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Senai Mario Amato
Operações Unitárias
I Semestre de 2015
Peneiração, Flotação, Separação Magnética e Decantação
Equipe: Turma: 2QA
Débora Santos
Fabrício Nascimento
Gabriel João
Miguel Alves
Professor: Reinaldo
Sumário
Introdução ........................................................................................ 4
Abstract ............................................................................................ 5
Peneiração ....................................................................................... 6
Separação Magnética ....................................................................... 7
Flotação ............................................................................................ 8
Decantação ...................................................................................... 9
Artigo: Decantação no Tratamento de Água e Efluentes ................. 10
Procedimento Prático ....................................................................... 11
Referências ................................................................................... 12
5
Introdução
Há diversos tipos de operações unitárias em que uma etapa básica de um processo,
tais como:
Peneiração;
Decantação;
Destilação;
Flotação;
Separação Magnética;
Centrifugação.
As técnicas de projetos das operações unitárias são baseadas em princípios teóricos
de transferência de massa, transferência de calor, transferência de quantidade de
movimento, termodinâmica, biotecnologia e cinética.
Desta forma, os processos podem ser estudados de forma simples e unificada. Cada
Operação Unitária é sempre a mesma operação, independente da natureza química
ou física dos componentes envolvidos.
Dentre as operações unitárias apresentadas acima iremos abordar as seguintes:
peneiração, flotação, separação magnética e decantação, onde o processo prático
será o de Decantação.
Palavras Chave
Peneiração
Flotação
Decantação
Separação magnética
6
Abstract
There are several types of unit operations in a basic step of a process, such as:
Grading;
Decantation;
Distillation;
Flotation;
Magnetic separation;
Centrifugation.
The technical projects of the unit operations are based on theoretical principles of
mass transfer, heat transfer, amount of motion of transfer, thermodynamics, and
kinetics biotechnology.
Thus, the processes can be studied in a simple and unified way. Each Unit Operation
is always the same operation, independent of the chemical nature or physics
involved components.
Among the unit operations presented above we will address the following: screening,
flotation, magnetic separation and settling where the practical process will be to
Decanting.
Keywords
Bolting
Flotation
Decantation
Magnetic separation
7
Peneiração
A peneiração é uma operação unitária, que consiste na separação de partículas
solidas em frações de granulometria diferentes, por passagem através de peneiras
(conhecido também como tamis) ou crivos.
A peneiração pode ser mecânica ou manual. Para a peneiração mecânica usa-se
um peneiro mecânico. Os peneiros mecânicos são constituídos por um conjunto de
redes metálicas, em que os orifícios apresentam aberturas de diferentes tamanhos,
sendo os de cima aqueles que tem maior abertura e os de baixo os mais estreitos. A
mistura é colocada em cima, o aparelho inicia a vibração e os sólidos distribuem-se
pelos vários patamares de acordo com a sua granulometria.
Os peneiros manuais são aparelhos que na sua forma mais simples consistem numa
rede ou peneira, em telas metálicas ou placa perfurada, cujos orifícios tem todas as
mesmas dimensões e só deixam passar partículas com dimensões inferiores às
suas. As partículas menores passam através da rede metálica, enquanto que as de
maiores dimensões ficam retidas na mesma.
Aplicação na Indústria: a peneiração é aplicada na indústria de medicamentos,
alimentícia e mineração.
8
Separação Magnética
A separação magnética é um dos processos de purificação de matérias, onde
consiste na separação de uma mistura sólido – sólido para separar dois ou mais
sólidos de uma mistura se baseando –se na diferença de intensidade da atração
sofrida pelos sólidos quando submetidos á um campo eletromagnético. Quer se trate
de processos contínuos ou em regimes intermitente, em meio líquido ou em meio
gasoso.
A separação magnética também pode separar materiais cujo, os sólidos sejam
magnéticos, essa separação se dá pela atractabilidade do material.
