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Conceitos Técnicos


Agitação

A agitação é a forma mais comum para realizar a mistura de produtos em fase líquida, sendo que os equipamentos destinados a este serviço recebem o nome de agitadores.

Os Misturadores Agitadores possuem um eixo rotativo que suporta os elementos de mistura, denominados impelidores, sendo estes os responsáveis por promover a agitação dos produtos líquidos.

Sua larga aplicação nas mais diversas áreas industriais aliada à busca contínua das empresas por melhorias de produtividade e redução de custos, fizeram com que empresas pioneiras em tecnologia desenvolvessem impelidores de alta eficiência capazes de melhorar os processos, tanto no que tange aos aspectos de homogeneidade quanto ao consumo de energia e tempo de processamento.

A Semco utiliza em sua linha de agitadores, impelidores de última geração, os hydrofoils, com perfis geométricos que se assemelham a asas de um avião e que são reconhecidamente os impelidores mais eficientes do mercado.

Dentre as aplicações da agitação, quatro grandes grupos merecem destaques, sendo eles: Simples Mistura, Sólidos em Suspensão, Troca Térmica e Transferência de Massa / Dispersão de Gases:

SIMPLES MISTURA:

Trata-se da mistura de dois ou mais líquidos miscíveis. Neste caso, o método de seleção do agitador utilizado é o conceito de grau de agitação, que pode ser SUAVE, MODERADO, VIGOROSO ou VIOLENTO, dependendo das necessidades específicas do processo e tempo de mistura.

SÓLIDOS EM SUSPENSÃO:

Esta aplicação consiste em fazer com que uma determinada quantidade de sólidos se mantenha em suspensão numa massa líquida. Em conjunto com a simples mistura, representam cerca de 80% das aplicações de agitadores, e devido a sua importância desenvolvemos abaixo um método de fácil compreensão, como segue:

Devemos imaginar um grão de sólidos dentro de um meio líquido; sua tendência será a de sedimentar, ou seja, ir para o fundo do tanque. A velocidade com que este grão de sólido desce dentro do líquido será chamada de Velocidade de Sedimentação.

Um agitador promove um fluxo dentro do tanque de mistura, que normalmente desce pelo eixo de agitação e sobe pelas paredes do tanque. O objetivo do agitador será proporcionar uma velocidade de subida do líquido tal que mantenha o grão de sólido em suspensão.

TRANSMISSÃO DE CALOR:

Nesta aplicação típica, o agitador tem por função melhorar a troca térmica em processos em que tal efeito seja requerido. De uma maneira geral, dificilmente utilizamos um agitador simplesmente para esta finalidade, normalmente ela está associada a outra aplicação, entretanto, os princípios básicos que regem esta aplicação são os mesmos de um trocador de calor.

Trata-se de um processo extremamente complicado tanto no que tange aos aspectos de cálculo quanto também na obtenção dos dados necessários. Entretanto, a prática tem mostrado que para obter um bom rendimento de troca de calor, um agitador deverá oferecer um grau de agitação VIGOROSO, para a grande maioria dos casos.

Outra informação importante é quanto à colocação de serpentinas internas no tanque. É comum verificarmos tanques projetados com duas ou três serpentinas concêntricas para aumentar a área de troca de calor, porém, por desconhecimento, as espirais dessas serpentinas são posicionadas de forma defasada, de modo que esta não é a melhor construção. Obtém-se um melhor ganho de agitação quando as espirais estão alinhadas.

DISPERSÃO DE GASES / TRANSFERÊNCIA DE MASSA:

Seguramente, esta é a aplicação típica mais complexa para obter um bom dimensionamento de agitadores. Existem dois tipos de dispersão de gases, o primeiro é a simples incorporação do gás na massa fluida, tal como a aeração de produtos. A segunda aplicação é a reação do gás com a massa fluida, podendo gerar um produto com características físico-químicas completamente diferentes das condições originais. Assim sendo, os métodos para seleção de agitadores devem sempre levar em conta essas duas condições, uma vez que na simples dispersão a tendência é a de obtermos um produto final de menor densidade, enquanto na transferência de massa pode ou não haver mudança no peso específico do produto final. O fator que mede a transferência de massa é o KLA, cuja mensuração somente é possível em laboratórios; desta maneira, os ensaios são fundamentais para a boa seleção do sistema de agitação.


Emulsão

A emulsão é a interação de dois ou mais líquidos não miscíveis, sendo que a fase dispersa encontra-se na forma de finos glóbulos distribuídos entre a fase contínua, formando assim uma mistura estável.

