Apostila de Operações Unitárias

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Apostila 
 
Introdução 
 
as 
 
Operações Unitárias I 
 
 
 
Compilada por: Thomas Dirani Senna Calabrese 
 
 
Volume I 
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Índice 
 
 
INTRODUÇÃO ÀS OPERAÇÕES UNITÁRIAS............................................................................................... 3 
 
INTRODUÇÃO AOS METODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS............................................................ 6 
 
ARMAZENAMENTO........................................................................................................................................ 11 
 
TRANSPORTE DE SÓLIDOS........................................................................................................................... 17 
 
TRANSPORTE DE LÍQUIDOS......................................................................................................................... 27 
 
INTRODUÇÃO À MISTURA............................................................................................................................45 
 
EXTRAÇÃO..................................................................................................................... .................................. 55 
 
CONVERSÃO DE UNIDADES.........................................................................................................................61 
 
MECANICA DOS FLUIDOS................................................................................................... ..........................63 
 
NOÇÕES DE HIDRODINAMICA........................................................................................ .............................69 
 
PERDA DE CARGA...........................................................................................................................................81 
 
PRINCÍPIO DE BERNOULLI OU EQUAÇÃO DE BERNOULLI.................................................................. 85 
 
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INTRODUÇÃO ÀS OPERAÇÕES UNITÁRIAS 
 
Toda indústria química envolve um conjunto de processos: Processo químico, Processo de estocagem 
de materiais, processo de compras, processo de pagamentos, etc. As operações unitárias serão 
importantes para execução dos processos químicos, físico-químicos, petroquímicos, etc. 
 
Um processo químico é um conjunto de ações executadas em etapas, que envolvem modificações da 
composição química, que geralmente são acompanhadas de certas modificações físicas ou de outra 
natureza, no material ou materiais que é (são) ponto de partida (matérias primas) para se obter o 
produto ou os produtos finais (ou acabados). 
 
Cada etapa dentro do processo que tem princípios fundamentais independentes da substância (ou 
substâncias), que está sendo operada e de outras características do sistema, pode ser considerada uma 
operação unitária. 
 
O engenheiro A. D. Little (1915) apresenta um conceito interessante para as operações unitárias: 
“Qualquer processo químico, em qualquer escala, pode ser decomposto numa série estruturada do que 
se podem denominar, operações unitárias, como moagem, homogeneização, aquecimento, calcinação, 
absorção, condensação, lixiviação, cristalização, filtração, dissolução, eletrólise, etc.” 
 
Desde 1915 foram acrescentadas outras operações unitárias a lista de Little como o transporte de 
fluidos, a transferência de calor, a destilação, a umidificação, a absorção de gases, a sedimentação, a 
classificação, a centrifugação, a hidrólise, a digestão, a evaporação, etc. 
 
As complexidades das Aplicações de engenharia provem da diversidade das condições, como 
temperatura, pressão, concentração, pureza, etc., sob as quais as operações unitárias devem ser 
realizadas nos diversos processos e das limitações e exigências aos materiais de construção e de 
projeto, impostas pelos aspectos físicos e químicos das substancias envolvidas. 
 
Todas as operações unitárias estão baseadas em princípios da ciência que são traduzidos nas aplicações 
industriais em diversos campos de engenharia. O escoamento de fluído, por exemplo, é estudado em 
mecânica dos fluídos, mas interessam muito a hidráulica que se liga mais à engenharia civil e a 
engenharia sanitária. 
 
Encontram-se, no setor da indústria exemplos de maior parte das operações unitárias em aplicações as 
mais variadas. 
 
Classificação 
As operações unitárias podem ser classificadas de acordo com critérios variados. Podemos, por 
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exemplo, classificá-las em grupos de acordo com a sua finalidade dentro do processo produtivo. 
 
- Operações preliminares: São normalmente utilizadas antes de qualquer outra operação. Suas funções 
estão associadas à preparação do produto para posterior processamento de melhoria das condições 
sanitárias da matéria prima. Ex. Limpeza, seleção, classificação, eliminação, branqueamento, etc. 
 
- Operações de conservação: Entre estas podemos citar a esterilização, a pasteurização, o congelamento, 
refrigeração, evaporação, secagem, etc. 
 
- Operações de transformação: Moagem, mistura, extrusão, emulsificação, etc. 
 
