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9) Fragmentação de Sólidos
9.1 Porque reduzir o tamanho dos sólidos?
Na indústria química, a redução de porções de sólidos é realizada, normalmente, com a finalidade de :
aumentar a super�cie de contato, porque, na maior parte das reações que envolvem par�culas sólidas, a velocidade é diretamente proporcional à área de contato.
as propriedades de um material podem ser consideravelmente influenciadas pelo tamanho das par�culas. Por exemplo, a rea�vidade química de par�culas finas é maior que a de par�culas grossas e a cor e o poder de reves�mento de um pigmento são consideravelmente afetados pelo tamanho das par�culas.
consegue-se uma mistura muito mais ín�ma dos sólidos se o tamanho das par�culas for pequenos.
9,2Quais são as Formas de fragmentar um sólido
As mais u�lizadas são 4:
- Cortar
- Quebrar
- Ralar
- Comprimir
Quais os fatos do co�diano que nos lembram estes 4 �pos?
- Cortar - Faca
- Quebrar – Martelo
- Ralar – Ralador, lixa
- Comprimir – Quebrador de nozes
9.3 Caracterís�ca importantes do Sólido
Dureza: A dureza afeta o consumo de energia e o desgaste da máquina. Com materiais duros e abrasivos é necessário usar uma máquina de baixa velocidade e proteger o apoio das poeiras abrasivas que se produzem. Nesse caso recomenda-se lubrificação sob pressão.
Na escala de Mohs dispõem-se materiais por ordem de dureza crescente. Os quatro primeiros materiais da escala de Mohs são considerados macios e os demais duros.
Estrutura
Os materiais granulares normais (carvão, minérios, rochas) podem ser triturados com o emprego de forças de compressão, impacto etc. Para materiais fibrosos é necessário efetuar uma ação de rompimento.
Umidade
Materiais com 5 a 50% de umidade tendem a aglu�nar-se e a formar bolos. A moagem pode realizar-se sa�sfatoriamente em geral fora destes limites.
Resistência ao esmagamento
A potência necessária para o esmagamento é quase diretamente proporcional à resistência do material ao esmagamento.
Friabilidade
É a propriedade que têm certas substâncias de se par�rem com facilidade, reduzindo-se a fragmentos.
Friabilidade é a tendência do material a fraturar-se durante o manuseio normal. Em geral, um material cristalino quebra ao longo dos planos bem definidos e a potência necessária para isto aumenta à medida que o tamanho da par�cula diminuí.
Empastamento
Um material pastoso tende a entupir o equipamento de moagem e, por isso, deve ser moído em uma instalação que possa rapidamente limpa.
Tendência ao escorregamento
É um reflexo do valor do coeficiente de atrito da super�cie de material. Se o coeficiente de atrito for baixo, o esmagamento é mais di�cil de ser levado a cabo.
Materiais explosivos
Devem ser moídos a úmido ou na presença de uma atmosfera inerte. Materiais que produzam poeiras prejudiciais à saúde devem ser moídos sob condições tais que impeçam o escape de pó.
CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA
Granulometria é o termo usado para caracterizar o tamanho das par�culas de um material
Dis�nguem-se pelo tamanho cinco �pos de sólidos par�culados:
- Pós : par�culas de 1 μm até 0,5 mm (1 μm = 10-6^ m) - Sólidos Granulares : par�culas de 0,5 a 10 mm
- Blocos Pequenos : 1 a 5 cm
- Blocos Médios : 5 a 15 cm
- Blocos Grandes : > 15 cm
Densidade (ρ)
Permite classificar os sólidos nas seguintes classes
- Leves (ρ<500 kg/m^3 ) = serragem, turfa, coque
- Intermédios (550<ρ<1000 kg/m 3 ) = produtos agrícolas
- Médios (1000 ≦ ρ ≦ 2000 kg/m 3 ) = areia, minérios
Muito Pesados (ρ > 2000 kg/m 3 ) = minérios de ferro ou chumbo
Fragilidade
Mede-se pela facilidade à fratura por impacto. Muitas vezes não tem relação com a dureza. Os plás�cos são moles, mas não são frágeis.
