Operações de Separação Mecânica - Aula 1

OPERAÇÕES UNITÁRIAS II Engenharia Química 2S2023 Aula 1 Prof Me Marcelo Ferreira email marceloferreiraumcbr OPERAÇÕES DE SEPARAÇÃO MECÂNICA Objetivos Separação de sólidos diferentes classificaçãoseparação de sólidos de natureza relativamente homogênea mas constituído de partículas de granulometria variada em frações com partículas mais ou menos uniformes Separação de partículas sólidas ou gotículas de líquidos presentes em correntes gasosas Separação de partículas sólidas presentes em uma suspensão e separações do tipo líquidolíquido OPERAÇÕES DE SEPARAÇÃO MECÂNICA Observações Em relação ao tamanho da partícula a ser separada quanto maior for o tamanho da partícula mais fácil será a sua separação e mais simples será o equipamento por outro lado quanto menor for a partícula mais difícil será a sua separação e mais complexo será o equipamento OPERAÇÕES DE SEPARAÇÃO MECÂNICA Em relação à força propulsora de separação Separação sólidogás Separação sólidolíquido Força propulsora Equipamento Força propulsora Equipamento Gravidade Câmaras gravitacionais Gravidade Decantadores Filtros gravitacionais Centrífuga Ciclones Centrífuga Centrífugas elétrica Separadores eletrostáticos Pressão positiva Filtros prensa Pressão negativa vácuo Filtros rotativos à vácuo SEPARAÇÕES SÓLIDO LÍQUIDO Muitos produtos industriais são suspensões de sólidos em líquidos sendo necessário separar as fases para isolar o produto seja ele o sólido ou o líquido Os métodos de separação usados são classificados de acordo com dois critérios 1º O movimento relativo das fases Decantação sedimentação Clarificação Espessamento Filtração 2º A força propulsora As operações serão gravitacionais centrífugas por diferença de pressão ou eletromagnéticas SEPARAÇÕES SÓLIDO LÍQUIDO A combinação destes critérios conduz à seguinte divisão 1 Separação por decantação sedimentação Clarificação Espessamento Lavagem 2 Decantação invertida flotação 3 Separações centrífugas 4 Filtração Separação de partículas sólidas ou gotas de correntes fluidas líquidas ou gasosas ação da gravidade SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL A separação das partículas acontece pela diferença de velocidade de sedimentação das várias partículas em função de suas diferenças de tamanho ou de densidade Objetivos 1 Separação de partículas Partículas são deliberadamente suspensas no fluido com o intuito de separar em tamanho eou densidade CLASSIFICADORES SEDIMENTAÇÃO 2 Remoção de partículas de uma corrente para eliminar contaminantes CLARIFICADORES ESPESSADORES SEDIMENTAÇÃO Suspensão pouco concentrada em sólidos Objetiva produção de líquido limpo Ex tratamento de água CLARIFICAÇÃO Suspensão com alta concentração de sólidos Objetiva concentração do sólido lodo ou lama espessada Ex tratamento de minérios tratamento de efluentes ESPESSAMENTO SEDIMENTAÇÃO 1 DESCONTÍNUOS batelada Tanques cilíndricos onde a suspensão repousa até que se obtenha a separação desejada Uso industrial restrito Comum em escala laboratorial ESTUDO DADOS PARA O DIMENSIONAMENTO DE SEDIMENTADORES CONTÍNUOS 2 CONTÍNUOS Usualmente tanques rasos de grande diâmetro eou comprimento 25 m h 35 m e 10 m D 100 m Fundo cônico Dotados de raspadores ou rastelos para remoção da camada de lodo ou lama formada Equipamentos podem ser classificados de acordo com o regime de operação SEDIMENTAÇÃO SEDIMENTAÇÃO Clarificadores SEDIMENTAÇÃO Clarificadores SEDIMENTAÇÃO Espessadores SEDIMENTAÇÃO Espessadores SEDIMENTAÇÃO Fatores que afetam a velocidade de sedimentação Propriedades do material densidade tamanho e forma a ser decantado Propriedades do fluido densidade e viscosidade do meio Suspensões com sólidos muito finos tempo de sedimentação elevado geralmente é vantajoso aumentar o tamanho das partículas antes da sedimentaçãofloculação SEDIMENTAÇÃO Floculação consiste em aglomerar as partículas aumentando o tamanho Depende basicamente de dois fatores 1 Probabilidade de ocorrer choque entre as partículas 2 Probabilidade de após a colisão as partículas permanecerem aglomeradas Assim a agitação nesta etapa deve ser branda para favorecer os choques e não desagregar os flocos já formados SEDIMENTAÇÃO continuação Agentes utilizados Eletrólitos neutralizar cargas Coagulantes formam precipitados gelatinosos Polieletrólitos polímeros de cadeia longa com grande número de pontos ativos Agentes tensoativos Escolha do agente experimentalmente jar test Suspensões contendo sólidos muito finos da ordem de mm tempo de sedimentação gravitacional será demasiado inviável Usual aumento do tamanho das partículas antes da sedimentação FLOCULAÇÃO Adição de compostos eletrólitos coagulantes polieletrólitos que permitem a aglomeração das partículas SEDIMENTAÇÃO Seleção das condições de floculação JAR TEST httpwwwsplaborcombrblogjartest2aparelhojartesteoensaiodefloculacaosaibamais SEDIMENTAÇÃO