- Operações de separação: Filtração, cristalização, sedimentação, centrifugação, prensagem, destilação, 
absorção, adsorção, desumidificação, precipitação eletrostática, etc. Uma classificação bem comum é 
utilizada levando-se em conta o tipo de operação envolvida (operações mecânicas, operações 
envolvendo transferência de calor e operações envolvendo transferência de massa), a saber: 
 
 
1. OPERACOES MECANICAS 
 
1.1 – Operações envolvendo sólidos granulares 
- Fragmentação de sólidos; 
- Transporte de sólidos; 
- Mistura de sólidos; 
 
1.2 – Operações com sistemas sólido-fluído 
- Sólidos de solido; 
- Peneiramento 
- Separação hidráulica (arraste –elutriação) 
 5 
- Solido de líquidos; 
- Decantação; 
- Flotação (borbulhamento de ar); 
-Floculação (sulfato de alumínio –aglutinação – flocos); 
- Separação centrifuga; 
- Filtração; 
- Sólidos de gases; 
- Centrifugação (para gases - ciclones); 
- Filtração (para gases - filtros manga); 
- Líquidos de líquidos; 
- Decantação; 
- Centrifugação. 
 
1.3 – Operações envolvendo sistemas fluidos 
- Bombeamento de líquidos; 
- Mistura e agitação de líquidos; 
 
2 – OPERAÇÕES COM TRANSFERENCIA DECALOR 
 
- Aquecimento e resfriamento de fluidos; 
- Evaporação e Cristalização; 
- Secagem. 
 
3 – OPERAÇÕES COM TRANSFERENCIA DEMASSA 
 
- Destilação; 
- Extração liquido-liquido; 
- Absorção de Gases. 
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INTRODUÇÃO AOS METODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS 
 
Na química, a separação de misturas é muito importante, pois para obtermos resultados mais corretos 
em pesquisas e experiências, é necessário que as substâncias utilizadas sejam as mais puras possíveis. 
Para isso, utilizam-se vários métodos de separação, que vão desde a "catação" até "destilação 
fracionada". 
 
Exemplos práticos onde a separação de misturas é aplicada: 
 
- Tratamento de esgotos / Tratamento de água 
O esgoto urbano contém muito lixo "grosso", é necessário separar este lixo do resto da água (ainda suja, 
por componentes líquidos, que serão extraídos depois) 
 
- Dessalinização da água do mar 
Em alguns lugares do planeta, a falta de água é tamanha, que é preciso pegar água do mar para utilizar 
domesticamente. Para isso, as usinas dessalinizadoras utilizam a osmose e membranas semi-
permeáveis para purificar a água. 
 
- Destilação da cachaça 
 
- Separação de frutas podres das boas em cooperativas (catação) 
 
- Exame de sangue 
Separa-se o sangue puro do plasma (líquido que compõe parte do sangue, que ajuda no carregamento 
de substâncias pelo organismo), através de um processo de sedimentação "acelerada" (o sangue é posto 
em uma centrífuga, para que a parte pesada do composto se deposite no fundo do recipiente). Entre 
várias outras aplicações. 
 
Para facilitar o processo de separação de uma mistura, deve-se observar primeiro a própria mistura. 
 
Ela pode ser de dois tipos: homogênea e heterogênea. Homogênea significaque as misturas tem um 
aspecto comum, dando a impressão de que não é uma mistura. Heterogênea é o contrário: nota-se 
claramente que se trata de duas (ou mais) substâncias, exemplo: água misturada com areia. 
 
Nas misturas homogêneas, deve-se aplicar primeiro métodos que envolvam fenômenos físicos 
(evaporação, solidificação, etc.). Nas heterogêneas, deve-se separar as "fases" (os diferentes aspectos da 
mistura) utilizando métodos mecânicos (catação, levigação, etc.), e depois, os mesmos métodos 
utilizados em substâncias homogêneas (pois cada fase poderá ter mais de uma substância, passando a 
ser então, uma substância homogênea). 
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Abaixo está a lista de métodos utilizados para separação de misturas: 
 
- Magnetismo 
- Catação 
- Sedimentação 
- Decantação 
- Filtração 
- Dissolução Fracionada 
- Fusão Fracionada 
- Liquefação Fracionada 
- Levigação 
- Ventilação 
- Peneiração | Tamização 
- Destilação Simples 
- Destilação Fracionada 
 
1) CATAÇÃO (MISTURAS HETEROGÊNEAS) 
 
A catação é o tipo de separação de misturas do tipo "sólido-
sólido", onde as substâncias são separadas manualmente, 
com uma pinça, colher, ou outro objeto auxiliador, 
utilizando o critério visual para a separação das partículas 
sólidas. 
 
