UNIVERSIDADE FEDERAL DE SO JOO DEL-REICAMPUS ALTO PARAOPEBA

RELATRIO DE AULA PRTICAANLISE GRANULOMTRICA E PENEIRAMENTOAlexandre R Vieira de Souza 0945005-0Flvia Aparecida Arajo 0945008-4Jos Luiz de Souza 104500024Thas G. Vieira do Nascimento 104500060

Relatrio apresentado ao curso de Engenharia Qumica na disciplina de Laboratrio de Engenharia Qumica do prof. Dr. Jos Luiz Vieira Neto.

Ouro Branco - MGAbril/2012Contedo

1.INTRODUO22.FUNDAMENTAO TERICA33.METODOLOGIA EXPERIMENTAL73.1.Materiais73.2.Instrumentos73.3.Procedimento experimental74.RESULTADOS E DISCUSSO85.CONCLUSO146.REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS15

1. INTRODUO

O conhecimento das propriedades dos slidos particulados fundamental para o estudo de muitas operaes unitrias como a fragmentao, o peneiramento, a fluidizao, a mistura, o armazenamento, as separaes mecnicas, o escoamento de fluidos atravs de leitos granulares e a adsoro. [1]De todas as formas e tamanhos em que podem ser encontrados os slidos, a mais importante, do ponto de vista da Engenharia, so as partculas pequenas. necessrio conhecer as caractersticas dos slidos em forma de partculas para desenhar os processos e os equipamentos em que intervm tais slidos. [3]A anlise granulomtrica da amostra de partculas slidas obtida classicamente atravs de um conjunto de peneiras compreende a determinao do tamanho das mesmas, bem como da freqncia com que ocorrem em uma determinada classe ou faixa de tamanho. O peneiramento , muito possivelmente, o mtodo de anlise mais freqentemente usado, pois o equipamento, o procedimento analtico e os conceitos bsicos so enganadoramente simples. Na peneirao as partculas encontram uma srie de aberturas iguais que constituem uma seqncia de gabaritos do tipo passa/no passa. [2]A necessidade de separar slidos prende-se a duas finalidades: Dividir o slido granular em fraes homogneas; Obter fraes com partculas de mesmo tamanho.A classificao granulomtrica uma tcnica pela qual os diversos tipos de solos so agrupados e designados em funo das fraes preponderantes dos diversos dimetros de partculas que os compem. Estas fraes so obtidas atravs da anlise granulomtrica. Este tipo de classificao deve ser avaliado com cautela pois, o comportamento do solo nem sempre condicionado pela frao predominante, apesar dessa restrio, a anlise granulomtrica universalmente utilizada. No h uma nica definio para os intervalos de variao dos dimetros das partculas. Existem vrias escalas em uso pelo mundo como, por exemplo, a Classificao Internacional utilizada pelo MIT - Instituto de Tecnologia de Massachusetts, e o Sistema de Classificao da ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas. [1]2. FUNDAMENTAO TERICA

