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http://tecalim.vila.bol.com.br
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Tipos de Bombas, Notas de estudo de Engenharia Mecânica
TRANSPORTE DE PRODUTOS BOMBAS CENTRÍFUGAS E ROTATIVAS NO PROCESSO DE ALIMENTOS
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
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TRANSPORTE DE PRODUTOS
BOMBAS CENTRÍFUGAS E ROTATIVAS
NO PROCESSO DE ALIMENTOS
OPERAÇÕES EM PROCESSAMENTO DE ALIMENTOS
2010
http://tecalim.vila.bol.com.br 2010
C O N T E Ú D O
- INTRODUÇÃO
- BOMBA CENTRÍFUGA
- BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
- BOMBA DE PISTÃO
- BOMBA DE PALHETA
- BOMBA DE ENGRENAGEM
- BOMBA DE LÓBULO
- BOMBA DE PARAFUSO OU FUSOS
- BOMBA DE DIAFRAGMA
- BOMBA HELICOIDAL
- BOMBAS DE AR – COMPRESSORES
- COMPRESSOR DE AR DE PARAFUSO
- COMPRESSOR DE AR DE PALHETA
Figura-1: Bomba Centrífuga e Tipos de Rotores
As bombas centrífugas também podem ser do tipo auto-escorvante, que se caracteriza por sua capacidade em succionar produtos líquidos com grande quantidade de ar envolvido. Isto é possível neste tipo de bomba pois possui o seu rotor aberto, com um canal lateral ao longo de todo o perímetro do rotor. Com a rotação da bomba, o produto que esta na carcaça é forçado a entrar nesse canal, criando um anal de selagem e fazendo o produto entrar em suas lâminas, criando o efeito sucção para a transferência do produto. Este tipo de bomba é bastante utilizado para: ovo líquido, cremes, molhos, glicerina, e também em sistemas CIP.
BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
São divididas em bombas rotativas e bombas recíprocas. As características das bombas de deslocamento positivo é que para cada rotação (rotativa) ou pulsação (recíproca), uma quantidade de produto é deslocado independentemente da altura monométrica total. As bombas de deslocamento positivo são indicadas em casos onde se requer vazão constante independente de variação da carga sobre a bomba e também onde o volume deve ser medido com precisão. A descarga é proporcional à velocidade do propulsor da bomba. São em geral empregadas para líquidos de grande viscosidade como: maionese, molho de mostarda, ketchup, extrato de tomate, etc. Os principais modelos mais utilizados são:
BOMBA DE PISTÃO
Neste tipo de bomba, o eixo motor possui dois exéntricos C defasado de 180^0 que movimentam cada qual, um tambor contendo um êmbolo A que se desloca num pino rotativo P articulado (figura-2). Ao girar o tambor, o êmbolo oscila ora
subindo, ora baixando, funcionando desta forma como uma válvula de controle do produto que esteja sendo transportado, da boca de aspiração até a boca de recalque da bomba.
Figura-2: Bomba de Pistão e seu funcionamento
BOMBA DE PALHETA
As bombas de palheta produzem uma ação de bombeamento fazendo com que as palhetas acompanhem o contorno de um anel ou carcaça. O mecanismo de bombeamento de uma bomba de palheta consiste de: rotor, palhetas, anel e uma placa de orifício com aberturas de entrada e saída. O rotor de uma bomba de palheta suporta as palhetas e é ligado a um eixo que é conectado a um acionador principal. À medida que o rotor é girado, as palhetas são expulsas por inércia e acompanham o contorno do cilindro (o anel não gira). Quando as palhetas fazem contato com o anel, é formada uma vedação positiva entre o topo da palheta e o anel. A figura-3 mostra um esquema deste tipo de bomba.
Figura-3: Esquema de funcionamento de Bomba de Palheta
Figura-5: Bomba de Lóbulo e o processo de funcionamento
BOMBA DE PARAFUSO OU FUSOS
Numa carcaça são dispostos 2 ou mais fusos sem fim. O fuso central, com rosca à direita, é accionado por meio de um eixo e transmite o movimento de rotação aos dois fusos externos, com rosca à esquerda (figura-6). Desta maneira, formam-se câmaras fechadas entre fusos externos, a carcaça e o fuso central, cujo volume não se altera, mas desloca-se continuamente com a rotação dos fusos da conexão de sucção (azul), até ao lado da pressão (vermelho). Assim se obtém um fluxo constante continuo, e sem pulsações do fluido.