Aspereza
Determina a maior ou menor dificuldade de escorregamento das par�culas.
Porosidade (ε)
É a propriedade que mais influencia as demais propriedades do conjunto (leito poroso)
9.4 Redução de Tamanho
O que é?
Os termos redução de tamanho, moagem, ou cominuição, referem-se a todas as técnicas pelas quais materiais sólidos são cortados ou quebrados em pedaços menores, independentemente dos diferentes propósitos da redução. Blocos de minérios são esmagados a tamanhos apropriados, materiais sinté�cos são moídos e transformados em pós, folhas de plás�cos são cortadas em pequenos cubos.
9.5 Maneiras de reduzir o tamanho de uma par�cula.
Os principais equipamentos usados são:
Britadores
Moinhos
Redução Primária
A moagem primária aplica-se diretamente ao material minerado, ou a qualquer outro material grosseiro e consiste de uma ou varias etapas de aplicação de pressão ou de impacto sobre o material com tamanho de par�cula adequado para ser alimentado a um equipamento de moagem primaria. O tamanho máximo difere substancialmente com o equipamento empregado, e o produto ob�do possui comumente cerca de 10mm.
9.6 Tipos de Britadores
Historicamente podemos afirmar que a fragmentação de rochas e uma a�vidade que vem sendo desenvolvida pelo homem desde as épocas mais remotas. A conformação de rochas e a fabricação de cimento possivelmente foram às primeiras a�vidades da engenharia.
Os primeiros britadores que se assemelhavam com os da atualidade foram os chamados “stamp mills” e as máquinas para trabalho pesado para moagem de milho na fabricação de farinha.
Na atualidade os principais equipamentos de britagem são:
- Britadores de Mandíbulas;
- Britadores Giratórios;
- Britadores Cônicos.
Britagem
A Britagem é o primeiro processo de fragmentação.
O número de estágios de britagem é definido pela granulometria da entrada e pela qualidade do produto final
O controle mais preciso do tamanho e forma dos fragmentos aumenta nos estágios secundário, terciário e quaternário (produção de areia)
O processo de britagem é muito ineficiente, sendo responsável por boa parte da energia consumida no beneficiamento mineral
Britadores móveis permitem maior flexibilidade e diminuem o trafego dentro da mina.
9.6.1 Britador Giratório
9.6.2 Britador Giratório
Os britadores giratórios possuem um elemento central, ver�cal, rota�vo em forma de
cone, operando numa câmara aberta. A cabeça de moagem na forma de um cone truncado
está montada num eixo ver�cal excêntrico. O espaço entre o cone e a parede da câmara
decresce gradualmente. O material a ser moído é alimentado no topo. Quando o britador é
acionado o cone gira em torno de seu eixo. O material é comprimido entre o cone móvel e o
cone fixo.
A relação de moagem situa-se entre e 3 e 1
9.6.3 Britador Primário
9.6.4 Britador Giratório
9.6.5 Britador de Mandíbula
Britador de Mandíbula
Operam sob o princípio de compressão.
O material é comprimido entre uma super�cie fixa e outra móvel.
As duas mandíbulas formam uma câmara na forma de V, larga na parte superior, e estreita na parte baixa. A moagem se dá nesta câmara.
A mandíbula móvel está fixa em um ponto, e é acionado por um excêntrico.
A carga a ser moída é introduzida no topo, a mandíbula móvel se afasta e a carga desce. No movimento de retorno a mandíbula comprime o material e resulta a moagem.
No próximo movimento de abertura das mandíbulas o material moído desce para uma abertura mais estreita e o ciclo se repete.
A abertura máxima determina o tamanho máximo de par�cula que
pode ser admi�do, enquanto que a mínima relaciona-se com o tamanho do produto.
