Relatório do experimento de caracterização de partículas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

INSTITUTO DE TECNOLOGIA

FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA

EQ 01039 –LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA II

RELATÓRIO DA PRÁTICA DE CARACTERIZAÇÃO DE PARTÍCULAS

IAN FELIPE GUEDES CASTRO - 201507540037

JAYMES ELIEZER ALMEIDA DOS SANTOS - 201507540033

Belém – PA

OUTUBRO/2018

IAN FELIPE GUEDES CASTRO - 201507540037

JAYMES ELIEZER ALMEIDA DOS SANTOS - 201507540033

RELATÓRIO DA PRÁTICA DE CARACTERIZAÇÃO DE PARTÍCULAS

Relatório técnico da aula prática realizada na data 13 de setembro de 2018, apresentado como avaliação parcial para a disciplina Laboratório de Engenharia Química II, do curso de Engenharia Química, na Universidade Federal do Pará.

Profª. Drª. Marlice Cruz Martelli

Profª. Drª. Shirley Cristina Cabral Nascimento

Belém – PA

OUTUBRO/2018

SUMÁRIO

1        INTRODUÇÃO        3

2        OBJETIVOS        4

3        MATERIAIS E MÉTODOS        4

3.1        Materiais        4

3.2        Metodologia        4

4        RESULTADOS E DISCUSSÃO        6

5        CONSIDERAÇÕES FINAIS        10

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        11

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1. INTRODUÇÃO

A caracterização de partículas faz-se necessária, seja para estudos analíticos em laboratórios ou ainda para dimensionamento de grandes equipamentos industriais destinados a sistemas partículados. Existem diversas formas de caracterizar uma partícula ou fazer esse tipo de análise, utilizando meios simples ou equipamentos mais sofisticados dependendo da necessidade. Dentre os objetivos pelos quais se faz a caracterização estão: saber a composição química das partículas, comportamento reológico, estrutura e geometria, cuja qual é analisada nesta prática.

As características físicas e morfológicas das partículas afetam desde fenômenos moleculares (tais como a difusão mássica) que ocorrem no interior e/ou entre partículas, até o dimensionamento de uma coluna (seja no aspecto construtivo, como diâmetro e altura útil, seja no aspecto operacional, como a definição de vazão de operação e perda de carga) (CREMASCO, 2012).

Através das análises laboratoriais torna-se possível equacionar diâmetro e volume médio baseado em equações estatísticas representadas pela equação 1 e 2 e ainda determinar a esfericidade através da equação 3.

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     (2)[pic 3]

     (3)[pic 4]

Se todas as partículas usadas em materiais aglomerados fossem esferas perfeitas, a determinação do tamanho das partículas seria uma simples medida de diâmetro. Na prática, entretanto, a maior parte das partículas tem formas que diferem mais ou menos da esfera perfeita, mas, mesmo assim, é desejável medir o tamanho das mesmas (VAN VLACK, 1970).

Para partículas que não são perfeitamente esféricas, a esfericidade pode ser calculada a partir da equação 4, segundo SANTANA (2011). Onde: d1, d2 e d3 obedecem a ordem d3>d2>d1.

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Na caracterização de sólidos granulares, geralmente é lançado mão do método do diâmetro de Sauter, onde utiliza-se peneiramento em série para classificação granulométrica. Para efetuar o cálculo dessas medidas, utiliza-se a equação 5. Sendo, xi a fração de granulados retidos e dpi o diâmetro médio de abertura da peneira.

     (5)[pic 6]

1. OBJETIVOS

Calcular o diâmetro médio, diâmetro de Sauter e esfericidade de materiais específicos empregando técnicas comumente utilizadas no laboratório de engenharia química.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

1. Materiais

Os materiais utilizados na execução do procedimento experimental foram:

- Agitador de peneiras;

- Balança analítica;

- Conjunto de peneiras (#5, #7, #9, #10, #14 e #28);

- Paquímetro;

- Sólidos particulados (6 esfera grandes e 6 esferas pequenas de vidro; 6 sementes de Puxuri; 6 grãos de Milho; 417,73g de Quinoa e 446,81g de Painço).

1. Metodologia

Utilizando-se as esferas de vidro (grandes e pequenas) e com o auxílio do paquímetro mediu-se os diâmetros das respectivas esferas e anotou-se. Então, esses dados foram organizados na tabela 1 como dados de entrada para que determina-se o diâmetro médio no procedimento experimental

Utilizando-se o paquímetro mediu-se os diâmetros d1, d2 e d3, correspondente aos lados menor, intermediário e maior das sementes de Puruxi e dos grãos de milho, os dados obtidos foram organizados na tabela 2, posteriormente utilizados para determinar a esfericidade.

As esferas de vidro assim como as sementes de puruxi e os grãos de milho são mostrados abaixo na figura 1.

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Figura 1: Partículas utilizadas para caracterização

Com auxílio de uma balança analítica, inicialmente pesou-se e anotou-se as massas das peneiras vazias, posteriormente mediu-se e anotou-se a massa de quinoa e, também, as massas dos materiais manipulados. Montou-se uma pilha de peneiras, começando com a base de menor abertura para o topo com maior abertura, de tal forma que a sequência final montada das peneiras, em tyler, tenha sido 28, 14, 10, 9, 7 e 5. Transferiu-se a massa de quinoa para o topo do sistema de peneiras montado e então montou-se o sistema agitador-pilha de peneiras, ligou-se o agitador e o processo manteve-se por cinco minutos. Após o peneiramento, mediu-se e anotou-se as massas das peneiras com as devidas massas de quinoa retidas. O mesmo procedimento foi realizado para a massa de painço. Os dados de quinoa e painço foram organizados como dados de entrada na tabela 3 para que se determina-se o diâmetro de Sauter.