Exemplo:
Material: Atractabilidade Relativa:
Ferro 100
Magnetita 40
Hematita 1,3
Quartzo 0,37
Pirita 0,23
Gesso 0,12
Os equipamentos utilizados na separação magnética são chamados de eliminador
ou concentrador. Quanto a aplicação industrial os mais importantes são as polias
magnéticas e os transportadores de correias com polias de descarga magnética.
Aplicação na Indústria: mineração de ferro e de fosfato, celulose, remoção de ferro
metálico de alimentos, reciclagem (concreto).
9
Flotação
É um método de separação de misturas, que tem por objetivo separar dois sólidos
formados por partículas com densidades diferentes, a separação é feita usando um
líquido de densidade intermediária e que não dissolve nenhum dos sólidos. A
substância menos densa que o líquido flutuará, separando – se da substância mais
densa que se depositará no fundo do recipiente.
O sistema de flotação pode ser do tipo físico ou físico-químico, o que difere um do
outro, quanto a operação é que no físico-químico faz se a adição de produtos
químicos.
Apresenta diversas vantagens:
 Pequenas áreas de instalação devido a altas taxas de operação na qual o
sistema trabalha;
 O sistema permite a operação intermitente, sem prejuízos na qualidade do
efluente tratado;
 Alto rendimento na remoção de carga orgânica, óleos, graxas e sólidos
suspensos.
Aplicação na Indústria: frigoríficos, abatedouros, laticínios, refinarias de óleo
vegetal, indústrias de bebidas, indústria beneficiadora de fumo, indústria alimentícias
em geral e tratamento de efluentes.
10
Decantação
A decantação é um processo de separação de misturas heterogêneas ou bifásicas,
constituídas de componente sólido e um líquido, ou de componentes líquidos
imiscíveis. Este método consiste em deixar a mistura em repouso onde o
componente mais denso sob ação da gravidade formará a fase inferior e o menos
denso ocupará a fase superior.
Sólido – Líquido: a solução fica em repouso, onde a parte sólida sendo mais
densa, com o tempo e ação da gravidade se depositará no fundo do recipiente, essa
parte do processo é conhecida como sedimentação. O processo de sedimentação
pode ser acelerado por meio de centrífugas, que são aparelhos que realizam um
movimento de rotação e por inércia, fazem com que as partículas de maior
densidade se deposite sendo esta a fase inferior.
Líquido-líquido: separam-se líquidos imiscíveis com densidades diferentes; o
líquido mais denso acumula-se na parte inferior do sistema. Em laboratório usa-se o
funil de bromo, também conhecido como funil de decantação, ou ainda, funil de
separação. Num sistema formado por água e óleo, por exemplo, a água, por ser
mais densa, localiza-se na parte inferior do funil e é escoada abrindo-se a torneira
de modo controlado.
Aplicação na Indústria: principal aplicação nos tratamentos de efluentes (água e
esgoto), mineração na retirada de sólidos valiosos.
11
Artigo: Decantação no Tratamento de Água e Efluentes
Decantação Primária Esta etapa consiste na separação sólido (lodo) – líquido
(efluente bruto) por meio da sedimentação das partículas sólidas. Os tanques de
decantação podem ser circulares ou retangulares. Os efluentes fluem
vagarosamente através dos decantadores, permitindo que os sólidos em suspensão,
que apresentam densidade maior do que a do líquido circundante, sedimentem
gradualmente no fundo. Essa massa de sólidos, denominada lodo primário bruto,
pode ser adensada no poço de lodo do decantador e enviada diretamente para a
digestão ou ser enviada para os adensadores.
Decantação Secundária e Retorno do Lodo etapa em que ocorre a clarificação do
efluente e o retorno do lodo. Os decantadores secundários exercem um papel
fundamental no processo de lodos ativados. São os responsáveis pela separação
dos sólidos em suspensão presentes no tanque de aeração, permitindo a saída de
um efluente clarificado, e pela sedimentação dos sólidos em suspensão no fundo do
decantador, permitindo o retorno do lodo em concentração mais elevada. O efluente
do tanque de aeração é submetido à decantação, onde o lodo ativado é separado,
voltando para o tanque de aeração. O retorno do lodo é necessário para suprir o
tanque de aeração com uma 3 quantidade suficiente de microrganismos e manter
uma relação alimento/ microrganismo capaz de decompor com maior eficiência o
material orgânico. O efluente líquido oriundo do decantador secundário pode ser
descartado diretamente para o corpo receptor, pode ser oferecido ao mercado para
usos menos nobres, como lavagem de ruas e rega de jardins, ou passar por
tratamento para que possa ser reutilizado internamente novamente.
