Operações com Partículas Sólidas

Na indústria química (em sentido lato) as partículas sólidas são uma presença quase constante, seja ao nível das matérias-primas (correntes de alimentação) ou dos produtos (efluentes incluídos).

Seguem-se alguns exemplos de processos de fabrico ou indústrias, envolvendo partículas sólidas:

• Produção de polímeros (PVC, Polietileno, poliestireno, poliuretanos, etc.);
• Produção de cimento;
• Produção de materiais cerâmicos;
• Produção de fertilizantes;
• Indústria alimentar;
• Indústria farmacêutica;
• Indústria cosmética, etc.

Assim, existem Processos de Separação vocacionados para lidar com a separação das partículas sólidas (fase dispersa) da fase contínua. Muitas vezes, esses mesmos processos, também se podem adaptar à separação de duas fases líquidas de densidades diferentes, uma das quais constitui a fase dispersa.

As operações de separação de partículas sólidas têm subjacente o mecanismo de transferência de quantidade de movimento. É o caso, por exemplo, das operações de:

• Sedimentação gravítica;
• Sedimentação centrífuga;
• Filtração;
• Ciclonagem;
• Elutriação;
• Peneiração, etc.

No caso da operação de Cristalização (a qual também se inclui no grupo das operações com partículas sólidas) o mecanismo subjacente é, simultaneamente, o da transferência de massa e de quantidade de movimento. Nesta operação partimos, normalmente, de uma fase líquida, e as partículas sólidas formam-se durante a operação, passando para a fase sólida essencialmente um dos componentes da mistura inicial.

Neste portal, no que se refere às Operações com Partículas Sólidas, abordaremos apenas, tendo em atenção a sua importância, a operação de Cristalização.

Existem ainda outras operações com partículas sólidas que não cabem no campo das operações de separação, como sejam a moagem e a mistura.

Um aspecto comum a todas as operações com partículas sólidas é o de que, devido ao facto das partículas a separar nunca serem todas iguais (existe uma distribuição de tamanhos das partículas na alimentação), o rendimento da operação nunca é 100% (há partículas maiores que se separam mais facilmente e outras, mais pequenas, que não conseguimos retirar à alimentação). Este facto leva-nos à necessidade de definirmos o Diâmetro de Corte da separação (ver Figura), para o qual é efectuado o projecto (diâmetro para o qual 50% das partículas são separadas da alimentação).

Figura 1: Curvas de eficiência e diâmetro de corte.

Figura 2: Tanque de tratamento de efluentes, sedimentação gravítica (ETAR) (Fonte: Wikipedia)

Figura 3: Representação esquemática de um ciclone. (Fonte: Wikipedia)

Figura 4: Hidrociclone (cedida por Mozley- Natco Group).

Figura 5: Pormenores de hidrociclones (KREBS).

Figura 6: Bateria de hidrociclones (cedida por Mozley- Natco Group).