wpe1.jpg (9133 bytes)
Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos
EQA 5313 - Operações Unitárias de Transferência de Quantidade de Movimento
Prof. Regina de Fátima Peralta Muniz Moreira

Peneiramento

 

OPERAÇÃO IDEAL
OPERAÇÕES REAIS
EFICIÊNCIA DO PENEIRAMENTO
CÁLCULOS
    QUANTIDADE PRODUZIDA ( Balanço de Massa)
    CALCULO DA EFICIÊNCIA
    DIMENSIONAMENTO DE UMA PENEIRA
EQUIPAMENTOS PARA PENEIRAMENTO

 

PENEIRAMENTO 

        O peneiramento trata da separação de materiais sólidos granulados : É uma operação mecânica.

  image225.gif (1662 bytes)

Uma Peneira : Frações não classificadas
Com + Peneiras : Frações classificadas - A operação passa a se chamar Classificação Granulométrica. 

Objetivo do peneiramento : Separar a alimentação em finos e grossos.

  WB01343_.gif (599 bytes) Voltar

1. OPERAÇÃO IDEAL.

            A maior partícula fina é menor que a menor partícula dos grossos.

        Diâmetro de Corte : Limita o tamanho máximo das partículas da fração fina e o mínimo da fração grossa. As 2 frações obtidas nas operações são frações ideais, representadas por Fi e Gi respectivamente.

        Ex : Curva AF cumulada - Fração ponderal acumulada com tamanhos maiores que os da abcissa correspondente.

image226.gif (2749 bytes)

  As análises granulométricas acumuladas de retidos das frações ideais são :

image227.gif (2105 bytes)

 WB01343_.gif (599 bytes) Voltar

2. OPERAÇÕES REAIS.

Não permitem realizar separações assim tão nítida;.
Algumas partículas maiores que Dc passam pela peneira e se incorporam aos finos, enquanto outras tantas partículas menores do que Dc ficam retidas nos grossos;
As frações reais obtidas são agora representadas por F e G e suas análises granulométricas acumuladas tem o seguinte aspecto :

image228.gif (2402 bytes)

ÞxA, xF, xG representam as frações acumuladas de material maior que Dc em cada um dos materiais A, F e G.

xA : Fração acumulada de grossos Dcna alimentação, que é a fração do peso total de A constituída de partículas maiores que Dc.

xF : Fração acumulada de grossos (>Dc) nos finos F, isto é, a fração do peso total de F que é constituída de partículas maiores que Dc.

xG : Fração acumulada de grossos (>Dc) no produto grosseiro G.

Þ Se o peneiramento fosse ideal : xF = 0 e xG = 1.0

 WB01343_.gif (599 bytes) Voltar

3. EFICIÊNCIA DO PENEIRAMENTO.

Resulta da comparação entre as operações real e ideal. Depende de xA, xF e xG.

- Razões que explicam a retenção de partículas finas nos grossos do peneiramento;
- Aderência do pó às partículas grandes;
- Aglomeração de várias partículas pequena - coesão;
- Várias partículas finas na malha - fluxo grande;
- Malhas irregulares. 

Mecanismo da operação :

- Partículas em movimento paralelo a abertura das malhas;
- Incidência dos sólidos na malha é sempre favorável.
- Passagem dos grossos :
- Irregularidade das malhas;
- Incidência favorável de partículas grossas - Dimensão » Dc;
- Carga excessiva de sólido ( abertura das malhas ). 

WB01343_.gif (599 bytes)Voltar

4. CÁLCULOS.

        Problemas de Engenharia :

a) Cálculo das quantidades das frações produzidas.
b) Cálculo da eficiência do peneiramento.
c) Dimensões das peneiras.

Solução : { PROJETO e OPERAÇÃO }  

4.1. Quantidade Produzida. 

image229.gif (1247 bytes)

xA = Fração de grossos (>Dc) em A.
xF = Fração de grossos (>Dc) em F.
xG = Fração de grossos (>Dc) em G.

Balanço de Massa :

    A.xA = F.xF + G.xG

    A = F + G

    G = A - F

    A.xA = F.xF - F.xG + A.xG

    F.(xF-xG) = A.(xA-xG)
 

image230.gif (1341 bytes)


image231.gif (2444 bytes)
  

image232.gif (1457 bytes)

WB01343_.gif (599 bytes) Voltar

4.2. Eficiência do Peneiramento

        A fração de grossos Dc alimentados à peneira e que chegam finalmente ao produto grosseiro G é uma medida da eficiência de recuperação de grossos (EG).

image233.gif (1978 bytes)
 

image234.gif (1062 bytes)

EF : Eficiência na recuperação de finos.