Fonte: Kurita Soluções em Engenharia de Tratamento de Água; por Diego de
Oliveira e Silva/ Antônio R. P. Carvalho. Kurita Handbook.
12
Procedimento Prático de Decantação Líquido – Líquido
Objetivo:
Separar a solução de líquidos imiscíveis empregando ás técnicas de decantação.
Reagentes:
50 ml Água destilada;
50 ml de Óleo de soja.
Materiais Utilizados:
Anel de aço para funil;
Béquer;
Funil analítico;
Funil de decantação ou separação;
Suporte universal;
Proveta de 50 ml.
Procedimento:
- Medir em uma proveta 50 ml de água destilada, repetir o mesmo o mesmo
procedimento medindo 50 ml de óleo de soja;
- Transferir para o funil de decantação com o auxílio do funil analítico a água
destilada e o óleo vegetal;
13
- Realizar uma agitação no funil de decantação como movimentos horários e anti –
horários;
- Deixa a mistura em repouso por um certo tempo (10 à 15 minutos);
- Destampar e abrir torneira do funil de decantação até que todo líquido mais denso
(água) escoa para o béquer;
- Retirar o líquido menos denso (óleo de soja) pela parte superior do funil de
decantação, para evitar uma possível contaminação.
Referências Bibliográficas
Livro: Operações Unitárias volume 1: Operações com sistemas sólidos granulares
Livro: Operações unitárias volume 3: Separações mecânicas
www.infoescola.com/quimica/decantacao
www.wikipedia/flotacao
www.explicatorium/peneircao
www.elkem/separacao=magnetica

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OPERAÇÕES UNITARIAS

  • 1. Senai Mario Amato Operações Unitárias I Semestre de 2015
  • 2. Peneiração, Flotação, Separação Magnética e Decantação Equipe: Turma: 2QA Débora Santos Fabrício Nascimento Gabriel João Miguel Alves Professor: Reinaldo
  • 3. Sumário Introdução ........................................................................................ 4 Abstract ............................................................................................ 5 Peneiração ....................................................................................... 6 Separação Magnética ....................................................................... 7 Flotação ............................................................................................ 8 Decantação ...................................................................................... 9 Artigo: Decantação no Tratamento de Água e Efluentes ................. 10 Procedimento Prático ....................................................................... 11 Referências ................................................................................... 12
  • 4. 5 Introdução Há diversos tipos de operações unitárias em que uma etapa básica de um processo, tais como: Peneiração; Decantação; Destilação; Flotação; Separação Magnética; Centrifugação. As técnicas de projetos das operações unitárias são baseadas em princípios teóricos de transferência de massa, transferência de calor, transferência de quantidade de movimento, termodinâmica, biotecnologia e cinética. Desta forma, os processos podem ser estudados de forma simples e unificada. Cada Operação Unitária é sempre a mesma operação, independente da natureza química ou física dos componentes envolvidos. Dentre as operações unitárias apresentadas acima iremos abordar as seguintes: peneiração, flotação, separação magnética e decantação, onde o processo prático será o de Decantação. Palavras Chave Peneiração Flotação Decantação Separação magnética