A razão de moagem de um britador de mandíbulas varia entre 3 e 7.
Capacidade de 1 a 60 t/h.
suporte do rotor. A máquina incorpora um mecanismo de auto-segurança na parte posterior que expulsa objetos que possam entrar na cavidade de impacto.
9.7 Britagem secundária
Na Britagem secundária o material é transformado em pós finos levados até a ordem de alguns micra, ou até a nanômetros, atualmente necessários à nanotecnologia
9.7.1 Obje�vos da Moagem
- A redução pode facilitar a extração do cons�tuinte desejado, con�do em uma estrutura composta, como por exemplo, na obtenção de farinha a par�r de grãos de trigo e o açúcar a par�r da cana de açúcar.
- A redução pode ser uma necessidade específica do produto, com por exemplo, na elaboração de açúcar para melados, na preparação de chocolate.
- Uma diminuição do tamanho da par�cula de uma massa de sólido conduz a um aumento da super�cie do sólido, ajudando na velocidade de alguns processos:
- a) tempo de secagem de sólidos úmidos se reduz muito, aumentando sua área superficial
- b) a velocidade de extração de um soluto desejado cresce aumentando a área de contato entre o sólido e o dissolvente
- c) tempo necessário para certas operações - fornada, escaldamento, etc. - se pode reduzir cortando, triturando as substâncias subme�das ao processo.
- Uma mistura homogênea é mais fácil de ser ob�da quando as par�culas são menores, essa é uma consideração importante na elaboração de sopas embaladas, misturas doces, etc.
9.7.2 Forças Princípio Equipamento
- Compressão - Rolos Trituradores
- Impacto - Moinho de Martelos
- Cisalhamento Esmagamento - Moinho de Discos
9.7.3 Onde se usa as forças
- As forças de compressão são u�lizadas para ruptura grosseira de produtos duros.
- As forças de impacto podem ser consideradas como forças para uso geral, empregadas para moagem fina, média e grossa de uma grande variedade de produtos alimen�cios.
- As forças de cisalhamento são u�lizadas extensamente em equipamentos para a trituração de substâncias brandas não abrasivas em tamanhos mais pequenos, por exemplo, a moagem fina.
9.8 Moinhos de Rolos
- Neste equipamento, dois ou mais rolos pesados, giram em sen�dos opostos.
- As par�culas da carga são presas e arrastadas entre os rolos , sofrendo uma força de compressão que as tritura.
- Quando a força de cisalhamento é necessária , os rolos podem girar a diferentes velocidades.
- As relações de redução de tamanho para estes equipamentos é pequena, normalmente inferior a 5.
- O diâmetro dos rolos, sua velocidade e o espaço entre um e outro podem variar para adaptá-los ao tamanho da matéria inicial e a velocidade de produção desejada.
9.9 Moinho de Martelo
- Consiste em um eixo giratório de grande velocidade com um colar de martelos na periferia.
- As cabeças dos martelos movem-se seguindo uma trajetória circular dentro de uma armadura, esta contendo um prato de ruptura endurecido.
- A alimentação processa-se pela zona de ação onde os martelos a empurram contra o prato de ruptura.
- A redução e tamanho é produzida principalmente por força de impacto, porém algumas vezes dependendo das condições de alimentação as forças de cisalhamento podem atuar.
- Os moinhos de martelo podem ser considerados como moinhos para uso geral, já que são capazes de triturar sólidos cristalinos duros, produtos fibrosos, substâncias vegetais, produtos untosos.
9.10 Moinho de disco
- Os moinhos que u�lizam forças de cisalhamento para redução de tamanhos cumprem um papel primordial no moagem fina, que tem larga u�lização nas indústrias.
São divididos em :
- Moinhos de disco único
- Moinhos de disco duplo
9.10.1 Moinho de disco único
- Neste equipamento a alimentação passa por uma divisão estreita, que existe entre um disco estriado que gira e alta velocidade e a armadura estacionária do moinho.