É utilizada, por exemplo, na separação de grãos bons e 
ruins de feijão e também na separação dos diferentes tipos 
de materiais que compõem o lixo: 
vidro, metais, borracha, papel, plásticos, etc., para serem 
destinados à reciclagem. 
 
2) SEPARAÇÃO MAGNÉTICA (MISTURAS HETEROGÊNEAS) 
 
Trata-se de um método de separação sólido-sólido específico das misturas 
com um componente ferromagnético como o cobalto, o níquel e, 
principalmente, o ferro. Estes materiais são extraídos pelos ímãs, 
fenômeno que se pode aplicar para reter as suas partículas ou para desviar 
a sua queda. 
 
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3) SEPARAÇÃO POR SUBLIMAÇÃO (MISTURAS HETEROGÊNEAS) 
 
A sublimação é a passagem direta de sólido a gás que sofrem algumas 
substâncias como o iodo, em determinadas condições de pressão e temperatura. 
A sublimação pode-se aplicar às soluções sólidas e às misturas, sempre uma das 
substâncias possa sofrer este fenômeno. Basta aquecer a mistura ou solução à 
temperatura adequada e recolher os vapores que,quando arrefecem, se vêem 
submetidos a uma sublimação regressiva, ou seja, passam diretamente de gás a 
sólido. 
 
4) SEPARAÇÃO POR SOLUÇÃO E FILTRAGEM (MISTURAS HETEROGÊNEAS) 
 
Para separar uma mistura sólida, pode recorrer-se a um solvente 
seletivo e, portanto, à separação por solução. Às vezes é possível 
encontrar um bom solvente para um dos componentes da mistura que, 
no entanto, não dissolve o outro ou os outros componentes, obtendo-
se uma suspensão. 
 
Filtragem – quando uma suspensão passa através de um papel de filtro, as suas partículas ficam retidas 
se o diâmetro da malha que forma o papel for suficientemente pequeno. 
 
No caso das partículas sólidas serem muito pequenas pode recorrer-se a um filtro de porcelana porosa. 
O mais corrente é o filtro de papel, que se dobra em quatro partes, formando-se um cone que se adapta 
à forma do funil. Existem também filtro de areia, argila e carvão. 
 
5) DECANTAÇÃO (MISTURAS HETEROGÊNEAS) 
 
Trata-se da separação de dois líquidos ou de um 
líquido e de um sólido, aproveitando a sua diferença 
de densidade. Para separar um líquido de um sólido de 
maior densidade deixa-se repousar durante certo 
tempo, para que o sólido se deposite no fundo do 
recipiente. Se as partículas sólidas forem muito pequenas, esse tempo 
pode prolongar-se por horas ou até mesmo dias. A partir do momento 
em que se depositou totalmente, inclina-se o recipiente com cuidado até 
se verter o líquido sem que o sólido seja arrastado. Para a obtenção de 
melhores resultados pode também ser utilizada uma vareta de vidro 
como material auxiliar. 
 
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A decantação é muito utilizada para separar líquidos imiscíveis, ou seja, líquidos que não se misturam. 
Para isso, coloca-se a mistura a ser separada num funil de separação (ou funil de decantação ou funil de 
bromo). Quando a superfície de separação das camadas líquidas estiver bem nítida, abre-se a torneira e 
deixa-se escoar o líquido da camada inferior. 
 
6) CENTRIFUGAÇÃO (MISTURAS HETEROGÊNEAS) 
 
Quando numa mistura de sólidos e líquidos, os sólidos possuem uma dimensão 
muito pequena, não são úteis nem a filtragem nem a decantação. O pequeno 
tamanho das partículas sólidas provoca uma obstrução dos poros do filtro, 
tornando a filtragem muito lenta mesmo que se produza vácuo por meio de 
uma bomba no interior do recipiente, para acelerar a filtragem. Por outro lado, 
a pequena dimensão das partículas faz com que sejam retidas pelo líquido, de 
modo que podem demorar muito tempo a depositar-se no fundo do recipiente, 
tornando ineficaz a decantação. Neste caso, introduz-se a mistura em tubos de ensaio que, colocados 
numa centrifugadora, giram em posição quase horizontal a grande velocidade, aumentando assim a 
rapidez com que se deposita o sólido compactado no fundo do tubo. Verte-se o líquido que sobrenada e 
fica completa a separação. 
 
