lote de produtos. Assim que for gerado o pedido de vendas pela
área comercial, o processo produtivo dos itens se dará por meio da ordem de produção.
2º Passo: Emitir a ordem de produção
O documento chamado de ordem de produção é também conhecido como ordem de
fabricação, ordem de serviço ou ordem de trabalho. Na situação de Produção Contínua, a ordem de
produção deve ser incluída de acordo com a programação da produção. Já no Sistema de Produção
por Encomenda, a ordem de produção é gerada por meio do pedido de vendas.
MMooddeelloo ddee OOrrddeemm^ dede PPrroodduuççããoo^ emem TTPPII--^11
FFrreennttee^ VVeerrssoo
Controle da Qualidade
pH-metro Condutivímetro Viscosímetro Copo FORD Refratômetro
Ultrasom Picnômetro Estufa Infrared
Principais fornecedores dos suprimentos de Laboratório
Revisões de Conceitos
A - Volumetria de Neutralização
1 – O que é um Processo de Titulação?
A Titulação é uma operação analítica utilizada em análises volumétricas com o objetivo de
determinar a Concentração real das soluções.
Os principais materiais e reagentes a serem utilizados são:
Bureta com capacidade de 25ml ou 50ml (aferida);
Suporte universal;
Garras para bureta;
Frascos erlenmeyer;
Pipeta volumétrica de 5.0ml ou 10.0ml;
Pêra automática ou sifonada;
Indicadores de titulação (para análises colorimétricas);
pH-metro calibrado (para análises potenciométricas);
Solução titulante (de concentração conhecida);
Solução-Problema (ou titulada, cuja concentração será determinada).
Numa titulação ácido-base ocorre uma reação completa entre o ácido e a base, chamada de
Neutralização, que pode ser expressa por:
Ácido + Base Sal + Água
Exemplos:
HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H 2 O(liq)
2 HNO3(aq) + Ba(OH)2(aq) Ba(NO 3 )2(aq) + 2 H 2 O(liq)
2 – Como se executa uma Titulação?
A Titulação consiste na adição lenta e controlada de uma solução de
concentração previamente conhecida, chamada de Titulante, sobre outra
solução de concentração desconhecida, chamada de Titulado, até que se
atinja um ponto de equivalência ou equilíbrio iônico.
Titulado é uma solução de concentração desconhecida (o alvo da
técnica) mas de volume rigorosamente medido quando transferido
volumetricamente para um Erlenmeyer.
Titulante é uma solução de concentração rigorosamente conhecida e
controlada, que ficará acondicionada dentro da bureta.
3 – Ponto de Equivalência
Também conhecido como “ ponto de equilíbrio ” é, rigorosamente, a altura da titulação em
que a relação entre o número de moles do titulante adicionados é exatamente igual ao número de
moles do titulado.
É previsto pela equação estequiométrica da reação, representado por:
nácido = nbase