misturadeslidosfinal-130922160710-phpapp01
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Operaes Unitrias IProf Marco Aurlio Praxedes
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
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A L U N A S : A L A N A L U N G , C A R O L I N E M A R Q U E S , C R I S L A I N E A L B E R T O N ,
F E R N A N D A F E R R E I R A E J S S I C A N U N E S .
MISTURA DE SLIDOS
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Mistura de Slidos
A mistura deficiente pode acarretar em no uniformidade de textura.
Eficincia depende da escolha certa de misturadores;
Operao industrial freqente;
Moagem prvia das partculas;
Alta demanda de energia;
Consiste, de uma forma simples, na incorporao de uma fase em outra produzindo, atravs de agitao, uma mistura homognea;
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Mistura perfeita, ideal
Aquela na qual a probabilidade de encontrar uma partcula de um constituinte em qualquer ponto idntica e cada partcula de um constituinte A est cercada por partculas do outro constituinte B em qualquer ponto do sistema;
a) Reduo em escala de segregao;b) Reduo em intensidade de segregao; c) Combinao de a e b.
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Misturas
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Problema: Segregao
Quando partculas de diferentes propriedades fsicas, tamanho, densidade, so misturadas, a mistura acompanhada de uma tendncia de no-mistura (dissociar-se dos semelhantes).
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Por infiltrao
Partculas grosseiras e finas, as finas se acomodam no fundo porque passam por meio das grosseiras com facilidade (infiltram no sistema);
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Por vibrao
Tem liberdade de movimento s para cima e para os lados, ento a partcula maior e mais densa sobe;
Teste e antiaglutinantes.
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Teste de segregao
Amostras por empilhamento;
Um caso curioso o que se passa quando se mistura um p solto com um p coesivo.
Excesso de partculas finas no centro durante descarga da
mistura
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Mistura de slidos
No possvel obter uma mistura 100% uniforme;
O grau de mistura depende de:
Tamanho das partculas; Forma; Densidade; Coeso; Contedo de umidade; Caractersticas de escoamento; Eficincia do misturador.
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Tipos de Operao
Realizada a seco.
mida.
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Caractersticas
O processo consome mais energia que a mistura de lquidos e requer moagem prvia do material;
Em geral materiais de mesmo tamanho, forma e densidade formam misturas mais homogneas;
Materiais heterogneos: equilbrio de regies de mistura e regies de no mistura;
Em alguns processos aps um certo tempo cada vez mais difcil obter uma mistura completa do material; as caractersticas de escoamento influenciam o grau e a facilidade da mistura;
durante a mistura pode haver gerao de cargas eltricas: uso de surfactantes ou operao a mido;
alguns materiais tendem a segregar: uso de excipientes.
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Foras
As foras que atuam no processo de mistura podem ser:
Inerciais e de acelerao ou;
Gravitacionais.
Trs fatores importantes na mistura de slidos:
Conveco;
Difuso;
Cisalhamento.
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Curva de mistura
0 = desvio padro dos slidos segregados (incio)
r = desvio padro dos slidos misturados (final)
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Mecanismos de mistura
Mecanismos de mistura:
Conveco;
Difuso;
Cisalhamento;
Mistura pneumtica;
Impacto.
Misturadores de fluxo:
Batelada;
Contnuo.
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1 ) PA RA SLIDOS COESIVOS
2 ) PARA SLIDOS DE FLUXO LIVRE
Misturadores
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Misturadores para slidos coesivos
Change-can mixer
Kneaders, dispersers e masticators
Continuouskneaders
Mixer-extruder
Mixingrolls
Muller mixer
Pugmills
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Change-can mixer
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Change-can
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Kneaders (amassadeira)
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Lminas: Kneaders
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Dispersers e Masticators
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Continuous kneader
Eixo horizontal Roda lentamente
Fileira de dentes Rasga massa
Misturas leves
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Mixer extruder
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Mixing rolls
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Muller mixer
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Pugmills
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Misturadores para slidos de fluxo livre
Ribbonblender
Internalscrewmixer
Tumblingmixer
Impactwheels
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Ribbon blender
cat
log
o
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Internal screw mixer
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Misturador pneumtico
Contnuo Batelada
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Tumbling mixer V e Y
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Tumbling/Tombamento
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Tumbling mixer
Cone duplo e tambor rotativo
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Tumbling mixer e BIN
Tambor Rotativo e BIN
or
am
ento
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Impact wheels
Misturador de Impacto
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Misturadores contnuos
Moendas
Helicoidais (como mostrado acima)
Moinho de Bolas
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Mistura
Misturadores de tombamento com relao comprimento : largura prximos a 1, tero tempo de mistura mais curto.