6.1 Centrifugação manual – Existem 
centrifugadoras industriais de grande valia e 
eficácia que giram a mais de 20.000 rotações 
por minuto mas nos laboratórios continuam a 
utilizar-se pequenas centrifugadoras que, pelo 
seu baixo preço e fácil manejo, servem para 
trabalhos simples que não necessitam de altas 
velocidades nem de muitos minutos de 
centrifugação. 
 
 
7) DESSECAÇÃO OU SECAGEM (MISTURAS HETEROGÊNEAS) 
 
Produz-se aquecendo a amostra diretamente à chama, com um aquecedor elétrico ou numa estufa 
adequada, com o fim de evaporar o líquido volátil que empapa ou dissolve o sólido. Este permanece no 
recipiente. A dessecação termina quando se pesa o recipiente com pequenos intervalos de tempo e o 
seu peso não se altera. 
 
8) CRISTALIZAÇÃO (MISTURAS HOMOGÊNEAS) 
 
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Quando se deseja separar um componente sólido de uma solução líquido-sólido, pode deixar-se 
evaporar o líquido até que a solução fique saturada. A partir desse momento, o sólido ir-se-á separando 
em cristais. Pode-se acelerar este processo aumentando a temperatura e o contato com o ar. Os cristais 
úmidos podem ser secados com um papel de filtro ou numa estufa, ou por filtragem ou decantação, 
quando a quantidade de líquido for muito grande. 
 
9) DESTILAÇÃO (MISTURAS HOMOGÊNEAS) 
 
A destilação é eficaz na separação de dois ou mais líquidos 
solúveis entre si. Cada líquido possui uma temperatura de ebulição 
própria. Os líquidos podem ser separados por meio de um 
destilador. Ferve-se uma solução formada por líquidos num 
destilador, sendo a primeira fração de líquido que se recolhe a que 
corresponde ao líquido mais volátil, dado que foi o primeiro a 
entrar em ebulição. Pode utilizar-se eficazmente sempre que os 
líquidos misturados ou dissolvidos não possuam temperaturas de 
ebulição muito parecidas. Em caso contrário é preciso utilizar destilações muito mais complexas. 
 
9.1 Destilações fracionadas – Para a separação dos componentes 
das misturas homogêneas liquido-liquido, recorre-se muitas vezes 
a destilação fracionada. Ao aquecer a mistura num balão de 
destilação, os líquidos destilam-se na ordem crescente de seus 
pontos de ebulição e podem ser separados. O petróleo e separado 
em suas frações por destilação fracionada. 
 
10) FLUTUAÇÃO OU FLOTAÇÃO (MISTURAS HETEROGÊNEAS) 
 
Aplica-se a uma mistura com um líquido de densidade intermediária em relação 
às dos componentes. O componente menos denso que o líquido flutuará, 
separando-se assim do componente mais denso, que se depositará. O líquido 
utilizado não deve, contudo, dissolver os componentes. Também é denominado 
por sedimentação fracionada. 
 
11) CROMATOGRAFIA 
 
Se a mistura a separar nos seus componentes for colorida, este 
processo permite separar os vários pigmentos,obtendo-se 
cromatogramas. Para a realização deste processo de separação será 
imprescindível a utilização de papel absorvente, assim como de um 
goblé com álcool etílico. 
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ARMAZENAMENTO 
 
A necessidade de armazenamento surge por vários motivos: 
 
- Reservar a matéria-prima, solida ou fluida, recebida do fornecedor, muitas vezes em grandes 
quantidades; 
- Armazenar o produto antes da venda; 
- Possivelmente como uma etapa intermediaria objetivando dar “fôlego” as outras etapas do processo, 
tais como transporte, embalagem, entre outras. 
 
LÍQUIDOS 
 
Os recipientes que realizam este armazenamento chamam-se tanques, são especificados por normas 
apesar de serem equipamentos mais simples. O armazenamento de líquidos pode ser realizado, 
basicamente, em duas condições distintas: 
 
- Armazenamento de líquidos a temperatura ambiente e pressão atmosférica; 
- Armazenamento de líquidos a temperatura ambiente e pressão acima da atmosférica 
 
GASES 
 
Os recipientes que realizam este armazenamento chamam-se vasos ou cilindros. Os vasos na maioria 
das vezes são cilíndricos horizontais ou verticais, dependendo da necessidade. 
 