- Como conseqüência da intensa ação cisalhante se produz a trituração da carga.
- As bolas resvalam entre si, produzindo o cisalhamento da matéria prima.
- Esta combinação de forças de impacto e cisalhamento produz uma redução de tamanha muito efe�va.
- O tamanho das bolas é de 2 -15 cm.
- As bolas pequenas proporcionam mais pontos de contato, por outro lado as bolas maiores produzem maior impacto.
Como em todos os moinhos as super�cies se desgastam podendo contaminar os produtos, deve -se estar alerta para este problema.
9.12 Moinhos de Barras
- Em elos são acopladas as bolas através de barras de aço.
- As forças de impacto e fricção cumprem seu papel, porém o efeito das de impacto é menos pronunciado.
- Recomenda-se u�lizar moinhos de barras para substâncias untosas, nas quais as bolas podem ficar aderidas quando a massa da carga se formar, acarretando uma perda de eficiência.
- As barras têm a largura do moinho e como estão ligados a bolas, ocupam a metade do volume do moinho
10. Pulverizadores
10.1 Conceitos
O que é pulverizar?
Pulverizar é reduzir um corpo em pequenos fragmentos, borrifar em gotas.
O que é pulverizador?
Pulverizador é todo equipamento capaz de produzir gotas, em função de uma determinada pressão exercida sobre a calda.
10.2 Como fazer uma boa pulverização?
O sucesso de uma boa pulverização depende de:
1º- Bom pulverizador,
2º- Bom produto químico,
3º- Operador treinado,
4º- Boa qualidade de água, pH ideal e
5º- Condições de tempo favoráveis
1º - BOM PULVERIZADOR
Todos os movimentos de abertura, fechamento e regulagem da altura das barras, o operador realiza acionando os comandos, que estão ao alcance das mãos.
TANQUE DE DEFENSIVO - O tanque de defensivo moldado em polie�leno de
alta resistência com protetor contra os raios ultra-violeta, um tratamento que traz longa vida ao material do tanque. À frente, instalado de forma independente está o tanque de água limpa, que permite ao operador, fazer a lavagem do tanque na própria lavoura.
Sem contato com defensivo: Dessa forma todo o residual é esgotado na própria lavoura pelo sistema de escoamento rápido, sem o menor contato do operador com o residual de produto químico, evitando riscos, seja no contato com outros trabalhadores, animais, ou com o meio ambiente.
FILTRO DE DEFENSIVO - Filtro com registro de válvula (fecho rápido), facilita a manutenção do próprio filtro e do circuito de defensivo.
BOMBA DE PISTÕES - Dividida em duas partes: mecânica e hidráulica, com lubrificação a banho de óleo, camisas de cerâmica e fácil manutenção.
COMANDO MASTERFLOW - Esse comando mantém o volume de pulverização constante, mesmo com variações de velocidade do trator na mesma marcha, tem quatro opções de acionamento.
ACIONAMENTO DO MASTERFLOW - O comando pode ser acionado através de alavancas (comum), à cabo, elétrico ou elétro-eletrônico.
Comando a Cabo - Um conjunto de alavancas, bem ao lado do operador permite realizar todas as operações. Abertura e fechamento das barras, regulagem do ângulo de pulverização. Abertura e fechamento do comando de pulverização e controle da pulverização em toda a barra ou por segmento de barra.
Comando Elétrico - O comando elétrico tem um painel com chaves que comandam todas as operações. Esse sistema se adapta muito bem as condições de tratores com cabina fechada.
Comando Elétro-eletrônico - O comando elétro-eletrônico, além de proporcionar agilidade, controla a pulverização, o controlador eletrônico da pulverização que também fornece informações sobre a aplicação. É um computador de bordo que informa, tempo de pulverização, área tratada, volume da calda em litros por hectare e ainda dados parciais e totais sobre a pulverização. Permite variações de velocidade, troca de marcha e mantém o volume de pulverização constante. Todo o processo de acionamento está bem às mãos do operador. É esse conceito de comandos que oferece maior segurança e conforto ao operador.
