Operaes Unitrias IProf Marco Aurlio Praxedes
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
A L U N A S : A L A N A L U N G , C A R O L I N E M A R Q U E S , C R I S L A I N E A L B E R T O N ,
F E R N A N D A F E R R E I R A E J S S I C A N U N E S .
MISTURA DE SLIDOS
Mistura de Slidos
A mistura deficiente pode acarretar em no uniformidade de textura.
Eficincia depende da escolha certa de misturadores;
Operao industrial freqente;
Moagem prvia das partculas;
Alta demanda de energia;
Consiste, de uma forma simples, na incorporao de uma fase em outra produzindo, atravs de agitao, uma mistura homognea;
Mistura perfeita, ideal
Aquela na qual a probabilidade de encontrar uma partcula de um constituinte em qualquer ponto idntica e cada partcula de um constituinte A est cercada por partculas do outro constituinte B em qualquer ponto do sistema;
a) Reduo em escala de segregao;b) Reduo em intensidade de segregao; c) Combinao de a e b.
Misturas
Problema: Segregao
Quando partculas de diferentes propriedades fsicas, tamanho, densidade, so misturadas, a mistura acompanhada de uma tendncia de no-mistura (dissociar-se dos semelhantes).
Por infiltrao
Partculas grosseiras e finas, as finas se acomodam no fundo porque passam por meio das grosseiras com facilidade (infiltram no sistema);
Por vibrao
Tem liberdade de movimento s para cima e para os lados, ento a partcula maior e mais densa sobe;
Teste e antiaglutinantes.
Teste de segregao
Amostras por empilhamento;
Um caso curioso o que se passa quando se mistura um p solto com um p coesivo.
Excesso de partculas finas no centro durante descarga da
mistura
Mistura de slidos
No possvel obter uma mistura 100% uniforme;
O grau de mistura depende de:
Tamanho das partculas; Forma; Densidade; Coeso; Contedo de umidade; Caractersticas de escoamento; Eficincia do misturador.
Tipos de Operao
Realizada a seco.
mida.
Caractersticas
O processo consome mais energia que a mistura de lquidos e requer moagem prvia do material;
Em geral materiais de mesmo tamanho, forma e densidade formam misturas mais homogneas;
Materiais heterogneos: equilbrio de regies de mistura e regies de no mistura;
Em alguns processos aps um certo tempo cada vez mais difcil obter uma mistura completa do material; as caractersticas de escoamento influenciam o grau e a facilidade da mistura;
durante a mistura pode haver gerao de cargas eltricas: uso de surfactantes ou operao a mido;
alguns materiais tendem a segregar: uso de excipientes.
Foras
As foras que atuam no processo de mistura podem ser:
Inerciais e de acelerao ou;
Gravitacionais.
Trs fatores importantes na mistura de slidos:
Conveco;
Difuso;
Cisalhamento.
Curva de mistura
0 = desvio padro dos slidos segregados (incio)
r = desvio padro dos slidos misturados (final)
Mecanismos de mistura
Mecanismos de mistura:
Conveco;
Difuso;
Cisalhamento;
Mistura pneumtica;
Impacto.
Misturadores de fluxo:
Batelada;
Contnuo.
1 ) PA RA SLIDOS COESIVOS
2 ) PARA SLIDOS DE FLUXO LIVRE
Misturadores
Misturadores para slidos coesivos
Change-can mixer
Kneaders, dispersers e masticators
Continuouskneaders
Mixer-extruder
Mixingrolls
Muller mixer
Pugmills
Change-can mixer
Change-can
Kneaders (amassadeira)
Lminas: Kneaders
Dispersers e Masticators
Continuous kneader
Eixo horizontal Roda lentamente
Fileira de dentes Rasga massa
Misturas leves
Mixer extruder
Mixing rolls
Muller mixer
Pugmills
Misturadores para slidos de fluxo livre
Ribbonblender
Internalscrewmixer
Tumblingmixer
Impactwheels
Ribbon blender
cat
log
o
Internal screw mixer
Misturador pneumtico
Contnuo Batelada
Tumbling mixer V e Y
Tumbling/Tombamento
Tumbling mixer
Cone duplo e tambor rotativo
Tumbling mixer e BIN
Tambor Rotativo e BIN
or
am
ento
Impact wheels
Misturador de Impacto
Misturadores contnuos
Moendas
Helicoidais (como mostrado acima)
Moinho de Bolas
Mistura
Misturadores de tombamento com relao comprimento : largura prximos a 1, tero tempo de mistura mais curto.