  • 5. 6 Abstract There are several types of unit operations in a basic step of a process, such as: Grading; Decantation; Distillation; Flotation; Magnetic separation; Centrifugation. The technical projects of the unit operations are based on theoretical principles of mass transfer, heat transfer, amount of motion of transfer, thermodynamics, and kinetics biotechnology. Thus, the processes can be studied in a simple and unified way. Each Unit Operation is always the same operation, independent of the chemical nature or physics involved components. Among the unit operations presented above we will address the following: screening, flotation, magnetic separation and settling where the practical process will be to Decanting. Keywords Bolting Flotation Decantation Magnetic separation
  • 6. 7 Peneiração A peneiração é uma operação unitária, que consiste na separação de partículas solidas em frações de granulometria diferentes, por passagem através de peneiras (conhecido também como tamis) ou crivos. A peneiração pode ser mecânica ou manual. Para a peneiração mecânica usa-se um peneiro mecânico. Os peneiros mecânicos são constituídos por um conjunto de redes metálicas, em que os orifícios apresentam aberturas de diferentes tamanhos, sendo os de cima aqueles que tem maior abertura e os de baixo os mais estreitos. A mistura é colocada em cima, o aparelho inicia a vibração e os sólidos distribuem-se pelos vários patamares de acordo com a sua granulometria. Os peneiros manuais são aparelhos que na sua forma mais simples consistem numa rede ou peneira, em telas metálicas ou placa perfurada, cujos orifícios tem todas as mesmas dimensões e só deixam passar partículas com dimensões inferiores às suas. As partículas menores passam através da rede metálica, enquanto que as de maiores dimensões ficam retidas na mesma. Aplicação na Indústria: a peneiração é aplicada na indústria de medicamentos, alimentícia e mineração.
  • 7. 8 Separação Magnética A separação magnética é um dos processos de purificação de matérias, onde consiste na separação de uma mistura sólido – sólido para separar dois ou mais sólidos de uma mistura se baseando –se na diferença de intensidade da atração sofrida pelos sólidos quando submetidos á um campo eletromagnético. Quer se trate de processos contínuos ou em regimes intermitente, em meio líquido ou em meio gasoso. A separação magnética também pode separar materiais cujo, os sólidos sejam magnéticos, essa separação se dá pela atractabilidade do material. Exemplo: Material: Atractabilidade Relativa: Ferro 100 Magnetita 40 Hematita 1,3 Quartzo 0,37 Pirita 0,23 Gesso 0,12 Os equipamentos utilizados na separação magnética são chamados de eliminador ou concentrador. Quanto a aplicação industrial os mais importantes são as polias magnéticas e os transportadores de correias com polias de descarga magnética. Aplicação na Indústria: mineração de ferro e de fosfato, celulose, remoção de ferro metálico de alimentos, reciclagem (concreto).
  • 8. 9 Flotação É um método de separação de misturas, que tem por objetivo separar dois sólidos formados por partículas com densidades diferentes, a separação é feita usando um líquido de densidade intermediária e que não dissolve nenhum dos sólidos. A substância menos densa que o líquido flutuará, separando – se da substância mais densa que se depositará no fundo do recipiente. O sistema de flotação pode ser do tipo físico ou físico-químico, o que difere um do outro, quanto a operação é que no físico-químico faz se a adição de produtos químicos. Apresenta diversas vantagens:  Pequenas áreas de instalação devido a altas taxas de operação na qual o sistema trabalha;  O sistema permite a operação intermitente, sem prejuízos na qualidade do efluente tratado;  Alto rendimento na remoção de carga orgânica, óleos, graxas e sólidos suspensos. Aplicação na Indústria: frigoríficos, abatedouros, laticínios, refinarias de óleo vegetal, indústrias de bebidas, indústria beneficiadora de fumo, indústria alimentícias em geral e tratamento de efluentes.