Regulagem do ângulo de pulverização - O mecanismo permite que o operador faça o
direcionamento da aplicação de acordo com o vento, e o resultado é a diminuição da deriva. A
angulação da pulverização também melhora a penetração de defensivo na planta. De acordo
com a velocidade e sen�do do vento, o operador não precisa interromper a aplicação e com
na aplicação dos defensivos.
A Água Dura não produz espuma com sabões, porque os sais orgânicos de sódio que cons�tuem os sabões reagem com os sais de cálcio (da água), produzindo precipitação de palmitato de cálcio, o qual não possui ação detergente.
As unidades que se usam para exprimir as analisem de água são Partes Por Milhão (ppm).
4º - Qualidade da água e a deficiência dos defensivos
Dureza - usualmente expressa em termos de sais de cálcio e magnésio dissolvidos e expresso em equivalentes de carbonato de cálcio (CaCo 3 ).
Água Dura - São águas naturais ricas em sais de cálcio e magnésio (bicarbonatos, sulfatos, etc.).
pH Ideal (pH - Potencial Hidrogênico)
0 pH da água varia em cada fonte e algumas são ricas em minerais. Água com valor em
pH 3 a 9, nessas condições de acidez ou alcalinidade pode influenciar na a�vidade biológica
dos defensivos agrícolas: Herbicidas, Dessecantes, Desfolhantes, Inse�cidas, Fungicidas, Acaricidas, Mosqui�cidas, Carrapa�cidas e Reguladores de Crescimento Vegetal. A maioria dos produtos químicos u�lizados nos controles de ervas daninhas, pragas, doenças, quando veiculados em água com pH alcalino pode sofrer instabilidade e paralisam ou reduzem o processo químico por hidrólise alcalina.
Ocorre dai uma redução de horas ou minutos na vida ú�l do defensivo agrícola
Também água com matéria orgânica, barro, cristais de areia e elementos minerais como
Ferro, Zinco, Alumínio, Cálcio, Magnésio, etc., provocam uma reação nos defensivos agrícolas, reduzindo a sua eficácia.
Temperatura alta, inversões térmicas, também influem no pH da água.
O ideal e que o agricultor colete uma amostra e mande analisá-la. Existem várias formas
de conhecer o pH da água: Com �ras de papel tornassol, com reagente químico. Mas o ideal e
com um bom pHmetro eletrônico.
Cada defensivo agrícola requer um pH IDEAL para que possa render toda a sua
potencialidade, dando melhor resultado e economia.
Ex: A maioria dos dessecantes e desfolhantes requer o pH da água de 3 - 4.
5º - CONDIÇÕES DE TEMPO FAVORÁVEIS
Vento inferior a 10 km/h (pulverizadores sem cor�na de ar), temperatura ambiente entre 7
a 30 graus e umidade rela�va do ar superior a 50%.
Divisão
Podemos dividir em 5 grupos de máquinas;
1- Pulverizadores costais; manuais e motorizados
2- Pulverizadores de barras: 3 pontos, �po carreta e automotriz
3- Turbo atomizadores: 3 pontos e �po carreta
4- Atomizadores canhão de ar: 3 pontos
5- Pulverizadores com enroladores de mangueiras (EM) e pistolas (2p): 3 pontos e �po carreta
11.Troca térmica (Aquecimento, resfriamento, secagem)
11.1 AQUECEDOR A GÁS
Tipo ver�cal de piso, confeccionado com vaso interno em chapa de COBRE eletrolí�co, reforçado externamente em chapa de aço carbono 1010/1020, e com sistema de isolamento entre as chapas para evitar a corrosão sob contato "crevice contact". O isolamento é feito com manta térmica com espessura 2" e o acabamento externo em chapa de alumínio STUCCO natural. Aparelho fornecido com uma serpen�na confeccionada com tubos de cobre interligada ao vaso interno por termo sifão para agilizar a recuperação da água quente. Fornecido com queimadores atmosféricos para GLP/GN, não produzem chama, aquecem com raios infra vermelhos. Controlado por:
Válvula de gás Unitrol e termopar com chama piloto;
Programador de chama, válvulas solenóides, termostato digital, eletrodos de ignição e ionização, sem chama piloto.
