OPERAÇÕES UNITÁRIAS EXPERIMENTAL 1: GRANULOMÉTRICA. Prof. Dr. Félix Monteiro Pereira

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1 OPERAÇÕES UNITÁRIAS EXPERIMENTAL 1: REDUÇÃO DE TAMANHO E ANÁLISE GRANULOMÉTRICA Prof. Dr. Félix Monteiro Pereira

2 REDUÇÃO DE TAMANHO REDUÇÃO DE TAMANHO: TODAS AS FORMAS EM QUE AS PARTÍCULAS DE SÓLIDOS SÃO ROMPIDAS EM OUTRAS MENORES CRITÉRIOS DE DESINTEGRAÇÃO MECÂNICA: APARELHOS TÍPICOS: BRITADORES E OS MOINHOS UM BRITADOR OU UM MOINHO IDEAL DEVE: (1) POSSUIR GRANDE CAPACIDADE; (2) REQUERER UMA POTÊNCIA PEQUENA POR UNIDADE DE PRODUTO; (3) FORNECER UM PRODUTO COM UM TAMANHO ÚNICO OU COM UMA DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DESEJADA

3 REDUÇÃO DE TAMANHO CARACTERÍSTICAS DOS PRODUTOS DESINTEGRADOS MECANICAMENTE OBJETIVO: PRODUZIR PARTÍCULAS PEQUENAS A PARTIR DE OUTRAS MAIORES (MAIOR SUPERFÍCIE, FORMATO DESEJADO, REDUZIR O TAMANHO E PRODUZIR UM GRANDE NÚMERO DE PRODUTOS COMINUÍDOS A PARTIR UMA MATÉRIA PRIMA MAIOR). RENDIMENTO ENERGÉTICO DA OPERAÇÃO: É MEDIDA PELA NOVA SUPERFÍCIE CRIADA DURANTE A REDUÇÃO DE TAMANHO. DIFERENÇA ENTRE BRITADORES E MOINHOS IDEAIS E REAIS: REAIS NÃO SE OBTÉM UM PRODUTO UNIFORME (O PRODUTO SEMPRE SERÁ FORMADO POR UMA MISTURA DE PARTÍCULAS CUJA GRANULOLOMETRIA VARIA DESDE UM MÁXIMO ATÉ UM MÍNIMO SUBMICROSCÓPICO).

4 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: I. BRITADORES A. BRITADORES DE MANDÍBULAS.

5 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: I. BRITADORES B. BRITADORES GIRATÓRIOS.

6 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: I. BRITADORES C. BRITADORES DE ROLOS. Outros vídeos: Pneus Vidros

7 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: II. MOINHOS A. MOINHOS DE MARTELOS E MOINHOS DE IMPACTO Moinho de martelos para madeira, biomassa e alimentação animal

8 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: II. MOINHOS B. MOINHOS GIRATÓRIOS DE COMPRESSÃO (EX: MOINHOS DE ROLOS)

9 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: II. MOINHOS C. MOINHOS DE FRICÇÃO Outros vídeos (Fricção pigmento) Moinho Hoover Muller (Fricção) Moinho de disco

10 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: II. MOINHOS D. MOINHOS GIRATÓRIOS (DE BOLAS, DE PEDRAS, DE BARRAS, DE TUBOS...)

11 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: II. MOINHOS E. MOINHOS DE ULTRAFINOS MARTELOS COM CLASSIFICAÇÃO INTERNA

12 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: II. MOINHOS E. MOINHOS DE ULTRAFINOS MOINHOS QUE UTILIZAM A ENERGIA DE UM FLUIDO

13 REDUÇÃO DE TAMANHO EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA REDUÇÃO DE TAMANHO AS PRINCIPAIS MÁQUINAS UTILIZADAS NA REDUÇÃO DE TAMANHO SÃO: III. MÁQUINAS CORTADORAS CORTADORAS DE MACHADOS, DE QUADRADOS E DE TIRAS, etc... Valmart Automao Industrial SC700 Automatizada ART XR4800 CNC Router Cutting 105mm Closed Cell Foam Cortadora a Laser Multi procesadora, industrial, cortadora, ralladora y cubicadora GS10 de Kronen

14 REDUÇÃO DE TAMANHO OPERAÇÃO EM CIRCUITO ABERTO E EM CIRCUITO FECHADO Aberto Se o produto não está no tamanho desejado, retorna-se todo o produto ao moinho; Fechado Procede-se a uma classificação de tamanho e apenas as particulas maiores que o tamanho desejado retornam ao processo de redução de tamanho.