  • 9. 10 Decantação A decantação é um processo de separação de misturas heterogêneas ou bifásicas, constituídas de componente sólido e um líquido, ou de componentes líquidos imiscíveis. Este método consiste em deixar a mistura em repouso onde o componente mais denso sob ação da gravidade formará a fase inferior e o menos denso ocupará a fase superior. Sólido – Líquido: a solução fica em repouso, onde a parte sólida sendo mais densa, com o tempo e ação da gravidade se depositará no fundo do recipiente, essa parte do processo é conhecida como sedimentação. O processo de sedimentação pode ser acelerado por meio de centrífugas, que são aparelhos que realizam um movimento de rotação e por inércia, fazem com que as partículas de maior densidade se deposite sendo esta a fase inferior. Líquido-líquido: separam-se líquidos imiscíveis com densidades diferentes; o líquido mais denso acumula-se na parte inferior do sistema. Em laboratório usa-se o funil de bromo, também conhecido como funil de decantação, ou ainda, funil de separação. Num sistema formado por água e óleo, por exemplo, a água, por ser mais densa, localiza-se na parte inferior do funil e é escoada abrindo-se a torneira de modo controlado. Aplicação na Indústria: principal aplicação nos tratamentos de efluentes (água e esgoto), mineração na retirada de sólidos valiosos.
  • 10. 11 Artigo: Decantação no Tratamento de Água e Efluentes Decantação Primária Esta etapa consiste na separação sólido (lodo) – líquido (efluente bruto) por meio da sedimentação das partículas sólidas. Os tanques de decantação podem ser circulares ou retangulares. Os efluentes fluem vagarosamente através dos decantadores, permitindo que os sólidos em suspensão, que apresentam densidade maior do que a do líquido circundante, sedimentem gradualmente no fundo. Essa massa de sólidos, denominada lodo primário bruto, pode ser adensada no poço de lodo do decantador e enviada diretamente para a digestão ou ser enviada para os adensadores. Decantação Secundária e Retorno do Lodo etapa em que ocorre a clarificação do efluente e o retorno do lodo. Os decantadores secundários exercem um papel fundamental no processo de lodos ativados. São os responsáveis pela separação dos sólidos em suspensão presentes no tanque de aeração, permitindo a saída de um efluente clarificado, e pela sedimentação dos sólidos em suspensão no fundo do decantador, permitindo o retorno do lodo em concentração mais elevada. O efluente do tanque de aeração é submetido à decantação, onde o lodo ativado é separado, voltando para o tanque de aeração. O retorno do lodo é necessário para suprir o tanque de aeração com uma 3 quantidade suficiente de microrganismos e manter uma relação alimento/ microrganismo capaz de decompor com maior eficiência o material orgânico. O efluente líquido oriundo do decantador secundário pode ser descartado diretamente para o corpo receptor, pode ser oferecido ao mercado para usos menos nobres, como lavagem de ruas e rega de jardins, ou passar por tratamento para que possa ser reutilizado internamente novamente. Fonte: Kurita Soluções em Engenharia de Tratamento de Água; por Diego de Oliveira e Silva/ Antônio R. P. Carvalho. Kurita Handbook.
  • 11. 12 Procedimento Prático de Decantação Líquido – Líquido Objetivo: Separar a solução de líquidos imiscíveis empregando ás técnicas de decantação. Reagentes: 50 ml Água destilada; 50 ml de Óleo de soja. Materiais Utilizados: Anel de aço para funil; Béquer; Funil analítico; Funil de decantação ou separação; Suporte universal; Proveta de 50 ml. Procedimento: - Medir em uma proveta 50 ml de água destilada, repetir o mesmo o mesmo procedimento medindo 50 ml de óleo de soja; - Transferir para o funil de decantação com o auxílio do funil analítico a água destilada e o óleo vegetal;
  • 12. 13 - Realizar uma agitação no funil de decantação como movimentos horários e anti – horários; - Deixa a mistura em repouso por um certo tempo (10 à 15 minutos); - Destampar e abrir torneira do funil de decantação até que todo líquido mais denso (água) escoa para o béquer; - Retirar o líquido menos denso (óleo de soja) pela parte superior do funil de decantação, para evitar uma possível contaminação. Referências Bibliográficas Livro: Operações Unitárias volume 1: Operações com sistemas sólidos granulares Livro: Operações unitárias volume 3: Separações mecânicas www.infoescola.com/quimica/decantacao www.wikipedia/flotacao www.explicatorium/peneircao www.elkem/separacao=magnetica