Em muitos processos industriais são utilizados pós como matéria
prima. Outras vezes os pós são o produto
final de uma indústria. O manuseio de pós é muito difícil, pois se
re-aglomeram, ficam dispersos pelo ar, são difíceis de transportar. Os pós são
sólidos particulados, e quanto menor a partícula deste sólido, mais difícil seu
manuseio.
Exemplos poderiam ser as
fábricas de farinhas na área alimentícia,
talcos e pós de toilette na área de cosméticos, fabricação de pó de
extintores de incêndio, cimento cal e gesso na área de construção civil, tintas
e pigmentos. Portanto, muitas indústrias tem de manipular pós e particulados.
Uma das maneiras de lidar com
estes pós é a formação de leitos fluidizados. De um modo geral, forma-se um
volume com este sólido particulado, que é normalmente chamado de leito,
acondicionado em um tanque, na maioria das vezes cilíndrico. Por este leito,
fazemos passar um fluido, que pode ser líquido ou gás. Em função do tipo de
sólido, do tipo de fluido, do sentido do fluxo e de diversos outros fatores,
teremos vários tipos de leitos fluidizados, cada um com suas características próprias.
Vamos tomar um filtro de areia
como exemplo, pois nele podemos mostrar três tipos de leitos. Para esclarecer,
um filtro de areia é um cilindro cheio de areia, quase até o alto, por onde
fazemos passar a água para ser filtrada (filtro de piscina).
1 – durante a operação do
filtro, a água entra pelo alto, e a medida que vai passando pelos vãos
existentes entre os grãos de areia, vai deixando as impurezas e sendo filtrada,
até sair pelo lado mais baixo do filtro. Aqui temos um exemplo de leito
fixo, onde as partículas de areia mantém contato entre si e a água
passa pelos vãos existentes entre as partículas.
2 – No processo de
retro-lavagem, executado para desentupir o filtro, passamos água limpa pelo
leito de areia, só que no sentido de baixo para cima, e com uma vazão maior que
a vazão de filtração. Os grãos de areia serão movidos pelo fluxo de água,
fazendo com que as impurezas saiam pela parte superior do filtro e esta água
será descartada. O leito então se
expande, e passa a apresentar um volume maior. Este é o exemplo de um leito
fluidizado, onde as partículas sólidas são separadas, e se movem
aleatóriamente através do fluido.
3 – Devemos controlar a vazão
de água, pois se esta for muito alta, acabará por carregar também os grãos de
areia para fora do filtro, não somente as impurezas retidas. Neste caso dizemos
que temos um leito de jorro, onde as partículas viajam junto com
o fluido.
Embora constituído por um
fluido e sólidos particulados, um leito enquanto fluidizado se comporta como um
líquido, por exemplo:
No projeto de um leito
fluidizado, o projetista se preocupa com vários parâmetros, como por exemplo:
- gradiente de pressão através
do leito
- taxa de expansão do leito
- velocidade de ascensão do
fluido
- proporção diâmetro / altura
do tanque
- tamanho e distribuição do
tamanho das partículas sólidas
- viscosidade do fluido
- fator de forma das
partículas
O projeto do tanque é
essencial para conseguir um leito fluidizado estável, que é quando se mantem a
fluidização com o menor consumo de energia.
O ponto mais importante é a
introdução de forma uniforme do fluido em todo o fundo do tanque.
Para isto se utilizam placas
porosas pois permitem a distribuição do fluido em todo o fundo do tanque, sem
apresentar pontos com velocidades diferentes. Isto é essencial para a
estabilidade do leito fluidizado. Este fluido deve ser introduzido no tanque a
baixa velocidade, e sempre controlada, formando um fluxo ascendente laminar,
com número de Reynolds muito baixo.
A PNEUMOTRONIC é uma empresa
especializada na fabricação de peças em plástico micro-poroso e fabrica placas
porosas para leitos fluidizados desde 1994.
As placas em plástico
micro-poroso para leitos fluidizados são oferecidas em diversos tamanhos, já
cortadas nas dimensões finais, ou então podem ser cortadas com ferramentas
simples, de marcenaria por exemplo.
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| Placas Porosas |
As placas porosas podem ser de
formato redondo, retangular ou quadrado. Um ponto importante é o tamanho médio
do poro (M.P.S.), que deve ser pequeno, para garantir a homogeneidade do fluxo
do fluido. Normalmente o tamanho médio de poro se situa na faixa de 10 microns,
que atende a maioria das aplicações industriais. Em alguns poucos casos o
tamanho médio do poro pode ser aumentado, para oferecer fluxos maiores do
fluido.
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| Placas Porosas redondas |
Cooperou com o artigo:
profa. Ana Silvia Prata
UNICAMP - Enga. Alimentos