Grau de enchimento
Grau de enchimento: o misturador mistura
volume e no peso. A capacidade em peso definida pelo volume e
potncia (kW) do misturador. Quanto maior
a RPM e maior a % de massa viscosa maior ser a
potncia exigida.
P X Helicide
Mistura de Slidos X Mistura de Lquidos
Materiais slidos no
geram misturas
perfeitas o que possvel com
lquidos;
No h fluxo, corrente de
material;
baseado em difuso,
conveco e cisalhamento;
E tudo isso depende do
tipo de misturador e
caractersticas do slido.
Fatores que afetam a escolha do equipamento
Homogeneidade da mistura;
Ingredientes e condies de operao;
Tempo de residncia;
Carga e descarga do slido;
Requerimento em energia;
Limpeza do equipamento;
Capacidade do equipamento;
Design e espao ocupado;
Material de que feito e;
Equipamentos auxiliares.
Aplicaes na Industria de Alimentos
Preparao de suplementos nutricionais;
Produo de achocolatados;
Mistura para bolos e massas;
Mistura para gelatinas;
Aditivao de farinhas de trigo;
Mistura de temperos e corantes;
Produo de massa de po de queijo;
Mistura de gros antes da moagem;
Produo de sopas em p.
Controle de Operao
Estado de desordem global mdia;
Mtodos estatsticos - Disperso Estatstica
Critrio de uniformidade C:
ndice de Uniformidade I (0-1): n = nmero de amostras;
a = proporo mssica de partculas do
material A na batelada;
= mdia das propores.
Incio (segregado)
Final (homogneo)
Grau de Mistura
Grau de mistura (0-1):
0 = desvio padro da amostra no misturada.
= desvio padro da amostra no instante genrico durante a mistura.
u = desvio padro do material completamente misturado.
pequeno
Um pouco maior
Grau de Mistura
M independe do tamanho da amostra;
Partculas de MESMO TAMANHO (Lecey):
N= n total de partculas da batelada
a= proporo mssica de partculas do
material A na batelada
Velocidade de Operao
Tempo para medir grau de mistura;
Ensaio de escala semi-industrial (ou de usina piloto).
N= n total de partculas da batelada;
k= constante que depende da natureza das partculas e da ao fsica do misturador (tabelas).
Casualmente misturado
Grau de Mistura
Partculas de TAMANHOS DIFERENTES (Buslik):
t = tempo da mistura;
c = constante que depende da natureza das partculas e da aofsica do misturador. Sabe-se que em mistura realizadas emtambores rotativos, esta constante depende de algumasvariveis. Cada indstria tem sua tabela material/misturador.
EXERCCIO
Avalie o ndice de uniformidade da mistura e o tempomais adequado para uma planta piloto de produo deachocolatado em p. A mistura contm 50% de acare 50% de achocolatado.
Os dados da tabela abaixo foram obtidos depois de 10 e20min de mistura, sendo coletadas 10 amostrasaleatrias em cada tempo.
a = frao em peso de acar na amostra.
Tabelas
TEMPO 10min
1 0,68
2 0,64
3 0,49
4 0,55
5 0,42
6 0,53
7 0,60
8 0,47
9 0,63
10 0,57
TEMPO 20min
1 0,60
2 0,49
3 0,52
4 0,48
5 0,54
6 0,62
7 0,44
8 0,47
9 0,49
10 0,57
Resposta
Concluso
inegvel a importncia dos misturadores,lembrando que no s na rea dos alimentos, eestudos vem sendo feitos para melhorar essatecnologia, aumento a eficincia do processo.
Obrigada!
PERGUNTAS???
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