Operações Unitárias e Caracterização de Partículas

Operações unitárias são operações físicas comuns a inúmeros processos industriais. São pertinentes aos processos separativos que dependem apenas da diferença de propriedades físicas e não do comportamento químico.

CLASSIFICAÇÃO

Quanto à finalidade: limpeza, seleção, classificação, eliminação e branqueamento.

Quanto à conservação: esterilização, pasteurização, congelamento, refrigeração, evaporação, secagem, fermentação, irradiação.

Quanto à separação: filtragem, cristalização, sedimentação, centrifugação, adsorção, absorção, extração.

OPERAÇÕES DE SEPARAÇÃO COM PARTÍCULAS SÓLIDAS: Mecanismo de transferência de quantidade de movimento (sedimentação gravimétrica, sedimentação centrífuga, filtração, ciclagem, elutriação, peneiramento).

OBJETIVO: evitar desperdício de materiais de alto valor agregado e para controle de poluição nos mais diversos ambientes (ESTUDO DA TRAJETÓRIA DA PARTÍCULA).

CARACTERIZAÇÃO DE PARTÍCULAS: Fundamental para o estudo de sistemas particulados, pois são regidos pela interação partícula-partícula, partícula-fluido.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS de uma partícula inchada: Afetam fenômenos moleculares (difusão mássica) que ocorrem no interior e/ou entre partículas (tamanho, forma).

EXEMPLOS de tecnologias em que se encontram particulados sólidos:

• ADSORÇÃO: separação de moléculas de um fluido através da sua fixação em sólidos adsorventes.
• CICLONE: separação de sólidos de tamanhos distintos por meio da ação centrífuga.
• ELUTRIAÇÃO: separação de partículas sólidas a partir da diferença de diâmetro e massa específica.
• FILTRAÇÃO: separação de particulados por diferença no tamanho entre a partícula e os poros ou interstícios do meio filtrante.
• FLOCULANTE: aglomeração de material coloidal e em suspensão após coagulação.
• SECAGEM: remoção de um solvente volátil contido no meio sólido por meio da ação do calor.
• SEDIMENTAÇÃO: processo de separação de partículas por meio de uma deposição do material.

PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS: porosidade, tamanho e distribuição dos poros, área superficial e massa específica.

POROSIDADE: medida da fração de espaços vazios de uma partícula ou de um aglomerado de partícula. MATERIAL POROSO: massa rígida gerada da compressão de um pó -> espaço entre as partículas do pó são chamados de volume de vazios.

MASSA ESPECÍFICA: massa de um material pelo volume ocupado por ele.

ÁREA ESPECÍFICA SUPERFICIAL: fundamento de transferência de massa ou calor, pois está associada à água disponível para a troca de energia ou matéria.

TAMANHO DA PARTÍCULA

PENEIRAMENTO: faz-se passar uma quantidade de material através de uma série de peneiras e depois, faz-se a pesagem da massa retida em cada peneira. -> técnica utilizada para partícula com diâmetro médio superior a 75 micra.

SISTEMA TYLER: permite a classificação conforme a abertura da peneira. Sólidos grosseiros - abaixo de 4# (>4750µm), Finos- de 4 a 48# (300-4750µm) Ultrafinos- de 48 a 400# (38-300µm)

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA: Distribuição estática de tamanhos é expressa em função da frequência relativa das partículas que detém certo diâmetro. No peneiramento a frequência é dada em função da massa. Pode-se usar também fração cumulativa de partículas que possuem diâmetro maior que um valor médio de partículas.

Operações unitárias são operações físicas comuns a inúmeros processos industriais. São pertinentes aos processos separativos que dependem apenas da diferença de propriedades físicas e não do comportamento químico.

CLASSIFICAÇÃO

Quanto à finalidade: limpeza, seleção, classificação, eliminação e branqueamento.

Quanto à conservação: esterilização, pasteurização, congelamento, refrigeração, evaporação, secagem, fermentação, irradiação.

Quanto à separação: filtragem, cristalização, sedimentação, centrifugação, adsorção, absorção, extração.

OPERAÇÕES DE SEPARAÇÃO COM PARTÍCULAS SÓLIDAS: Mecanismo de transferência de quantidade de movimento (sedimentação gravimétrica, sedimentação centrífuga, filtração, ciclagem, elutriação, peneiramento).

OBJETIVO: evitar desperdício de materiais de alto valor agregado e para controle de poluição nos mais diversos ambientes (ESTUDO DA TRAJETÓRIA DA PARTÍCULA).

CARACTERIZAÇÃO DE PARTÍCULAS: Fundamental para o estudo de sistemas particulados, pois são regidos pela interação partícula-partícula, partícula-fluido.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS de uma partícula inchada: Afetam fenômenos moleculares (difusão mássica) que ocorrem no interior e/ou entre partículas (tamanho, forma).

EXEMPLOS de tecnologias em que se encontram particulados sólidos:

• ADSORÇÃO: separação de moléculas de um fluido através da sua fixação em sólidos adsorventes.
• CICLONE: separação de sólidos de tamanhos distintos por meio da ação centrífuga.
• ELUTRIAÇÃO: separação de partículas sólidas a partir da diferença de diâmetro e massa específica.
• FILTRAÇÃO: separação de particulados por diferença no tamanho entre a partícula e os poros ou interstícios do meio filtrante.
• FLOCULANTE: aglomeração de material coloidal e em suspensão após coagulação.
• SECAGEM: remoção de um solvente volátil contido no meio sólido por meio da ação do calor.
• SEDIMENTAÇÃO: processo de separação de partículas por meio de uma deposição do material.

PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS: porosidade, tamanho e distribuição dos poros, área superficial e massa específica.

POROSIDADE: medida da fração de espaços vazios de uma partícula ou de um aglomerado de partícula. MATERIAL POROSO: massa rígida gerada da compressão de um pó -> espaço entre as partículas do pó são chamados de volume de vazios.

MASSA ESPECÍFICA: massa de um material pelo volume ocupado por ele.

ÁREA ESPECÍFICA SUPERFICIAL: fundamento de transferência de massa ou calor, pois está associada à água disponível para a troca de energia ou matéria.

TAMANHO DA PARTÍCULA

PENEIRAMENTO: faz-se passar uma quantidade de material através de uma série de peneiras e depois, faz-se a pesagem da massa retida em cada peneira. -> técnica utilizada para partícula com diâmetro médio superior a 75 micra.

SISTEMA TYLER: permite a classificação conforme a abertura da peneira. Sólidos grosseiros - abaixo de 4# (>4750µm), Finos- de 4 a 48# (300-4750µm) Ultrafinos- de 48 a 400# (38-300µm)

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA: Distribuição estática de tamanhos é expressa em função da frequência relativa das partículas que detém certo diâmetro. No peneiramento a frequência é dada em função da massa. Pode-se usar também fração cumulativa de partículas que possuem diâmetro maior que um valor médio de partículas.