Operações Unitárias: Sedimentação. Profª. Camila Ortiz Martinez UTFPR Campo Mourão

Transcrição

1 Operações Unitárias: Sedimentação Profª. Camila Ortiz Martinez UTFPR Campo Mourão

2 INTRODUÇÃO A operação unitária de separar pode envolver: separação de alimentos sólidos em sólido: peneiramento separação de um alimento sólido de um líquido (sucos de frutas, pectina) Alimentos = misturas complexas de compostos e a extração é fundamental à preparação de ingredientes ou produtos usados em outros processos: óleos das sementes de mostarda e azeitonas gelatina a partir do tecido conjuntivo recuperação de enzimas

3 INTRODUÇÃO Remoção física de componentes alimentares por separação, concentração ou extração: 3 categorias: Líquidos e sólidos a partir de pastas fluidas: sucos, pectina, amido, enzimas, óleo de cozinha, creme de leite e solúveis de café Pequenas quantidades (<2%) de sólidos em líquidos: água ou clarificação de bebidas Extração de pequenas quantidades de materiais de valor usando solventes

4 INTRODUÇÃO Separações mecânicas: peneiramento, filtr., centr., e sed. Sedimentação (Gravidade) Acelerado: forças centrífugas Filtração (Pressão) Forma de separação depende das características: Sólidos: tamanho, forma e densidade Fluido: viscosidade e densidade

5 SEPARAÇÃO SÓLIDO-LÍQUIDO Os métodos de separação empregados são classificados de acordo com dois critérios: 1) O movimento relativo das fases, sólido se move através... = DECANTAÇÃO ( Concentr. suspensão) líquido se move...= FILTRAÇÃO 2) A força propulsora: gravitacionais, centrífugas, por diferença de pressão

6 A combinação destes critérios conduz à seguinte divisão: 1. Separações por decantação Clarificação Espessamento 2. Flotação 3. Separações centrífugas 4. Filtração

7 SEDIMENTAÇÃO - Decantação Definição: separação de uma suspensão por deposição gravitacional até resultar... A Alturas variam B ([ ] uniforme) < vel. C (não uniforme) D (pesadas, canais) Ponto de sedimentação crítico

8 SEDIMENTAÇÃO Velocidade de decantação: densidades do sólido e do líquido, o diâmetro e a forma das partículas e a viscosidade do meio (temp.) Aumento do tamanho: colóides = repulsão elétrica Floculação: aglomerar as partículas à custa das forças de van Der Waals, dando origem a flocos de maior tamanho. Depende: choque entre as várias partículas que vão formar o floco permaneçam aglomeradas Agitação Floculantes

9 Tipos de floculantes Eletrólitos: neutralizam a dupla camada elétrica existente nas partículas sólidas em suspensão, eliminando a repulsão = flocos com dimensão conveniente Coagulantes: provocam a formação de precipitados gelatinosos (arrastam partículas finas). Os hidróxidos de alumínio e ferro são empregados corretamente na clarificação de águas. O silicato de sódio também é utilizado com frequência. Agentes tensoativos e materiais como o amido, gelatina e cola: decantam arrastando consigo os finos de difícil decantação. Polieletrólitos (polímeros de cadeias longas com um grande número de pontos ativos): as partículas sólidas se fixam, e tb em mais de duas cadeias = flocos A escolha 0,1 a 100 ppm

10 Decantadores para sólidos grosseiros Processo mais simples, batelada ou contínuo O sólido pode ser retirado pelo fundo e o líquido um pouco acima Tipos: Hidroseparador: o mais conhecido é o tanque cilíndrico de fundo cônico e equipado com rastelos que giram lentamente. Ciclone classificador: a alimentação é feita tangencialmente na seção superior cilíndrica do ciclone por meio de uma bomba. Os finos saem pela abertura no topo, enquanto os grossos saem pelo fundo da parte cônica inferior, através de uma válvula de controle.

11 Finos Decantador de rastelos.

12 Decantador helicoidal (calha semi-circular inclinada). Finos

13 Decantadores para sólidos finos Operação descontínua Op. contínua: alim. = remoção Decantadores : Espessadores: produto Clarificadores: prod. Lavagem Descontínuos: tanque retangular ou cilíndrico com saídas laterais que são abertas à medida que o líquido da parte superior clarifica. O lodo é retirado pelo fundo.

14 Contínuo: mais comum é o cone de decantação. O líquido clarificado é recolhido numa canaleta periférica, sendo a lama retirada pela parte inferior por meio de uma bomba ou por gravidade - A descarga desse cone pode ser contínua (ajuste da vazão) ou intermitente. - O ângulo do cone não deve ser maior do que 45º a 60º

15 Decantadores de fundo muito pouco inclinados e munidos de rastelos que conduzem a lama para a saída rastelos são braços (um, dois ou quatro) com paletas inclinadas (1 rotação a cada 5 a 30 minutos) Auxiliam a flotação

16

17 Cada bandeja é ligeiramente inclinada e munida de rastelos presos ao eixo central. Áreas grandes são requeridas

18 Referência Bibliográfica Fellow, P. J. Tecnologia do processamento de alimentos: princípios e prática. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2006.