{"id":368,"date":"2021-12-24T12:40:53","date_gmt":"2021-12-24T15:40:53","guid":{"rendered":"http:\/\/dummy.xtemos.com\/woodmart\/?p=368"},"modified":"2021-12-29T16:59:57","modified_gmt":"2021-12-29T19:59:57","slug":"forca-de-arrasto-segregacao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/castech.com.br\/es\/forca-de-arrasto-segregacao\/","title":{"rendered":"Segrega\u00e7\u00e3o de Fertilizantes por Arrasto do Ar"},"content":{"rendered":"
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RESUMO \u2013 A forma\u00e7\u00e3o de pilhas c\u00f4nicas livres, a partir de uma descarga vertical, \u00e9 uma das principais formas de ocorr\u00eancia de segrega\u00e7\u00e3o, fazendo com que as part\u00edculas sejam separadas com rela\u00e7\u00e3o ao seu tamanho. O objetivo deste trabalho consiste na aplica\u00e7\u00e3o de uma nova t\u00e9cnica com inje\u00e7\u00e3o de uma corrente de ar normal ao escoamento descendente de material na descarga de um silo para forma\u00e7\u00e3o da pilha livre. A t\u00e9cnica apresentou uma melhora nos \u00edndices de segrega\u00e7\u00e3o da pilha de 33,65% em compara\u00e7\u00e3o \u00e0quela formada sem qualquer t\u00e9cnica de manuseio.<\/em><\/p>\n

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1. INTRODU\u00c7\u00c3O<\/strong><\/p>\n

A segrega\u00e7\u00e3o consiste no rearranjo das part\u00edculas dentro de um leito de material a granel (Farnish e Bradley, 2007). O fator que mais contribui com a ocorr\u00eancia de segrega\u00e7\u00e3o \u00e9 a diferen\u00e7a no tamanho das part\u00edculas (Hoffmeister et al. 1964). No processo de formula\u00e7\u00f5es de fertilizantes NPK granulados, o que est\u00e1 mais associado com segrega\u00e7\u00e3o \u00e9 a forma\u00e7\u00e3o de pilha por descarga a\u00e9rea. Durante a din\u00e2mica de forma\u00e7\u00e3o da pilha, as part\u00edculas com maior di\u00e2metro tendem a rolar para as extremidades e deixam espa\u00e7os permitindo com que as menores se concentrem no centro (Rhodes, 2008).<\/p>\n

O objetivo deste trabalho \u00e9 propor uma nova t\u00e9cnica de manuseio de s\u00f3lidos a granel para, diminui\u00e7\u00e3o do efeito da segrega\u00e7\u00e3o na forma\u00e7\u00e3o de pilhas c\u00f4nicas, com uso da for\u00e7a de arrasto de uma corrente de ar, atuando em dire\u00e7\u00e3o perpendicular ao escoamento descendente de material, no descarregamento a\u00e9reo de um silo.<\/p>\n

2. SISTEMAS DE MISTURA DE FERTILIZANTES<\/strong><\/p>\n

O sistema de mistura de fertilizantes em batelada consiste em tr\u00eas etapas: pesagem e carregamento de mat\u00e9ria-prima, mistura e descarga do produto (Figura 1). A segrega\u00e7\u00e3o pode ser diminu\u00edda com t\u00e9cnicas convencionais de manuseio: escoamento em massa; inser\u00e7\u00e3o de um cone invertido pr\u00f3ximo \u00e0 sa\u00edda; inser\u00e7\u00e3o de um cone menor na descarga; deslocamento da entrada do silo; mecanismos de fluidiza\u00e7\u00e3o e de vibra\u00e7\u00e3o junto a parede de silos (Fayed e Otten, 1984; Purutyan et al., 1998). Mecanismos de descarga que previnem a segrega\u00e7\u00e3o: cascata; instala\u00e7\u00e3o de chutes telesc\u00f3picos (Carvalho, 2018; Farnish et al. 2007).<\/p>\n

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\nFigura 1 \u2013 Fluxograma de uma unidade de mistura NPK<\/p>\n

3. DESLOCAMENTO DE PEQUENAS PART\u00cdCULAS PARA ATENUAR A SEGREGA\u00c7\u00c3O<\/strong><\/p>\n

Efetuando o deslocamento de part\u00edculas com uso de corrente de ar em escoamento cruzado, com as part\u00edculas descarregadas de silo, tem-se o desempenho ilustrado na Figura 2.<\/p>\n

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\nFigura 2 \u2013 Trajet\u00f3ria das part\u00edculas submetidas \u00e0 a\u00e7\u00e3o de uma corrente de g\u00e1s em escoamento cruzado com as part\u00edculas (Rhodes, 2008).<\/p>\n

Aplicando um balan\u00e7o de for\u00e7as sobre as part\u00edculas na dire\u00e7\u00e3o horizontal, ent\u00e3o a desacelera\u00e7\u00e3o da part\u00edcula (\ud835\udc4e\ud835\udc45 \u00e9 expressa por (for\u00e7a de retardamento) \/massa da part\u00edcula), \u00e9 dada por (Rhodes, 2008):<\/p>\n

\"\"(1)<\/p>\n

Recorrendo a equa\u00e7\u00e3o do movimento da part\u00edcula na dire\u00e7\u00e3o horizontal expresso pela Equa\u00e7\u00e3o de Torricelli:<\/p>\n

\ud835\udc48\ud835\udc532= \ud835\udc482 + 2 .\ud835\udc4e\ud835\udc45 .\ud835\udc46 (2)<\/p>\n

sendo: Uf a velocidade final da part\u00edcula, no caso igual a zero, e S a dist\u00e2ncia percorrida ap\u00f3s iniciar o movimento at\u00e9 o final do percurso. Combinando com a Equa\u00e7\u00e3o (1) tem-se:
\n\"\"(3)<\/p>\n

