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Homogen. - Líquidos
Homogen. - Viscosidade
Processo utilizado para se obter dispersão, mistura, suspensão/separação de partículas ou transferência de calor.
A agitação é o ponto de onde partem um grande número de processos industriais em diversas áreas, incluindo produtos químicos, farmacêuticos e muitos outros.
Sendo uma operação importante em processos químicos, refere-se ao movimento de uma substância induzido por meios mecânicos, realizado - comumente - de forma circulatória dentro de um recipiente.
Numa ação de agitação geralmente estão envolvidos reagentes e produtos em fases diferentes (sólido, líquido ou gás). Contudo, pode-se agitar uma substância homogênea.
A escolha do tipo de agitador, assim como da velocidade, posição, presença ou ausência de dispositivos que impedem a formação de vórtices (movimento circular), bem como outras características, estão relacionadas principalmente com a viscosidade e estado físico de reagentes e produtos. Desta forma, o tipo de agitador usado deverá ser selecionado em função da natureza do meio a agitar, obtendo-se assim efeitos diferenciados.
As substâncias são agitadas para a obtenção de efeitos com diversos propósitos. Dentre os principais têm-se:
- Suspensão de partículas;
Os agitadores são divididos em duas classes de fluxo/escoamento:
- Axial (correntes paralelas ao eixo do agitador);
- Radial (correntes tangenciais ou na direção perpendicular ao eixo do agitador).
Contudo, de acordo com o número e mecânica utilizada, além desses dois fluxos principais, podem oferecer fluxos tangenciais, longitudinais ou mistos.
TIPOS DE AGITADORES (IMPULSORES OU PROPULSORES)
- Hélices (rodam a velocidades elevadas);
- Pás / Turbina de Pás (Podem ser de 2 a 4 lâminas, podendo ser verticais ou inclinadas. Não são utilizados para manter sólidos em suspensão. A agitação em tanques profundos pode requerer vários conjuntos de pás);
- Lâminas (verticais ou inclinadas);
- Âncoras.
Vale salientar que cada um desses modelos de agitadores ainda dispõem de diversas variações e subtipos.
Os tipos agitadores também podem ser escolhidos para ocasionar cisalhamento, oferecer movimento helicoidal ou longitudinal à substância.
A intensidade de agitação depende, de maneira expressiva, do tipo de agitador usado.
EQUIPAMENTOS DE AGITAÇÃO
As substâncias são agitadas em tanques geralmente cilíndricos, verticais, abertos ou fechados para o ar e com um eixo vertical. As proporções e diâmetros dos tanques são variáveis e dependem da natureza da agitação.
Normalmente os tanques para agitação seguem a seguinte configuração:
- Base arredondada, evitando regiões "mortas" ou cantos;
- Agitadores na parte superior (que fazem o líquido circular);
- Caixa de engrenagem para controle de velocidade;
- Termômetro para controle de temperatura;
- Local para entrada/saída de produtos;
- Serpentina ou camisa de aquecimento/resfriamento;
- Dispositivos para reduzir o movimento tangencial (ou vórtex).
Como pode-se observar, a agitação é um processo empregado para muitas finalidades, seja para misturar, dispersar ou separar partículas. O dimensionamento correto de um sistema de agitação garante além da eficácia do processo, economia e redução de custos com mão de obra, energia e perda de matéria-prima.
Empregando inteligência tecnológica própria, a Moinho Pirâmide possui um portfólio completo para atender às necessidades específicas dos sistemas de agitação utilizados nos diferentes processos, aplicações e mercados (tintas industriais, tintas imobiliárias, tintas automotivas, tintas gráficas, cosméticos, domissanitários, entre outros). Confira a linha de equipamentos agitadores da Moinho Pirâmide.
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A mistura é caracterizada pelo movimento aleatório de duas ou mais fases inicialmente separadas. A mistura de fluidos em tanques agitadores (assim como o processo de agitação) é uma das mais importantes e fundamentais operações unitárias para as indústrias químicas. No entanto, a mistura é muito mais difícil de analisar do que a agitação. Haja vista que o resultado é avaliadao com muita frequência através do critério visual. Contudo, outros métodos são utilizados com objetivos específicos.
É importante lembrar que os processos de agitação diferem dos processos de mistura. É através do processo de agitação que se consegue uma mistura. Na mistura, as substâncias - inicialmente separadas, são aleatoriamente distribuídas dentro ou através uma da outra. Um recipiente contendo apenas um fluido (ou sólido) pode ser um agitador, contudo não pode ser misturador até que outro material seja adicionado.
Vale salientar que, com a agitação, a mistura nem sempre será conseguida; uma vez que a agitação não implica necessariamente numa distribuição homogênea dos fluidos ou partículas.
As misturas resultantes dos processos podem ser classificadas como:
- Homogênea (líquido-líquido -> miscível);
- Heterogênea
Propriedades do sólidos e líquidos
As propriedades dos sólidos e fluidos podem influenciar a obtenção da mistura, tornando-a mais fácil ou mais difícil. Para a mistura de fluidos deve-se considerar a viscosidade, massa específica, relação entre as massas específicas e miscibilidade. Já para a mistura de sólidos considera-se a finura, massa específica, relação entre as massas específicas, forma, aderência e molhabilidade.
Mistura x Equipamento Agitador
O melhor agitador é aquele no qual a mistura ocorre num tempo determinado com uma potência menor, ou aquele que mistura mais rápido a uma potência determinada.
Quando o agitador está disposto no centro do tanque a componente tangencial é prejudicial à mistura. Sem um fluxo longitudinal de um nível a outro, as substâncias podem ficar sem se misturar, ocorrendo estratificação permanente em vários níveis. Havendo sólidos, estes poderão ser lançados à parede, descendo e acumulando-se embaixo do agitador. Neste caso, ao invés de se obter mistura, haverá concentração de sólidos.
- Agitadores tipo turbinas: são indicados para mistura de líquidos com aproximadamente a mesma densidade relativa. Porém, outros tipos de agitadores são preferidos para a mistura de certos líquidos.
- Agitadores com fita helicoidal: apresentam menor tempo de mistura para mesma potência quando usado com líquido viscoso, mas são mais vagarosos do que agitadores tipo turbinas para líquidos menos viscosos.
- Agitadores de hélices: apresentam tempo de mistura maior em comparação com agitadores tipo turbinas, entretanto o consumo de potência é menor para a mesma velocidade.
Quando bolhas de gases, gotas de líquidos, ou partículas sólidas são dispersas num líquido, o tempo de mistura para fase contínua é aumentado. Para líquidos viscosos, o tempo pode ser duas vezes maior do que o normal.
Mistura de líquidos miscíveis
Se o escoamento for turbulento a mistura é bem rápida. O agitador produz correntes de altas velocidades e o fluido é misturado melhor próximo ao agitador devido a alta turbulência. Como as correntes se movem na direção das paredes, ocorre uma mistura radial, porém essa mistura é pequena na direção do fluxo. Quando o fluido completa uma volta, ele retorna ao centro do agitador e a mistura intensa ocorre novamente.
Cálculos indicam que para que 99% da mistura ocorra, é necessário circular o conteúdo do tanque 5 vezes.
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Vantagens do armazenamento industrial
O armazenamento é um dos acessórios indispensáveis e fundamentais para o processo de uma fábrica. É utilizado para o recebimento e o armazenamento de matérias primas. Com ele, conseguimos automatizar e controlar as operações de entrada e saída de produtos, eliminando algumas etapas e tempo de mão de obra, melhorando assim a logística. Trabalhando também com estações de aditivos para maximizar o controle da produção.