Agitadores

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UFSC – Universidade Federal de Santa Catariana Depto De Eng. Química e de Eng. De Alimentos
EQA 5313 – Turma 645 – Op. Unit. de Quantidade de Movimento

AGITAÇÃO E MISTURA
1 – Mistura de Líquidos – tipos e princípios

Na indústria de processamento de alimentos, muitas operações dependem da agitação e mistura de fluidos. Usualmente a agitação refere-se ao movimento induzido em um fluido pormeios mecânicos em um recipiente. O fluido pode circular no recipiente ou apresentar outro padrão de fluxo. A mistura está normalmente relacionada a duas ou mais fases inicialmente separadas que são aleatoriamente distribuídas dentro ou através uma da outra. Para ilustrar esta diferença temos como exemplo, um tanque contendo água fria que pode ser agitado para trocar calor com uma serpentina, masnão pode ser misturado até que algum outro material seja adicionado a ele como, por exemplo, partículas de algum sólido. Desta forma, entende-se que os processos de agitação diferem dos processos de mistura, uma vez que ao tratarmos de agitação iremos considerar uma única fase e nos processos de mistura consideraremos que os componentes se apresentam em duas ou mais fases. Nestes processos amistura resultante podem ainda ser classificada como: - Homogênea: gás-gás, líquido-líquido (miscível); - Heterogênea: sólido-líquido. A agitação dos fluidos não implica necessariamente numa distribuição homogênea dos fluidos ou partículas, isto é, com agitação, a mistura pode não ser conseguida. As propriedades mais importantes dos materiais, que podem influenciar a facilidade da mistura para fluidose sólidos são indicadas a seguir. Fluidos: viscosidade, massa específica, relação entre as massas específicas e miscibilidade; Sólidos: finura, massa específica, relação entre as massas específicas, forma, aderência e molhabilidade.
2 - Agitação de Líquidos: Os líquidos são agitados com vários propósitos, dentre os principais têm-se: - suspensão de partículas sólidas; - mistura de líquidosmiscíveis (água e álcool metílico); - dispersão de um gás através de um líquido na forma de pequenas bolhas;

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- dispersão de um líquido em um outro imiscível, para a formação de emulsão ou suspensão de gotículas muito finas; - transferência de calor entre líquido e superfície aquecida, tal como serpentina, camisa de aquecimento, etc. 3 - Equipamento de Agitação: Os líquidos são agitados emtanques ou vasos, geralmente cilíndricos e com um eixo vertical. As proporções do tanque variam muito, dependendo da natureza da agitação.

Figura 1 – Vaso típico de um processo de agitação (McCabe, 2001)


Características: - Tanques cilíndricos verticais, abertos ou fechados para o ar; - Base do tanque arredondada, para evitar regiões mortas ou cantos; - Altura do líquido = diâmetro do tanque; -Agitador na parte superior; - Caixa de engrenagem para redução de velocidade (nem sempre necessária). Acessórios: - Local para termômetro; - Entrada/saída; - Serpentina ou camisa de aquecimento ou resfriamento; - Agitadores fazem o líquido circular através do vaso; - Chicanas são usadas para reduzir o movimento tangencial.



• Agitadores: São dividido em duas classes: fluxo axial e fluxoradial. - Fluxo axial: correntes paralelas ao eixo do agitador; - Fluxo radial: correntes tangenciais ou na direção perpendicular ao eixo do agitador.

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Os três principais tipos de agitadores para líquidos de viscosidade baixa a moderada são: propulsores, pás e turbinas. Para líquidos muito viscosos, os mais usados são os propulsores tipo hélice e os agitadores âncora.

Figura 2 –Propulsores para líquidos. (McCabe, 1985) (a) Propulsor marinho de três pás, (b) turbina de pá fina aberta, (c) turbina de disco, (d) turbina vertical de pás curvas


Agitadores tipo Propulsores (Figura 2-a): - Empregado quando se deseja correntes verticais intensas. Ex: manter sólidos em suspensão; - Fluxo axial; - Agitadores de alta velocidade para líquidos de baixa viscosidade; - Pequenos: 1150 ou...
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