São muitos os exemplos de emulsões que encontramos no nosso dia a dia, os mais conhecidos são a manteiga, margarina, maionese, molhos de salada, alguns cosméticos, etc. Na sua maioria, consistem numa emulsão formada por água e óleo.

Diversos equipamentos do mercado conseguem criar emulsões, sendo que um dos mais conhecidos é o Emulsificador. Por meio de uma ação mecânica entre um estator fixo e o rotor em alta velocidade, o produto é bombeado e forçado a passar por orifícios no estator que promovem a dispersão do líquido.

A Semco possui em sua linha os Emulsificadores do tipo ME, que possuem grande capacidade de bombeio mesmo para produtos de viscosidade elevada. A configuração do seu estator de alta eficiência e o rotor com orifícios especialmente projetados para produtos de diferentes viscosidades garantem uma perfeita emulsão. O equipamento pode ser aplicado em processos com operação por batelada ou de forma contínua.


Dispersão

Define-se por dispersão toda e qualquer distribuição de certa substância em outra, de forma uniforme e homogênea. Normalmente, para se criar uma dispersão, é necessário acelerar as partículas presentes no meio líquido através de um elemento rotativo chamado de disco dispersor.

Esse disco dispersor trabalha em rotação elevada com velocidades periféricas variando de 20 a 30 m/s. Tal velocidade é responsável por criar uma zona de atrito hidráulico de alta turbulência que, associada aos dentes existentes nesse disco, promovem a energia necessária para redução do tamanho das partículas e, assim, garantir a homogeneidade do produto final.

Outro ponto importante que deve ser respeitado para se realizar uma boa dispersão é a relação geométrica entre os diâmetros do tanque e o disco dispersor. A distância do disco ao fundo do tanque também deve ser observada e varia conforme a viscosidade e o produto a ser disperso.

Os equipamentos responsáveis por imprimir a rotação necessária nos discos são chamados de Dispersores Cowles, que podem ser encontrados em diversos formatos construtivos, com ou sem variação de rotação e, normalmente, com sistema de elevação para o melhor controle da altura do disco.

A Semco possui uma vasta experiência com os Dispersores Cowles nas mais diversas áreas de aplicação. Seu equipamento atende perfeitamente a esse processo graças à geometria exclusiva de seu disco Cowles, que transfere uma quantidade maior de energia por volume de produto e, assim, gera maior eficiência na homogeneidade. Outro ponto forte a ser destacado sobre o Dispersor Cowles Semco é a estabilidade do conjunto de acionamento e sistema de elevação, que devido a sua robustez e projeto otimizado, garantem o perfeito equilíbrio das forças geradas pela rotação e dispersão.


Moagem

A operação de moagem tem por finalidade reduzir um sólido, por ação mecânica externa e, algumas vezes, interna. Tal redução parte de um determinado tamanho em fragmentos de tamanho menores.

Dentre as diversas formas possíveis para realizar a moagem de um sólido, a moagem por moinho de areia, também chamado de moinho agitador ou moagem de atrição, tem um importante papel neste tipo de aplicação.

Os moinhos de areia podem possuir formas construtivas horizontal ou vertical, dotados de diferentes meios de moagem chamados de corpos de moagem. Esses corpos de moagem são geralmente de aço, vidro ou materiais cerâmicos resistentes ao desgaste. Um sistema agitador com pinos, discos ou mesmo uma superfície lisa proporciona a aceleração intensiva dos corpos de moagem. A suspensão de moagem é bombeada continuamente através da câmara de moagem, e os sólidos em suspensão são moídos e dispersos pelo efeito de impacto e cisalhamento entre os corpos de moagem.

Na região de saída do moinho, ocorre a separação entre os corpos de moagem e a base de moagem (suspensão) por meio de um sistema de fenda ou peneira.

Essa operação é contínua, o que significa que há transferência do produto de um tanque de pré-mistura para o tanque de completagem. Durante essa operação, ocorre o desagregamento dos pigmentos e cargas e, ao mesmo tempo, há a formação de uma dispersão maximizada e estabilizada desses sólidos.

Os Moinhos de Areia Semco possuem estrutura robusta para minimizar as vibrações causadas pela movimentação dos discos, e são de simples operação e alta produção. Possuem capacidade de redução de granulometria até 2 µm. Além disso, possui manutenção simples e é de fácil limpeza.

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