Os propósitos a que se destinam a disciplina foram organizados sob três enfoques. O primeiro deles consiste dos objetivos de atitude e busca despertar no estudante mudanças de conduta que o levem a tratar situações cotidianas à exercício da carreira de Engenheiro Ambiental a partir de uma abordagem lógica, processual e cartesiana. Seguem-se a estes os objetivos de conhecimento que tratam da absorção de conceitos necessários à avaliação de um processo partindo-se da análise dos fenômenos nele envolvidos. Destacam-se por fim os objetivos de habilidade, por meio dos quais pretende-seque o aluno estabeleça estruturas que lhe permitam depois estabelecer modelos matemático simples – derivados da aplicação de balanços de massa e do uso de equações empíricas – com vistas a propor soluções de fundo tecnológico que resultem em benefícios à sociedade sem ônus significantes para o ambiente.
Na tentativa de tornar mais efetiva a absorção de conceitos por parte dos estudantes, a disciplina foi estruturada na forma de três blocos temáticos interconectados. O Bloco 1apresentaconceitos e aspectos fundamentais dos balanços de massa como a colocação de fronteiras para delimitação do sistema em análise, identificação de regime de operação, caracterização de aspectos reacionais, e representação das mesmas operações na forma de esquemas lógicos e fluxogramas.O Bloco 2 introduz o estudante no universo dos balanços de massarealizados essencialmente por ações físicas. Para tanto, são explorados neste momento do curso, sempre sob o referido enfoquesistemas de separação, unidades com múltiplas operações, processos de mudança de fase, reciclos, by-passes e purga.A disciplina se encerra com balanços de massa com reação química, tema abordado no Bloco 3.A abordagem neste caso se inicia com conceitos preliminares de estequiometria e de cinética de reação. Com esses elementos o estudante tem condições de ingressar efetivamente nos balanços de massa com reação química. A abordagem se encerra com a discussão de modelos de cinética microbiológica.
O curso se compõe apenas de aulas expositivas nas quais serão abordados os seguintes temas e conteúdos:1. Fundamentos de balanços de massa:Conceitos de concentração; fração; razão. Base de Cálculo. Conceitos de Sistema, Fronteira e Vizinhança. Diferença entre vazões e fluxos. Estado estacionário e Regime Transiente. Sistemas de reação: Batelada,Semiatrelada e Continuo. Representação e simbologia para sistemas de transformação: Fluxogramas.2. Balanços de massa sem reação química:Processos de mistura. Processos de scale-up de processo. Sistemas de separação por destilação. Processos com múltiplas unidades. Conceito de nó de entrada, e de nó de saída. Sistemas com reciclo e by-pass.Balanços de Massa em processos de Condensação Parcial.3. Balanços de massa com reação química: Fundamentos de estequiometria. Cinética Química: Conceitos preliminares. Reação de ordem zero. Reagente em excesso. Reações de 1ª. e de 2ª. Ordem em sistemas microscópicos. Balanços de Massa com reação química: Sistemas macroscópicos: Combustão. Balanço de Massa em Sistema Biológicos.
HIMMELBLAU, D. M; RIGGS, J. B. Engenharia Química. Princípios e Cálculos. 7ª edição. Rio de Janeiro. LTC EDITORA, 2006. 846p.FELDER, R. M.; RUSSEAU, R. W. Elementary principles of chemical processes. 3rd ed. New York, Wiley, 2000. 675p.SCHLESINGER, M. A. Mass and energy balances in materials engineering. Upper Saddle River, Prentice-Hall, 1996. 265p.REKLAITIS. G. Introduction to Material and Energy Balances. New York. Wiley. 1983.FOGLER, H.S., Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice-Hall, 3rd ed., 1999SMITH, J.M. - Chemical Engineering Kinetics, 2ª ed. McGraw-Hill, 1970