É a operação que tem por objetivo reduzir o tamanho dos fragmentos de determinado material (matéria-prima ou produto final), afim de, modifica-los fisicamente para que os mesmos sejam adaptados às várias utilizações a que se propõe. A seguir, citamos algumas utilizações que julgamos importantes.
Aumento das superfícies.
Aumenta o número de partículas, reduzindo a perda de materiais durante sua utilização. Um exemplo que pode ser dado é caso de pedras que são retiradas de uma pedreira, ou seja, para podermos utiliza-las em uma obra de alvenaria, temos que reduzir seu tamanho para misturar a outros materiais como o cimento, areia cal e água, afim de facilitar uma mistura homogênea ( por igual ) entre esses componentes.
Reações químicas.
Ao utilizarmos partículas menores, existe maior interação entre os produtos utilizados, aumentando a reatividade química entre os componentes da reação, redução de perdas com materiais que não tenham reagido e redução do tempo de reação.
Extração.
Alguns materiais são encontrados na natureza misturados com outros e é necessário quebra-los para liberar os outros materiais, como é o caso do granito que após a redução de tamanho é possível a separar quartzo, feldspato e areia. Outras utilizações são a moagem e o britamento de combustíveis sólidos para facilitar a queima, a transformação de toras ede madeira em cavacos para facilitar o cozimento para a produção de celulose e a moagem de sementes oleaginosas para a extração com solventes.
Secagem.
Também a secagem é influenciada pelo tamanho do grão, pois utiliza-se muito mais energia para secar um bloco de qualquer material do que secar fragmentos de menor tamanho do mesmo material. Por isso o esmo é reduzido a grãos de tamanhos menores para reduzir o tempo de operação, reduzir o custo da secagem e de várias atividades afins.
Cor.
Também a cor é influenciada. O poder de tingimento de pigmentos é maior quando o tamanho das partículas for menor, pois, isso influi positivamente na penetração mecânica do pigmento e também na capacidade de reagir positivamente com mordentes e também aumentando o seu poder de cobertura, aumentando significativamente a opacidade da pintura, deixando a cor mais intensa.
Especificação de Produtos comerciais.
Podemos citar o pó utilizado para lixas, que fazem com que uma lixa seja mais fina ou mais grossa que oura pois para uma lixa mais fina reduzimos as partículas a tamanhos pequenos e para lixas grossas podemos utilizar partículas maiores. O caso de produtos como o talco e gesso.
Mistura entre dois sólidos.
A mistura entre produtos farmacêuticos é onde podemos citar a utilização de partículas pequenas para facilitar a homogeneização da mistura. É necessária uma especificação de tamanho das partículas para haver uma mistura ideal.
MECANISMOS UTILIZADOS PARA FRAGMENTAR PARTICULAS.
Em função da grande variedade de materiais processados na indústria, os mecanismos utilizados para tal são diferentes bem como os equipamentos utilizados também, ou seja, o método empregado para fragmentar materiais duros não pode ser o mesmo que o utilizado para materiais moles. Um exemplo disso é o picador utilizado em transformar toras de eucalipto em cavacos e outro é o britador de mandíbulas utilizado para fragmentação de materiais duros e abrasivos.
A fragmentação é uma operação complexa e para que os sólidos sejam fragmentados, são necessários diferentes tipos de solicitações, sendo que cada equipamento pode utilizar mais de um tipo , que será empregado para um ou mais tipos de materiais a serem processados. Seguem abaixo as solicitações utilizadas industrialmente:
Compressão.
Impacto.
Atrito ou Abrasão.
Corte e/ou Dilaceramento.
Como dissemos acima, existem diversos tipos de equipamentos e eles são classificados de acordo com a utilização que terá conforme quadro abaixo:
|
Alimentação |
Produto |
Britadores Primários ou grosseiros Secundários ou intermediários |
|
|
Moinhos Finos Coloidais |
80 mesh |
200 mesh Até 0,01 μ |
EQUIPAMENTOS
Britadores primários: grande para médio grau de redução;
Giratório
De mandíbulas
Blake
Dodge
Trituradores ou Britadores Secundários: para graus
médios de divisão;
De pinos
De martelos
De rolos ou cilindros
lisos
dentados
De barras ou gaiola ( desintegrador )
De disco
Cônico
Rotatório
Mó ou moenda
Moinhos finos: reduzir médios a pó.
Rebolo
De rolos ou cilindros
Centrífugos ou de atrito
De energia fluída
a ar
a vapor
De bolas
comuns
de barras
de compartimentos
cônico
tubular
Moinhos coloidais
De disco
Cônico
Relação de Fragmentação.
A relação entre o diâmetro de alimentação (D1) e o diâmetro do produto ( D2) é denominada relação de fragmentação (m):
m = D1
D2
Desintegração:
Aplicação do esforço ocasionando fissuras.
Concentração de esforço até valor crítico Þ crescimento e ramificação das fissurasÞ ruptura.
Se aumentarmos a força de um
impacto súbito num sólido, aumenta o número de partículas finas, mas não
diminui o tamanho delas. Portanto:
Tamanho das partículas finas: está relacionado com a estrutura do
material.
Tamanho das partículas maiores: tem relação com o processo utilizado nesta
redução de tamanho.
Consumo de energia:
Está relacionado com a estrutura interna do material e relação de fragmentação e é composta de duas etapas:
Abertura de pequenas fissuras;
Formação de nova superfície.
Bibliografia.
1- Operações Unitárias
1° volume – Operações com sólidos Granulares – Reynaldo Gomide.
2– http://www.enq.ufsc.br/disci/eqa5313/Fragmentacao%20de%20Solidos.htm