Por outro lado, a quantidade de finos na alimentação = A.(1-xA); a quantidade que chega à fração fina = F.(1-xF).

 image235.gif (1162 bytes) 

Eficiência (E) : E = EG.EF

image236.gif (1262 bytes)

                    ou

image237.gif (1502 bytes)
 

   Se a operação fosse perfeita :

xG = 1;
xF = 0;
G = A.xA;
F = A.(1-xA);

EG = 1;
EF = 1;
E = 1;

WB01343_.gif (599 bytes)Voltar

4.3. Dimensionamento de Uma Peneira.

          O cálculo da área necessária para realizar um peneiramento é feito com base em dados experimentais de capacidade obtidos em catálogos de fabricantes Þ Fornecem valores de capacidade específica C Þ C em toneladas/ 24 h.m2.mm ( abertura das peneiras Dc ).

image238.gif (1026 bytes)

C = Capacidade específica ( t / 24 h.m2.mm )
A = Alimentação da peneira ( t / h ) 24 – 24 horas/dia

ÞSe o período de funcionamento da peneira for q h em 24 h e a capacidade for A t/h só durante o tempo de operação, então a alimentação diária será q .A e a superfície específica necessária será:

image239.gif (1019 bytes)

            O mais comum é a fábrica funcionar 24 h/dia e a alimentação nominal de A t/h como se funcionasse continuamente, mas seu período real de funcionamento é de apenas q h/dia.
 

1ª Situação :

image240.gif (973 bytes)

Trabalha 24 h Þ A (t/h)
Capacidade nominal = capacidade real

image238.gif (1026 bytes)  

2ª Situação :

image241.gif (1040 bytes)

Trabalha 18 h Þ A (t/h) = capacidade real

image242.gif (1019 bytes) 

3ª Situação :

image243.gif (1000 bytes)

Trabalha 18 h, mas deve fazer o serviço de 24 h
( logo trabalha com uma capacidade nominal de 181 h para suprir todas as de 24 h )
Logo a superfície deverá ser maior para compensar o tempo parado.
 

Na 3ª Terceira Situação :

        Neste caso, a superfície deverá ser maior para compensar as horas de inatividade, podendo ser calculado :

- Capacidade nominal especificada = A ( t/h )
- Capacidade diária desejada = 24A ( t )
- Capacidade real necessária = 24A / q ( t/h )
- Capacidade específica horária : C ( t / 24h.m2.mm ) x Dc ( mm )
                                                    Dc.C / 24 ( t / h. m2 )
- Superfície da peneira :

image244.gif (1466 bytes)

image245.gif (1070 bytes)

- Capacidade nominal ( t/h )
- Capacidade real : 24.A / q

WB01343_.gif (599 bytes) Voltar

5. EQUIPAMENTOS PARA PENEIRAMENTO.

       Na indústriaÞ  # 20 cm a 50 m ( 400 Mesh )
     Menores que 50 m Þ ciclones, câmaras de poeira.

     Peneiras : ferro, latão, aço inox, cobre, seda, plástico, grelhas perfuradas, etc. 

        A área das peneiras depende :

- Vazão de sólidos;
- Tipo de operação;
- Tipo de peneira. 

5.1. Peneiras Estacionárias.

- São mais simples, mais robustas e econômicas.
- Uso restrito para material grosseiro.
- Operação descontínua.

Ex : Telas inclinadas

image246.gif (2504 bytes)

WB01343_.gif (599 bytes) Voltar

5.2. Peneiras Rotativas.

- Tipo mais comum : tambor rotativo.
- Inclinação variando de 5 a 10o.
- C = 3 – 20 t / m2.24h.mm.
- Rotação: 15 rpm

image247.gif (3174 bytes)

 WB01343_.gif (599 bytes) Voltar

5.3. Peneiras Agitadas.

- Agitação provoca a movimentação das partículas sobre a superfície de peneiramento.
- Inclinação : 15o a 20o.
- C = 20 – 80 t / m2.24h.mm.
- Consumo de potência : 0,5 a 1 HP

image248.gif (1584 bytes)

Desvantagens :

- Alto custo de manutenção e de estrutura.
- Problemas de geração de pó.

WB01343_.gif (599 bytes) Voltar

5.4. Peneiras Vibratórias.

Inclinação : 15o a 20o.
C = 50 – 200 t / m2.24h.mm.

 image249.gif (2345 bytes)

WB01343_.gif (599 bytes) Voltar