A TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS

Bruna Vanessa Nienkoetter Leite – RA: 1911562

UTFPR – CAMPUS TOLEDO - TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS

5o período - OPERAÇÕES UNITÁRIAS - Profa Viviane Lobo

Estudo Dirigido – Fragmentação Sólidos

Aulas dos dias 12 a 14 de abril – entregar até 03/05

Utilizando o site da BIBLIOTEC da UTFPR, busquem informações em diferentes livros disponíveis online.

1) Qual é a importância da fragmentação de sólidos para a indústria química? Quais são suas aplicações industriais?

É uma operação unitária que tem como objetivo reduzir o tamanho dos fragmentos de determiando material, seja ela materia prima ou produto final. Pode ter omo finalidade aumentar a superficie, diminuir o tamanho dos grânulos  para separar dois ou mais constituintes, modificar propriedades de um material ou obter uma mistura mais íntima entre dois sólidos.

2) Quais são os objetivos de se fragmentar um sólido para a indústria?

Obtenção de material com dimensões que permita o seu manuseio; Ex: Farinha de trigo e Cereais. Aumentar a área externa das partículas de uma mistura de sólidos para facilitar processos com reação química; Aumentar a velocidade de extração (maior contato entre o solvente e o sólido; Promover a especificação em termos de granulometria de um produto final para consumo. Facilitar o processo de mistura de diversos materiais sólidos; Separar dois constituintes.

3) Quais são os mecanismos de redução de tamanho de sólido industrialmente? Quais são seus principais equipamentos e utilizações?

Os mecanismos são compressão, impacto, atrito (abrasão) e corte/dilaceramento. Os principais equipamentos são as britadeiras, que fragmentam partículas de tamanho grande e médio, trituradores para partículas de tamanho médio e os moinhos para a redução de partículas médias e pós finos.

4) Quais são as principais propriedades do sólido que devem ser consideradas para a sua fragmentação?

As propriedades mais importantes alem da dimensão, sao: Dureza, afeta o consumo de energia e desgaste da máquina de baixa velocidade. A estrutura, os materiais granulados normais podem ser triturados eficientemente om o uso de forças normais, já para materiais fribosos é necessários efetuar uma ação de rompimento. O conteúdo de umidade alguns materiais não fluem bem se tiverem umidade entre 5 e 50%. A resistênia ao Esmagamento, potência necessária para o esmagamento ou quase da partícula. Friabilidade, é a tendência a fraturar durante o manuseamento normal. Empastamento, material pegajoso tenderá a entupir o equipamento de moagem. Tendência para escorregamento (fluidez).

5) Quais são as leis a serem consideradas na fragmentação de um sólido? Explique cada uma e como considerá-las no processo.

Duas leis empíricas, a de Rittiger e a de Kick.

Rittiger: deduz que a moagem é feita por cizalhamento, considerando uma partícula com diâmetro D1, e fator de forma λ1 (área de superfície da partícula/área de superfície de uma esfera com o mesmo volume), que é moída até o diâmetro D2. Se N for o número de partículas formadas a partir da partícula original, a superfície externa adicional produzida pela moagem dessa partícula será:

.[pic 1]

Kick pode ser deduzida na análise de tensões durante as deformações do sólido no regime eslástico. A equação pode ser integrada para n=1 entre os limites D1 e D2 (diâmetros médios inicial e final) resultando na equação de energia consumida por unidade de massa.

[pic 2]

sendo que K depende do britador e do material.

Se C é a capacidade do britador, e a relação (D1/D2) = m a energia total consumida numa hora será dada pela expressão:

[pic 3]

6) Dê exemplo industrial da aplicação da fragmentação de um sólido e seu equipamento.