A Moagem e Peneiramento

MOAGEM E PENEIRAMENTO

Jamile Lima Rodrigues

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Disciplina: Operações Unitárias

Professor: Dr. Luiz Antônio de Almeida Pinto

Eng. Bruna Moura Bastos e Eng. Mayke Ochner

2019

Resumo

O tamanho e a distribuição das partículas são fundamentais para muitas operações de produção envolvendo sistemas de materiais particulados. No processamento de alimentos sólidos é necessária a separação de materiais com relação ao seu tamanho. No peneiramento industrial, os sólidos são colocados sobre uma superfície com um determinado tamanho de abertura, as partículas menores, passam através dos poros da peneira, as partículas maiores ficam retidas na peneira. Mesmo com a separação de sólidos, ocasionalmente é necessária a redução de tamanho, a diminuição da partícula pode ser realizada através da moagem, onde o tamanho médio dos alimentos sólidos é reduzido pela aplicação de forças de impacto, compressão e abrasão. Neste trabalho a representação da distribuição granulométrica da amostra foi realizada utilizando peneiramento e moagem, onde foi determinado o diâmetro de Sauter. Os parâmetros foram definidos pelos modelos Gates-Gaudin-Schumann (GGS) e Rosin-Rammler-Bennet (RRB), as constantes de Rittinger, Kick e Bond, além da potência requerida pelo moinho de facas. Também estão determinados os equipamentos que podem ser utilizados tanto para a moagem quanto para o peneiramento, a eficiência de cada processo e as leis associadas.

Palavras-chave: Distribuição Granulométrica, Parâmetros, Partículas.

Abstract

Particle size and distribution are fundamental for many production operations involving particulate matter systems. In the processing of solid foods it is necessary to separate materials with respect to their size. In industrial sieving, solids are placed on a surface with a certain aperture size, smaller particles, pass through the pore of the sieve, the larger particles are retained in the sieve. Even with the separation of solids, it is occasionally necessary to reduce the size, the particle decrease can be accomplished through grinding, where the average size of solid foods is reduced by the application of impact forces, compression and abrasion. In this work, the representation of the granulometric distribution of the sample was performed using sieving and grinding, where the diameter of Sauter was determined. The parameters were defined by the Gates-Gaudin-Schumann (GGS) and Rosin-Rammler-Bennet (RRB) models, the constants of Rittinger, Kick and Bond, in addition to the power required by the knife mill. Also determined are the equipment that can be used for both grinding and sieving, the efficiency of each process and the associated laws.

Key-words: Granulometric Distribution, Parameters, Particles.

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1. Introdução

O conhecimento das propriedades dos sólidos particulados é fundamental para o estudo de muitas operações unitárias como a fragmentação, moagem, peneiramento, fluidização, secagem, filtração, cristalização, armazenamento, separações mecânicas, escoamento de fluidos através de leitos granulares, adsorção, na reação entre sólidos e fluídos, na coleta de poeiras, que constituem parte de qualquer processo de obtenção de produtos sólidos, como o de fabricação de catalisadores em muitas reações químicas industrialmente importantes (BROWN et al., 1956).

A granulometria é a medida dos tamanhos dos grãos agregados. Uma das formas de determinação da composição granulométrica dos agregados é o peneiramento, que tanto pode ser utilizado industrialmente para a separação de misturas de sólidos ou sólidos puros heterogêneos, como para fornecer dados que possibilitam o ajuste de um modelo matemático de distribuição de tamanhos das partículas. Tanto a especificação da finura desejada, como o cálculo da energia necessário para realizar uma operação de fragmentação requer a definição prévia do que se entende por tamanho de partículas do material. A determinação de outras características do produto moído também exige o conhecimento prévio da granulometria e geometria das partículas que o constituem. Quando não se conhece o diâmetro das partículas que se desejam trabalhar utilizam-se alguns experimentos (ARAÚJO, 2001).

Esse ensaio consiste em se fazer passar uma quantidade de material através de uma série de peneiras, pesando-se o material retido, ao se alimentar a amostra na primeira peneira, uma certa quantidade da amostra poderá ficar retida, enquanto boa parte a atravessa e se deposita na segunda peneira, a qual, por sua vez, poderá reter uma quantidade do material remanescente oriunda da primeira peneira, enquanto uma outra parte a atravessará para, a seguir, e assim por diante (CREMASCO, 2012). Os peneiramentos industriais a seco são realizados, normalmente, em frações granulométricas de até 6 mm. Entretanto, é possível peneirar a seco com eficiência razoável em frações de até 1,7 mm. A úmido, o peneiramento industrial é normalmente aplicado para até 0,4 mm, mas tem sido possível peneirar partículas mais finas, da ordem de 50 μm (CARRISSO e CORREIRA, 2004).

A ocorrência de materiais sólidos em tamanhos muito grandes dificulta sua utilização, visando melhorar este aspecto, pode-se aplicar processos de redução de tamanho de partículas por meio de diversos equipamentos denominados moedores, esmagadores ou trituradores. Os processos de redução de tamanho também são extremamente úteis e necessários (McCABE et al., 1991).

A moagem é quebra de partículas sólidas em partículas menores e mais finas e é uma operação unitária importante. Na maioria dos casos, o que se pretende é apenas obter blocos de dimensões trabalháveis, porém na grande maioria dos casos o objetivo visado é aumentar a área externa, de modo a tornar mais rápido o processamento do sólido. Máquinas que efetuam fragmentação grosseira são chamadas britadores e as que dão produtos finos são moinhos. O tamanho das partículas é o critério mais importante para classificar os equipamentos de fragmentação de sólidos (GOMIDE, 1983).

Esta prática teve como objetivo realizar a caracterização granulométrica da amostra de milho de pipoca através do processo de peneiramento, antes e depois da moagem. Para obter as curvas de distribuição, pelos modelos Gates-Gaudin-Schumann (GGS) e Rossin-Ramler-Benett (RRB) e calcular o diâmetro de Sauter. E por fim, determinar a potência requerida pelo moinho de facas na moagem do milho e calcular as constantes de Rittinger, Kick e Bond.

1. Materiais e Métodos

2.1 Materiais

• Milho de pipoca;
• Jogo de peneiras Tyler;
• Moinho de facas;
• Agitador mecânico de peneiras;
• Balança eletrônica;
• Amperímetro;
• Cronômetro.

2.2 Procedimento Experimental

2.2.1 Moagem

Após o peneiramento realizado com 200g de milho de pipoca inteiro, foi alimentado o moinho de facas em 2 minuto, ao mesmo tempo mede-se a corrente, com auxílio de um amperímetro, de 5 em 5 segundos durante 120 segundos.