Caracterizao de partculas slidasO problema de caracterizar um slido particulado e de prever suas caractersticas insinua-se em toda a engenharia. Os Engenheiros encontram slidos particulados ao efetuarem muitas operaes unitrias por exemplo, na moagem, na secagem, na filtrao, na cristalizao, na reao entre slidos e fluidos, na coleta de poeira que constituem parte de qualquer processo de obteno de produtos slidos, como o da fabricao de catalisadores em muitas reaes qumicas industrialmente importantes. [1]As partculas slidas individuais se caracterizam pelo seu tamanho, forma e densidade. As partculas de slidos homogneos tem a mesma densidade que o material inteiro. As partculas obtidas com o rompimento de um slido composto, como os minerais metlicos, tm vrias densidades, que geralmente so diferentes da densidade do material inteiro. [1]O tamanho da partcula pode ser obtido por diversos meios: diretamente ou com o auxlio de um microscpio, por peneiramento, decantao, elutriao ou centrifugao. (GOMIDE). [4]Na Engenharia Qumica as partculas slidas interessantes tm dimetros que vo desde os das pedras de desmonte at os das partculas de fumo. Distinguem-se pelo tamanho 5 tipos de slidos particulados. Apesar de no ser muito ntida, esta classificao til por ser descritiva: [4] Ps, com partculas de 1m at 0,5mm; Slidos granulares, cujas partculas tem 0,5 a 10mm; Blocos pequenos (1 a 5cm); Blocos mdios (5 a 15cm); Blocos grandes (maiores que 15cm). (GOMIDE, )Formas das partculas slidas Quando as partculas do material so todas iguais, o problema da determinao de seu nmero, volume e superfcie externa bastante simples. Consideremos uma partcula isolada. Seu tamanho poder ser definido pela dimenso livre de maior importncia, como o dimetro, no caso de partcula esfrica, o comprimento da aresta se ela for cbica. No caso de partculas de outras formas geomtricas ou irregulares, uma dimenso dever arbitrariamente escolhida. Geralmente a dimenso imediatamente abaixo da maior preferida, porque a que mais se aproxima do tamanho obtido experimentalmente. (GOMIDE,). [4]Em geral, podem ser especificar dimetros similares para qualquer partcula equidimensional.A forma da partcula comumente caracterizada atravs da esfericidade, apesar de no se conhecer qualquer argumento cientfico para assim faz-lo. (FREIRE, 1986).[2]Mtodos de medida de dimenses de partculasO mtodo de exprimir as dimenses das partculas dependem dos dispositivos de medida adotados. A classificao de uma mistura de partculas se d em frao de densidade constante e de tamanhos aproximadamente constantes. Assim, podem-se pesar cada frao, ou contar ou medir o nmero de partculas individuais contidas na amostra. O mtodo mais prtica de se efetuar separao de partculas em fraes, consiste em passar material em uma srie de peneiras com malhas progressivamente menores, onde cada uma das quais retm uma parte da amostra. Esta operao, conhecida como anlise granulomtrica, aplicvel s partculas de dimetros compreendidos entre 7cm e 40m. (GOMIDE).[4]Um segundo mtodo de medio consiste em medir realmente as partculas e efetuar um levantamento estatstico. Quando as partculas so pequenas coloca-se uma amostra do material na lmina de um microscpio e cada partcula, dentro do campo, medida por meio de um micrmetro. Com as partculas de formas irregulares, pode-se usar uma grande diversidade de dimenses. Este mtodo leva ao conhecimento visual de quaisquer aglomeraes de partculas que poderiam ser imperceptveis na execuo de outros mtodos. [3]Um terceiro mtodo de medida de tamanho o de separar a amostra de acordo com as velocidades de sedimentao. Estando relacionada diretamente com as dimenses da partcula, esta velocidade permitir o clculo do tamanho, desde que se conhea a equao que descreve o fenmeno. (GOMIDE). [4]O mtodo de centrifugao, tambm indireto, obedece ao mesmo princpio dos anteriores, porm a fora gravitacional substituda por uma fora centrfuga cujo valor pode ser bastante grande, convenincia do operador. til principalmente quando as partculas so muito pequenas. (GOMIDE). [4]