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17 REDUÇÃO DE TAMANHO Se W for dado em HP, C em ton/h, D em cm e Wi em kwh/ton; então k = 0,134

18 REDUÇÃO DE TAMANHO

19 PENEIRAÇÃO PROPRIEDADES DE SÓLIDOS PARTICULADOS PROPRIEDADES DOS SÓLIDOS PARTICULADOS: FUNDAMENTAL PARA O ESTUDO DE VÁRIAS OPERAÇÕES UNITÁRIAS COMO FRAGMENTAÇÃO, SEPARAÇÃO MECÂNICA, PENEIRAÇÃO, ETC. DUAS CATEGORIAS: AS QUE SÓ DEPENDEM DA NATUREZA DAS PARTÍCULAS (FORMA, DUREZA, DENSIDADE, ETC.) E AS QUE SE ASSOCIAM A TODO O SISTEMA (ÁREA ESPECÍFICA = ÁREA/MASSA). CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA ESPECIFICAÇÃO FINURA DESEJADA, CÁLCULO DA ENERGIA NECESSÁRIA PARA REALIZAR UMA OPERAÇÃO DE FRAGMENTAÇÃO TAMANHO DAS PARTÍCULAS DO MATERIAL OUTRAS CARACTERÍSTICAS DO PRODUTO MOÍDO GRANULOMETRIA E GEOMETRIA DAS PARTÍCULAS QUE O CONSTITUEM TIPOS DE SÓLIDOS PARTICULADOS (PELO TAMANHO): - pós: partículas de 1 μm até 0,5 mm; - sólidos granulares: de 0,5mm a 10mm; - blocos pequenos: partículas de 1 a 5 cm; - blocos médios: partículas de 5 a 15 cm; - blocos grandes: partículas maiores que 15 cm;

20 PENEIRAÇÃO MATERIAIS COM PARTÍCULAS UNIFORMES PARTÍCULAS DOS MATERIAIS SÃO TODAS IGUAIS DETERMINAÇÃO DO NÚMERO, VOLUME E SUPERFÍCIE ESPECÍFICA É BASTANTE SIMPLES TAMANHO DEFINIDO PELA DIMENSÃO LINEAR DE MAIOR IMPORTÂNCIA (DIÂMETRO PARA ESFERAS E ARESTA PARA UM CUBO) OBTENÇÃO DO TAMANHO DA PARTÍCULA DIRETAMENTE OU COM AUXÍLIO DE UM MICROSCÓPIO, POR PENEIRAÇÃO, CENTRIFUGAÇÃO, ETC.

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32 BALANÇO MATERIAL F, D e B SÃO OS FLUXOS (OU MASSA) DE MATERIAL QUE ALIMENTA A PENEIRA, QUE SAI PELA FRAÇÃO GROSSA E QUE SAI PELA FRAÇÃO FINA. x F, x D e x B SÃO AS FRAÇÕES MÁSSICAS DE PARTÍCULAS MAIORES QUE A ABERTURA DA PENEIRA EM F, D E B. GLOBAL F=D+B EM RELAÇÃO À QUANTIDADE DE MATERIAL COM TAMANHO MAIOR QUE A ABERTURA DA PENEIRA: F x F, =D x D +B x B

33 BALANÇO MATERIAL GLOBAL F=D+B EM RELAÇÃO À QUANTIDADE DE MATERIAL COM TAMANHO MAIOR QUE A ABERTURA DA PENEIRA: F x F, =D x D +B x B EFICIÊNCIA DA PENEIRA (FRAÇÃO GROSSA) E D = Dx D /(Fx F ) EFICIÊNCIA DA PENEIRA (FRAÇÃO FINA) E B = B (1-x B )/[F(1-x F )] EFICIÊNCIA GLOBAL E = E D E B =... = (x F -x B ) (x D -x F ) x D (1-x B ) (x D -x B )² (1-x F ) x F

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38 e) GLOBAL F=D+B BALANÇO MATERIAL Dados: F=10 ton/h x F =0,08+0,05=0,13 x D =0,10+0,16=0,26 x B =0+0=0 Respostas: e) D=5 ton/h B=5 ton/h f) ED=1=100% EB=0,575=57,5% E=0,575=57,5% g) Teórica h) B=8,7 ton/h D=1,3 ton/h EM RELAÇÃO À QUANTIDADE DE MATERIAL COM TAMANHO MAIOR QUE A ABERTURA DA PENEIRA: F x F, =D x D +B x B EFICIÊNCIA DA PENEIRA (FRAÇÃO GROSSA) E D = Dx D /(Fx F ) EFICIÊNCIA DA PENEIRA (FRAÇÃO FINA) E B = B (1-x B )/[F(1-x F )] EFICIÊNCIA GLOBAL E = E D E B =... = (x F -x B ) (x D -x F ) x D (1-x B ) (x D -x B )² (1-x F ) x F