Essa dist\u00e2ncia se refere \u00e0 part\u00edcula que adquiriu a mesma velocidade do jato do fluido: part\u00edculas menores se deslocar\u00e3o a maiores dist\u00e2ncias.<\/p>\n

Usando o princ\u00edpio do separador gravitacional, obt\u00e9m-se a Equa\u00e7\u00e3o (4), para o c\u00e1lculo da vaz\u00e3o de ar para deslocar part\u00edculas a dist\u00e2ncia selecionada (Gordon e Peishakov, 1972).
\n\"\"(4)<\/p>\n

4. DISPOSITIVO EXPERIMENTAL<\/strong><\/p>\n

A Figura 3 ilustra o dispositivo usado para a determina\u00e7\u00e3o do \u00edndice de segrega\u00e7\u00e3o. Os experimentos foram efetuados com MAP granulado – tamanhos m\u00e9dios de 2,1 e 3,7 mm. Isso representa os tamanhos extremos de fertilizantes comerciais. Usando a Equa\u00e7\u00e3o (4), sendo a \u00e1rea transversal ao escoamento de ar de 65 cm\u00b2, foi quantificada a velocidade do ar, como refer\u00eancia para deslocar as menores part\u00edculas em um meio dilu\u00eddo, obtendo-se 4 m\/s. As amostras retiradas da Caixa de Hoffmeister foram submetidas an\u00e1lise granulom\u00e9trica com a s\u00e9rie Tyler de peneiras e o \u00cdndice de Segrega\u00e7\u00e3o foi obtido com a Equa\u00e7\u00e3o (5), sendo m2 e m4 as fra\u00e7\u00f5es de part\u00edculas de 2,1 mm e 3,7 mm em cada compartimento (regi\u00e3o) da caixa. O \u00edndice de segrega\u00e7\u00e3o da pilha consistiu da m\u00e9dia aritm\u00e9tica dos \u00edndices de segrega\u00e7\u00e3o de cada regi\u00e3o da pilha, de acordo com a propor\u00e7\u00e3o da massa total da regi\u00e3o com a massa total da pilha, para prestigiar a contribui\u00e7\u00e3o sobre a massa total de part\u00edculas em cada compartimento. Os resultados finais s\u00e3o sumarizados na Tabela 1, sendo analisados o sistema submetido \u00e0 for\u00e7a de arrasto do ar e o sistema desprovido de ar (controle).<\/p>\n

\"\"(5)<\/p>\n

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\nFigura 3 \u2013 Dispositivo de determina\u00e7\u00e3o do \u00edndice de segrega\u00e7\u00e3o \u2013 Caixa de Hoffmeister, com dimens\u00f5es de 0,25 por 0,35 m (Da Silva, 1997).<\/p>\n

5. CONCLUS\u00d5ES<\/strong><\/p>\n

Verifica-se no c\u00e1lculo do \u00edndice de segrega\u00e7\u00e3o da pilha (Tabela 1) que existe uma not\u00e1vel diferen\u00e7a na segrega\u00e7\u00e3o, onde o grupo teste (aquele com o uso da inje\u00e7\u00e3o de ar) apresentou \u00edndice 33,65% menor que o grupo controle. O resultado mostra o potencial do novo m\u00e9todo de atenua\u00e7\u00e3o de segrega\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

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\nTabela 1 \u2013 \u00cdndices de segrega\u00e7\u00e3o corrigidos de cada regi\u00e3o da pilha para os dois grupos e o valor total do \u00edndice de segrega\u00e7\u00e3o global da pilha para os dois grupos.<\/p>\n

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6. REFER\u00caNCIAS<\/strong><\/p>\n

CARVALHO FMC, A segrega\u00e7\u00e3o de part\u00edculas no contexto das misturadoras de fertilizantes. Disserta\u00e7\u00e3o. PPGEQ \u2013 Engenharia Qu\u00edmica, 121p, 2018.
\nDA SILVA GA, The effect of the physical properties of particles of bulk-blended fertilizers on segregation by coning. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 14(3), 00, 1997.
\nFARNISH, RJ.; BRADLEY, M SA., Segregation during fertilizer handling: occurrence, assessment and control, Proceedings n\u00b0 600, The International Fertilizer Society, York, p. 1-29, 2007.
\nFAYED ME, OTTEN L, Handbook of Powder Science and Technology. New York, Van Nostrand Reinhold Company, 1984.
\nGORDON G, PEISHAKOV L, Dust collection and gas cleaning. Moscow: Mir Publishers, 1972.
\nHOFFMEISTER G, WATKINS SC, SILVERBERG J. Bulk Blending of Fertilizer Material: Effect of Size, Shape, and Density on Segregation, Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 12, p. 64-69, 1964.
\nPURUTYAN H, PITTENGER BH, CARSON JW, Six Steps to Designing a Storage Vessel that Really Works, Powder and Bulk Engineering, v. 13, p. 56-58, 1999.
\nRHODES M, Introduction to Particle Technology. Chichester: John Wiley & Sons. 2008.<\/p>\n

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Autor: Me. Felipe Mendes Carvalho<\/p>\n

Os autores agradecem \u00e0 Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa de Minas Gerais \u2013 FAPEMIG, \u00e0 Cin\u00e9tica Sistemas LTDA e \u00e0 UNIUBE pelo suporte dado \u00e0 apresenta\u00e7\u00e3o deste trabalho no COBEQ 2018.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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EQUIPAMENTOS EM DESTAQUE<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\n\t\t\t\n\t\t<\/div>\n\t\t\n\t\t\t\t