A forma com a qual o gás pode ser armazenado não depende somente do tipo do gás, mas das condições 
em que ele se encontra. 
 
Uma das propriedades que mais podem interferir no tipo de armazenamento de gases é a 
TEMPERATURA e PRESSÃO critica do gás, ou seja, a temperatura acima da qual o gás não pode ser 
liquefeito, pois o gás liquefeito consegue ser armazenado em uma quantidade muito maior em massa do 
que no estado gasoso. Desta forma os gases podem ser armazenados nas seguintes condições: 
- Armazenamento de gases a temperatura ambiente e alta 
pressão, sob a forma de gás; 
- Armazenamento de gases liquefeitos a temperatura ambiente e 
alta pressão; 
- Armazenamento de gases liquefeitos a temperatura criogênica 
e alta pressão. 
 
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Vasos de Pressão 
 
Na indústria, o processamento e estocagem tanto de líquidos quanto gases, são feitos a pressões 
maiores ou menores que a atmosférica. Dessa maneira, são empregados recipientes fechados e com 
resistência para suportar pressões no seu corpo, assim como temperaturas que extrapolam o ambiente. 
Esses equipamentos, denominados “vasos de pressão”, por operarem normalmente sujeitos a pressão 
e/ou temperaturas elevadas, são considerados equipamentos de alto risco, por conterem grande 
quantidade de energia acumulada no seu interior. 
 
A faixa de variação de pressões e de temperatura de trabalho dos vasos de pressão é muito extensa. 
Existem vasos de pressão trabalhando desde o vácuo absoluto até cerca de 4.000 Kg/cm² (~400 MPa), e 
desde próximo zero absoluto até temperaturas da ordem de 1500ºC. Os vasos de pressão podem ter 
grandes dimensões e pesos, havendo alguns com mais de 60m de comprimento de outros com mais de 
200 t de peso. 
 
O nome vaso de pressão designa genericamente todos os recipientes estanques, de qualquer tipo, 
dimensões, formato ou finalidade, capazes de conter um fluido pressurizado. Dentro de uma definição 
tão abrangente inclui-se uma enorme variedade de equipamentos, desde uma simples panela de 
pressão de cozinha até os mais sofisticados reatores nucleares. 
 
Os vasos de pressão são todos os reservatórios destinados ao armazenamento e processamento 
(transformações físicas ou químicas) de líquidos e gases sob pressão ou sujeitos a vácuo total ou parcial. 
Podemos também definir os vasos de pressão como sendo todos os reservatórios, de qualquer tipo, 
dimensões ou finalidade, não sujeitos a chama, que contenham qualquer fluido em pressão 
manométrica igual ou superior a 1,02 kgf/cm² ou submetidos á pressão externa. Os vasos de pressão 
são empregados em três condições distintas: 
 
- Armazenamento de gases sob pressão: Os gases são armazenados sob pressão para que se possa ter 
um grande peso em um volume relativamente pequeno. 
- Acumulação intermediária de líquidos e gases: Isto ocorre em sistemas onde é necessária 
armazenagem de líquidos ou gases entre etapas de um mesmo processo ou entre processos diversos. 
- Processamento de gases e líquidos: Inúmeros processos de transformação em líquidos e gases 
precisam ser efetuados sob pressão. 
 
Classificação dos vasos de pressão: 
 
a) Vasos não sujeitos a Chama. 
- Vasos de armazenamento e de acumulação 
- Torres de destilação fracionada, retificadora, absorvedora e etc. 
- Reatores diversos 
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- Esferas de Armazenamento de gases 
- Permutadores de calor 
 
b) Vasos sujeitos a chama 
- Caldeiras 
- Fornos 
 
c) Quanto à pressão de operação os vasos podem ser classificados quanto a sua pressão de operação 
absoluta em: 
- Vasos atmosféricos: 0,8 a 1,3 atm 
- Vasos de baixa pressão: 0,03 a 0,8atm 
- Vasos de alta pressão: 1,3 a 205atm 
 
d) Quanto à posição de instalação (dimensão em relação do solo), 
baseando-se na posição em que essas três dimensões estão em 
relação ao solo, podemos classificar os vasos de pressão como 
mostrado a seguir: 
- Cilíndrico Vertical: DI e DE, paralelos em relação ao solo e CET, 
perpendicular ao solo 
- Cilíndrico inclinado: DE, Dl, CET, inclinados em relação ao solo 
- Cilíndrico horizontal: DE, DI perpendiculares ao solo e CET, paralelo ao solo 
- Esférico: Quando a dimensão CET não pode ser definida 
 
