Oepracoe unitarias 1

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UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina Depto De Eng. Química e de Eng. De Alimentos EQA 5313 – Turma 645 – Op. Unit. de Quantidade de Movimento OPERAÇÕES DE SEPARAÇÃO SÓLIDO-LÍQUIDO A etapa de separação sólido-líquido está entre as operações unitárias mais importantes que hoje são empregadas em indústrias químicas, têxteis, farmacêuticas, no beneficiamento de minério, bem como noprocessamento de alimentos, tratamento de água e resíduos, entre outras, pois muitos dos produtos industriais são suspensões de sólidos em líquidos. Existem dois critérios de classificação dos métodos de separação: a) Quanto ao movimento relativo das fases: Decantação: onde o sólido se move através do líquido em repouso. Esta pode ser subdividida de acordo com a concentração da suspensão. A clarificação delíquidos envolve suspensões diluídas e tem como objetivo obter a fase líquida com um mínimo de sólidos. O espessamento de suspensões visa obter os sólidos com um mínimo de líquido, partindo de suspensões concentradas. Filtração: operação na qual o líquido se move através da fase sólida estacionária. b) Quanto a força propulsora As operações são gravitacionais, centrífugas, por diferença depressão ou eletromagnéticas. Então, com a combinação destes critérios, tem-se a seguinte divisão: 1. Separação por decantação - Clarificação de líquidos - Espessamento de suspensões - Lavagem de sólidos 2. Decantação invertida (Flotação) 3. Separação centrífuga 4. Filtração Separação por Decantação (Sedimentação Gravitacional) Definida como o movimento de partículas no seio de uma fase fluida, provocadopela ação da gravidade. Geralmente as partículas sólidas são mais densas que o fluido. O caso em particular que será estudado é o

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de partículas sólidas que decantam através de uma fase líquida, apesar de haver decantação de sólidos ou líquidos em gases. A decantação pode ter como objetivo a clarificação do líquido, o espessamento da suspensão ou ainda a lavagem dos sólidos. Clarificaçãodo líquido: tem-se inicialmente uma suspensão com baixa concentração de sólidos para obter um líquido com um mínimo de sólidos. Espessamento da suspensão: inicialmente se tem uma suspensão concentrada para obter os sólidos com uma quantidade mínima possível de líquido. Geralmente tem a finalidade de reduzir o tamanho de filtros ou de centrífugas. Um decantador pode funcionar como clarificador ouespessador. Lavagem dos sólidos: é a passagem da fase sólida de um líquido para outro, para lavá-la sem filtrar (operação mais dispendiosa). Esse processo pode ser realizado em colunas onde a suspensão alimentada pelo topo é tratada com um líquido de lavagem introduzido pela base. A decantação das partículas sólidas realiza-se em suspensão de concentração praticamente constante. Porém são operaçõesinstáveis, pois existem escoamentos preferenciais intensos causados pelas diferenças locais de concentração. Uma alternativa é utilizar decantadores em série operando em contracorrente. Tipos de Decantação A decantação pode ser livre ou retardada. No primeiro tipo as partículas encontram-se bem afastadas das paredes do recipiente e a distância entre cada partícula é suficiente para garantir queuma não interfira na outra. Segundo Taggart, para que a sedimentação seja “livre” o número de colisões entre as partículas não pode ser exagerado, portanto pode-se ter sedimentação livre em suspensões concentradas. A decantação retardada ou ainda decantação com interferência ocorre quando as partículas estão muito próximas umas das outras, sendo muito freqüente o número de colisões. De um modo geralos fatores que controlam a velocidade de decantação do sólido através do meio resistente são: - as densidades do sólido e do líquido; - o diâmetro e a forma das partículas; - a viscosidade do fluido. A viscosidade do fluido é influenciada pela temperatura, logo, dentro de certos limites, é possível aumentar a velocidade de decantação através do aumento da temperatura. Porém, o diâmetro e as...
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