aula 4 - mistura de solidos
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MISTURA DE SÓLIDOS
As operações de mistura encontram-se frequentemente na indústria em processos que envolvem transformações físicas e químicas
indústria alimentar indústria farmacêutica indústria do papel indústria dos plásticos indústria cerâmica
… mistura de sólidos
característica principal segregação (tendência de as partículas se separarem de acordo com o tamanho e/ou densidade)
a segregação das partículas pode ser causada pela agitação
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1. Quando partículas com o mesmo tamanho, forma e massa específica são misturadas durante um tempo suficiente, obtém-se uma mistura aleatória destas partículas
2. No entanto, em muitos casos as partículas têm tamanho, formas,...diferentes e assim tendem a segregar.
3. As partículas com as mesmas propriedades têm tendência a ficar juntas
4. Mesmo que as partículas estejam inicialmente misturadas, elas separam-se durante a sua manipulação.
A propriedade que origina maior segregação é a diferença de tamanho das partículas.
Quando se verte todas as manhãs a nossa colher de café em pó, as partículas menores tendem a ficar no meio e as maiores a migrarem para a periferia
Segregação de partículas
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segregação em banda resultante da rotação
do pó num cilindro
quando uma mistura de partículas de diferentes dimensões é derramada
sobre um monte, as partículas maiores rolam para
as bordas
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Mistura de partículas sólidas: Mecanismos
Mistura convectiva – este tipo de mistura ocorre quando as várias fracções de sólidos divididos são trazidas em contacto devido a um movimento forçado, de convecção Mistura difusiva - este mecanismo de mistura ocorre quando, por exemplo, é permitido às partículas rolarem por uma superfície inclinada
Mistura por corte – este mecanismo de mistura ocorre nas zonas de escorregamento das partículas
Estes 3 mecanismos são observados em graus variáveis nos diferentes tipos de misturadores
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Misturador horizontal
Os misturadores horizontais são fabricados de acordo com as necessidades do cliente.
Mistura da maioria dos materiais secos, húmidos ou levemente húmidos.
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Misturador em V
O misturador em “V” consiste de duas câmaras cilíndricas montadas em ângulo e girando sobre um eixo horizontal.Os misturadores em “V” são utilizados para homogeneização de pós, incorporação de pequenas quantidades de líquidos em meios sólidos e homogeneização de partículas frágeis que não devem ser desmanchadas.
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Misturador em V
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Grau de mistura
•Um material constituído por partículas não pode atingir a mistura perfeita que é possível com dois fluidos
•Por mais que se misture, nunca se conseguirá a formação de um mosaico uniforme.
•Há uniformidade global, mas não uniformidade
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Grau de mistura
•Numa mistura completamente ao acaso de partículas uniformes distinguíveis:
sr2 = variância para a mistura
p = proporção global de partículas de uma das coresn = número de partículas em cada amostra
•Num material incompletamente misturado s2 será maior•Num material completamente por misturar :
•Grau de mistura:
s
n
ppsr
)1(2
)1(20 pps
220
22
r
o
ss
ssM
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Exemplo
A performance de um misturador de sólidos foi avaliada por cálculos da variância em amostras retiradas em diferentes instantes de mistura. A qualidade foi testada em intervalos de 30s e os dados obtidos foram:
Se o componente analisado representar 20% (em massa) da mistura e se cada amostra removida contiver ~100 partículas, comentar a qualidade da mistura produzida e apresentar os dados num gráfico
Variância da amostra (s2) 0.025 0.006 0.015 0.018 0.019
Tempo de mistura (s) 30 60 90 120 150
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Velocidade da Mistura
X = percentagem das amostras que está não misturada
Efeito da velocidade de rotação do misturador na rapidez de mistura
Grau de mistura
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Outros misturadores
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