O comprimento entre tangentes (CET) é o comprimento total do corpo cilíndrico, ou a soma dos 
comprimentos dos corpos cilíndricos e cônicos sucessivos. As linhas de tangência, que limitam o 
comprimento entre tangentes, são linhas traçadas próximo a ambos os extremos do casco, na tangência 
entre o corpo cilíndrico e os tampos de fechamento. 
 
SÓLIDOS 
 
Armazenamento do material sólido revela algumas características específicas quando se analisa o 
material granular a granel, são elas: 
 
- Deformação; 
- Pressão; 
- Cisalhamento; 
- Densidade. 
 
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No armazenamento de sólidos existem três fatores de influência a serem considerados: 
 
- O coeficiente de atrito; 
- O ângulo de queda; 
- O ângulo de repouso. 
 
O coeficiente de atrito é, por definição, a tangente do ângulo de equilíbrio, não depende do peso do 
corpo, somente dos materiais e do estado das superfícies. 
 
O ângulo de queda é o ângulo com o qual o corpo começa a cair, considerado o infinitésimo maior que o 
ângulo de equilíbrio. 
 
O ângulo de repouso é o ângulo que um corpo particulado forma quando cai livremente sobre o chão ou 
uma superfície qualquer. O conteúdo da umidade influência diretamente no valor do ângulo de repouso, 
alterando-o conforme sua intensidade. 
 
TIPOS DE ARMAZENAMENTO DE SÓLIDOS 
 
1) ARMAZENAMENTO EM PILHAS 
 
Armazenam-se em pilhas quando a quantidade do material é muito grande, e inviabiliza 
economicamente a utilização de silos. 
 
Amplamente utilizada na indústria de mineração, fertilizantes, etc... 
 
A pilha pode ser cônica, quando a quantidade de material estocado é 
relativamente pequena, ou prismática quando a quantidade de material é 
muito grande. 
 
2) ARMAZENAMENTO EM SILOS 
 
Amplamente utilizada na indústria de grãos, cimentos etc... Os silos são 
utilizados para volumes menores de material, ou também quando o material é 
armazenado por sofrerem deterioração – grãos - ou for sensível à umidade- 
cimentos. 
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Podem ser feitos de concreto ou de aço, com formato redondo, quadrado ou retangular, depende do 
critério ou da necessidade do projetista, porém o fundo deve ser cônico ou piramidal. 
 
O ângulo do fundo deve ser MAIOR que o ângulo de queda do material armazenado. 
 
Alguns materiais granulares ou em pó não pode ser armazenados em silos pois formam, em contato 
com o ar, uma mistura explosiva, que na presença de algum tipo de ignição pode gerar grandes 
prejuízos. 
 
3) PROBLEMAS DE ARMAZENAMENTO EM SILOS 
 
Na armazenagem por silos, um dos fatores mais importantes no funcionamento é a escoabilidade domaterial. 
 
Os principais problemas de escoamento pelos silos são expostos nas figuras a seguir: 
 
 
 
4) SOLUÇÕES PARA PROBLEMAS DE ARMAZENAMENTO EM SILOS 
 
Das soluções mais primitivas surgiram métodos de eliminação ou, pelo menos,formas de minimizar os 
efeitos da falta de escoabilidade dos sólidos armazenados a granel. 
 
Atualmente, a utilização de martelos de borracha, para golpes na parte cônica do silo, ou meios de 
desestabilizar o material que se aglomerou dentro do silo, ainda são utilizadas com frequência porém, 
podem ser substituídos por mecanismos mais precisos, tais como: 
- VIBRADORES: Utilizados na parte cônica do silo. Consiste em aparelhos que vibram, impedindo a 
acomodação do material na parede do silo; 
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- ATIVADORES DE SILOS: Utilizados na parte INTERNA cônica do silo com a função de impedir que o 
material aglomere e forme arcadas impedindo o escoamento. Consiste em um equipamento que obriga 
o material armazenado a descer pelas paredes do silo; 
 
 
 
 
 
 
 
- FLUIDIFICADORES: Consiste em injetar ar dentro do silo com a finalidade de fluidificar o sólido, 
eliminando o atrito com as paredes e entre si do silo com a função de impedir que o material aglomere e 
forme arcadas impedindo o escoamento. 
 