11.2 Como funciona um aquecedor solar para piscina?
O sistema de aquecimento solar para piscina é composto de coletores solares, tubulações de interligação entre os coletores e a piscina, uma motobomba, controlador e capa térmica.
É especificamente projetado para captar os raios do sol e transferir seu calor para aquecer a água que circula em seu interior. A circulação da água entre os coletores e a piscina, que funciona como reservatório, é feita através de uma motobomba, que é acionada automa�camente pelo controlador diferencial de temperatura.
Para minimizar as perdas de calor para o ambiente é necessária a u�lização de capa térmica sempre que a mesma es�ver fora do uso.
Dimensionamento do sistema de aquecimento solar
temperaturas. Possui 2 queimadores providos de válvulas para funcionamento individual.
O Chapéu espalhador de calor faz a distribuição por igual num raio de 360º.
Funciona com bo�jão 13 Kg, instalado num compar�mento na própria estrutura do aquecedor. Um cilindro de alojamento com tampa basculante, dobradiças e fecho rápido para troca de bo�jão.
Sapatas de apoio no piso, alças e rodízios para facilitar o transporte e manuseio. Regulador de pressão de gás com registro de fechamento rápido.
11.5 AQUECEDOR ELÉTRICO
O aquecedor elétrico SÃO projetados de acordo com as normas ASME e ABNT. Os equipamentos des�nam-se a atender as mais variadas aplicações, onde se faz necessário rapidez e eficiência no fornecimento de água quente e economia no consumo de energia em ambientes comerciais, residências e indústrias. Confeccionado com vaso interno em chapa de cobre eletrolí�co, reforçado externamente em chapa de aço carbono 1010/1020, com sistema de isolamento entre as chapas para evitar a corrosão sob contato "crevice contact". Isolado com manta térmica com espessura de 2" e o acabamento externo em chapa de alumínio STUCCO.
Equipamento completo, fornecido com sistema de aquecimento composto de resistência elétrica tubular blindada em cobre com potência variável conforme volume, monofásico ou trifásico, termostato com escala de ajuste de 20° à 80°C e válvula de segurança regulada e testada em fábrica. Testes com pressão de 6kg/cm², trabalha com pressão de 4kg/cm², atende a todas as normas de segurança vigentes no país.
11. 6 AQUECEDOR A LENHA
Geradora de água quente a LENHA de aquecimento indireto modelo LPC, �po ver�cal de piso, confeccionada com vaso interno em chapa de aço ASTM A-285-Gr C, tubos trocadores de calor em aço ASTM-A-178-A, fornalha ampla com porta e an� porta corta fogo, grelha e fornalha refrigerados a água, cinzeiro e saída de gases com damper de regulagem. O isolamento térmico feito com manta térmica com espessura de 2" e acabamento externo em chapa de alumínio STUCCO natural. Aparelho completo fornecido com termômetro angular com visor Ø 4", trocador de calor confeccionado com serpen�nas em tubos de cobre (�po Banho Maria) por onde circula a água da piscina
11.7 SISTEMA CONJUGADO
O sistema Conjugado é o equipamento mais RÁPIDO e ECONÔMICO em geração de água quente para pequeno e grande volume de água. Tanque interno em COBRE, garan�ndo grande durabilidade, podendo ser acoplado com qualquer �po de aquecedor de passagem, equipado com sistema de automação digital, e bombas de úl�ma geração.