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Grau de enchimento
Grau de enchimento: o misturador mistura
volume e no peso. A capacidade em peso definida pelo volume e
potncia (kW) do misturador. Quanto maior
a RPM e maior a % de massa viscosa maior ser a
potncia exigida.
P X Helicide
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Mistura de Slidos X Mistura de Lquidos
Materiais slidos no
geram misturas
perfeitas o que possvel com
lquidos;
No h fluxo, corrente de
material;
baseado em difuso,
conveco e cisalhamento;
E tudo isso depende do
tipo de misturador e
caractersticas do slido.
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Fatores que afetam a escolha do equipamento
Homogeneidade da mistura;
Ingredientes e condies de operao;
Tempo de residncia;
Carga e descarga do slido;
Requerimento em energia;
Limpeza do equipamento;
Capacidade do equipamento;
Design e espao ocupado;
Material de que feito e;
Equipamentos auxiliares.
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Aplicaes na Industria de Alimentos
Preparao de suplementos nutricionais;
Produo de achocolatados;
Mistura para bolos e massas;
Mistura para gelatinas;
Aditivao de farinhas de trigo;
Mistura de temperos e corantes;
Produo de massa de po de queijo;
Mistura de gros antes da moagem;
Produo de sopas em p.
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Controle de Operao
Estado de desordem global mdia;
Mtodos estatsticos - Disperso Estatstica
Critrio de uniformidade C:
ndice de Uniformidade I (0-1): n = nmero de amostras;
a = proporo mssica de partculas do
material A na batelada;
= mdia das propores.
Incio (segregado)
Final (homogneo)
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Grau de Mistura
Grau de mistura (0-1):
0 = desvio padro da amostra no misturada.
= desvio padro da amostra no instante genrico durante a mistura.
u = desvio padro do material completamente misturado.
pequeno
Um pouco maior
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Grau de Mistura
M independe do tamanho da amostra;
Partculas de MESMO TAMANHO (Lecey):
N= n total de partculas da batelada
a= proporo mssica de partculas do
material A na batelada
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Velocidade de Operao
Tempo para medir grau de mistura;
Ensaio de escala semi-industrial (ou de usina piloto).
N= n total de partculas da batelada;
k= constante que depende da natureza das partculas e da ao fsica do misturador (tabelas).
Casualmente misturado
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Grau de Mistura
Partculas de TAMANHOS DIFERENTES (Buslik):
t = tempo da mistura;
c = constante que depende da natureza das partculas e da aofsica do misturador. Sabe-se que em mistura realizadas emtambores rotativos, esta constante depende de algumasvariveis. Cada indstria tem sua tabela material/misturador.
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EXERCCIO
Avalie o ndice de uniformidade da mistura e o tempomais adequado para uma planta piloto de produo deachocolatado em p. A mistura contm 50% de acare 50% de achocolatado.
Os dados da tabela abaixo foram obtidos depois de 10 e20min de mistura, sendo coletadas 10 amostrasaleatrias em cada tempo.
a = frao em peso de acar na amostra.
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Tabelas
TEMPO 10min
1 0,68
2 0,64
3 0,49
4 0,55
5 0,42
6 0,53
7 0,60
8 0,47
9 0,63
10 0,57
TEMPO 20min
1 0,60
2 0,49
3 0,52
4 0,48
5 0,54
6 0,62
7 0,44
8 0,47
9 0,49
10 0,57
Resposta
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Concluso
inegvel a importncia dos misturadores,lembrando que no s na rea dos alimentos, eestudos vem sendo feitos para melhorar essatecnologia, aumento a eficincia do processo.
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Obrigada!
PERGUNTAS???