Figura-6: Bomba de Parafuso ou Fusos
BOMBA DE DIAFRAGMA
As bombas de diafragma pneumática (necessita de ar comprimido para o seu funcionamento), funcionam pela ação de um diafragma que são membranas de borracha resistente e de grande flexibilidade (figura-7). Este tipo de bomba oferece a vantagem de não haver contato com o produto que está sendo bombeado e o sistema de acionamento, o que elimina o risco de vazamento e incorporação de ar no produto. A desvantagem é que a sua capacidade manométrica é limitada não atingindo grande altura na elevação do produto. Mesma assim é bastante utilizada no transporte de produtos com viscosidade não
ENTRADA DO PRODUTO
SAÍDA DO PRODUTO
LÓBULO
SAÍDA ENTRADA
ROTOR PARAFUSO OU FUSO
muito elevada como: maionese, xaropes de açúcar, molhos de tomate, cremes, polpas de frutas.
Figura-7: Esquema de Bomba de Diafragma
BOMBA HELICOIDAL
Bombas Helicoidais, constam de um estator de borracha cuja parte interna tem a forma de um parafuso de duas entradas (hélice dupla) com passo elevado e grande profundidade de rosca. O rotor é um parafuso simples (helicóides), cujo o passo é metade do passo da rosca do estator. O rotor gira em torno de seu eixo principal e com este, forçosamente em torno do eixo do estator, realizando-se um movimento exéntrico deslizante com ação mecânica. Deste modo, os espaços que se formam entre a parte interna do estator e o rotor deslocam-se axialmente e de forma contínua com o movimento do rotor, da boca de aspiração para a de recalque, sem que haja modificações em sua forma nem em seu volume (figura-8).
Figura-8: Bomba Helicoidal e o Esquema de Funcionamento
A e B são os Diafragma
São vários os modelos de compressores dependendo do tipo de produto a ser transportado: Compressores de palheta e de parafuso são os mais empregados para o transporte pneumático de produto.
COMPRESSOR DE AR DE PARAFUSO
Os compressores de ar de parafuso são utilizados para fornecer ar sob alta pressão para várias aplicações diferentes. Nesse projeto, dois rotores encadeados giram em direções opostas dentro de um encapsulamento. No lado de sucção do compressor, o ar é puxado para dentro da abertura de sucção do encapsulamento e para dentro da cavidade entre a parede do encapsulamento e os dois rotores. Conforme os rotores giram em direções opostas, a cavidade aumenta de tamanho e se move para frente, puxando mais ar, até que cavidade tenha passado pela abertura de sucção no encapsulamento. Nesse ponto, a cavidade começa a diminuir de tamanho à medida que se move para frente no compressor. Conforme a cavidade atinge o lado de descarga do compressor, o ar comprimido é descarregado através da abertura de descarga no encapsulamento. A função dos rolamentos em um compressor de parafuso é proporcionar um posicionamento radial e axial preciso dos rotores e apoiar a carga sobre os rotores (figura-10).
Figura-10: Compressor de Ar de Parafuso
COMPRESSOR DE PALHETA
O compressor de palhetas possui um rotor ou tambor central que gira excentricamente em relação à carcaça, conforme mostra a figura-11 abaixo. Esse tambor possui rasgos radiais que se prolongam por todo o seu comprimento e nos quais são inseridas palhetas retangulares, conforme é mostrado no detalhe da figuras abaixo. Quando o tambor gira, as palhetas deslocam-se radialmente sob a ação da força centrífuga e se mantêm em contato com a carcaça. 0 gás penetra pela abertura de sucção e ocupa os espaços definidos entre as palhetas. Novamente observando a figura acima, podemos notar que, devido à excentricidade do rotor e às posições das aberturas de sucção e descarga, os espaços constituídos entre as palhetas vão se reduzindo de modo a provocar a
PARAFUSO DUPLO PARAFUSO SIMPLES
compressão progressiva do gás. A variação do volume contido entre duas palhetas vizinhas, desde o fim da admissão até o início da descarga, define, em função da natureza do gás e das trocas térmicas, uma relação de compressão interna fixa para a máquina. Assim, a pressão do gás no momento em que é aberta a comunicação com a descarga poderá ser diferente da pressão reinante nessa região. 0 equilíbrio é, no entanto, quase instantaneamente atingido e o gás descarregado.
Figura-11: Compressor de Palheta
O fluxograma da figura-12 mostra um descarregamento de açúcar líquido pelo processo pneumático. Um compressor opera descarregando do caminhão e outro compressor opera enviando produto a linha de processamento.
Figura-12: Fluxograma de descarregamento pneumático de produto
ROTOR
1 - compressor 2-filtro 3-aeração 4-válvula 5-compressor
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