Medies do tamanho das partculas pela anlise em peneirasUma das tarefas mais freqentes do Engenheiro separar materiais. Uma das operaes mecnicas de separao mais simples o peneiramento. (GOMIDE). [4]As medies se fazem pela anlise em peneiras sempre que as dimenses das partculas esto dentro da faixa que pode ser tratada por peneiras. Na indstria americana usa-se, quase que com a mesma freqncia, peneiras padronizadas da srie Tyler ou da srie americana. Em cada uma das sries de peneiras, o dimetro do fio e o tamanho da malha, ou o nmero de aberturas por polegada linear, so ajustados de modo que a razo entre a dimenso dos furos de quaisquer 2 peneiras consecutivos uma constante de srie, e constitui uma progresso geomtrica para o tamanho dos furos. [1]O peneiramento consiste em uma srie de peneiras padro formando uma pilha, colocando a de abertura de malha menor no fundo e a de abertura de malha maior na parte superior. Sob a bandeja do fundo inserida uma bandeja cega. A anlise se inicia colocando a amostra na peneira superior e depois que se adapta uma tampa pilha e ento inicia-se a agitao mecnica durante um tempo definido. A ao de agitao das peneiras, e por isso desejvel que o movimento seja reprodutvel. A agitao dura um intervalo de tempo fixo, normalmente de 10 a 20 minutos. Aps a agitao, se retiram as partculas retidas em cada peneira e as pesam, convertendo as massas de cada peneira em fraes ou porcentagem da massa total da amostra.As partculas que passam pela peneira mais fina so recolhidas no coletor existente no fundo da pilha de peneiras. [1]Os resultados de uma anlise por peneiramento so apresentados inicialmente dessa forma tabular para indicar a frao de massa sobre cada peneira em funo do intervalo do tamanho da malhar entre as peneiras. Este tipo de anlise conhecida como anlise diferencial. Um segundo tipo de anlise por peneiramento conhecido como anlise acumulativa e se obtm da anlise diferencial somando acumulativamente os incrementos diferenciais individuais, comeando pelas partculas retidas na peneira superior e tabelando as somas acumuladas frente a dimenso da malha da peneira que retm a ltima frao acumulada. [2]Ao utilizar a anlise granulomtrica diferencial deve-se supor que todas as partculas de uma dada frao apresentam o mesmo tamanho, que a mdia aritmtica das aberturas das malhas das 2 (duas) peneiras entre as quais a frao ficou retida. J o uso das anlises acumulativas no requer essa hiptese. (GOMIDE). [4]

1. METODOLOGIA EXPERIMENTAL1.2. Materiais- Macarro;

1.3. Instrumentos- Conjunto de Peneiras (partindo da maior abertura at a tela mais fina);- Vibrador;- Moinho de bolas;- Balana;

1.4. Procedimento experimentalFoi realizada a moagem de um determinado material, no caso o macarro, com faixas de tempo (10 e 20 min) e nmeros de bolas (150) do moinho. O tempo foi especificado no painel do moinho de bolas, e ao atingir este tempo o moinho desligou automaticamente.Depois foi realizado o peneiramento a seco do material obtido pela moagem.Neste procedimento foi feito a pesagem do material a ser analisado, no caso o macarro, feito a pesagem de cada peneira e do fundo antes de comear o experimento. Colocado ento as peneiras no vibrador, em ordem decrescente de abertura de peneira, transferido a amostra para a peneira superior e ento igado o vibrador com o tempo desejado.Quando vencido o tempo o equipamento foi desligado automaticamente. Assim foram retiradas as peneiras, o fundo e pesadas novamente.

3. RESULTADOS E DISCUSSO

4. CONCLUSOA anlise granulomtrica de qualquer material particulado constitui em uma das fases de sua caracterizao. A escolha do mtodo de anlise de tamanho destes baseia-se na faixa de tamanho das partculas ali presentes. O tempo de moagem possui influncia significava na anlise granulomtrica do material obtido uma vez que quanto maior o tempo de moagem do material menor ser sua granulometria e consequentemente isso influenciar na etapa de peneiramento.

5. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS[1] ARTHUR P. C., ANTONIO E. C. P. Teoria e Prtica do Tratamento de Minrios. Volume 3, 2 edio, 2003 Ed. Signus.

[2] BAUER, F. L. A. Materiais de construo I. 5.ed. Rio de Janeiro: LTC Livros Tcnicos e Cientficos, 2008

[3] SAMPAIO Et A. L . Anlise granulomtrica a seco de materiais cermicos. 2007 [4] GOMIDE, R. Operaes unitrias 2 ed. v. 1. So Paulo : Gomide, 1991. [5] PERRY, R.H.; GREEN, D.W. e MALONEY, J.O. Perrys Chemical Engineers Handbook, 7 ed. McGraw-Hill, 1997.

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