 
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TRANSPORTE DE SÓLIDOS 
 
Os transportes industriais abrangem 3 tipos distintos de operações unitárias: 
- Transporte de sólidos 
- Bombeamento de líquidos 
- Movimentação de gases 
 
Operações de movimentação de sólidos granulares em regimes contínuos para as etapas do processo,e 
entre muitos, pode-se citar os seguintes aspectos sobre a importância do transporte de sólidos: 
- Grande importância no custo da operação industrial; 
- Automação dos processos, substituindo a mão-de-obra humana 
- Necessidade de um transporte versátil para os vários tipos de sólidos 
 
Para caracterizar, ou especificar, o equipamento, leva-se em consideração os seguintes aspectos: 
- Capacidade 
de operação; 
Nominal; 
de pico; 
de projeto. 
- Distância e desnível entre carga e descarga; 
- Natureza do material transportado; 
- Fatores econômicos. 
 
Podem-se dividir os transportadores em dois grupos: 
- Os que se movimentam junto com o sólido no transporte 
Pás carregadeiras; 
Vagonetas; 
Empilhadeiras; 
Caminhões; 
Guinchos; 
Guindastes; 
etc.... 
 
- Os que permanecem fixos no transporte do sólido 
Carregadores; 
Arrastadores; 
Elevadores; 
Alimentadores; 
Pneumáticos; 
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Os equipamentos carregadores são destinados a carregar de forma contínua o sólido granular de um 
ponto a outro dentro da fábrica, os mais comuns são: 
- Correia 
- Esteira 
- Corrente 
- Caçamba 
- Vibratório 
- Por gravidade 
 
TIPOS DE TRANSPORTADORES DE SÓLIDOS 
 
1) TRANSPORTADOR DE CORREIA (ESTEIRAS) 
 
O transportador de correias consiste em transportar o sólido suportado por uma correia sem fim 
flexível,normalmente de borracha, que se desloca sobre roletes durante todo o percurso, nas 
extremidades encontra-se tambores (polias), que se encontram livres no ponto de alimentação e 
motores (ou motrizes) no ponto de descarga. 
 
 
 
É realizado horizontalmente, podendo ser também inclinado, preferencialmente para cima. Podem 
medir desde poucos metros até muitos quilômetros, trabalhando versátilmente em várias velocidades e 
temperaturas. 
 
 
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A figura a seguir representa esquematicamente um transportador de correia: 
 
 
 
Os roletes de retorno podem ser chamados também de esticadores, por terem a função de manter a 
correia esticada no momento do retorno (quando está vazia), desta forma otimizando a potência do 
equipamento e aumentando a vida útil da correia, componente que gera maior manutenção do 
transportador. 
 
 
 
As Correias são mais comumente constituídas por camadas superpostas de borracha, para promover a 
resistência a abrasão e lonas de Nylon ou metálicas, que darão resistência mecânica à tração, ao 
conjunto. 
 
 
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Conforme a necessidade, as correias podem ser constituídas por outras matérias-primas, tais como PVC, 
couro,algodão, amianto, entre outros. 
 
A largura da correia interfere diretamente na resistência, portanto quanto maior for a largura, maior 
deve ser a espessura da correia e o numero de lonas. 
 
 
 
2) TRANSPORTADOR DE ROSCA (HELICOIDAL) 
 
 
 
Consiste em uma calha semicilíndrica dentro da qual gira um eixo com uma helicoide. Além do 
transporte propriamente dito, este transportador pode ser utilizados para algumas outras operações, 
tais como mistura, resfriamento, extração, moagem entre outros. 
 
São adaptáveis a uma ampla gama de processos operacionais, facilmente isolados do ambiente externo 
podendo trabalhar com atmosfera, pressão ou temperatura controladas. 
 
 
 
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3) TRANSPORTADOR DE ELEVADOR DE CAÇAMBAS 
 
 
 
É realizado para transportes verticais, transportador de elevador consiste em transportar o sólido 
suportado por caçambas, ou canecas, fixadas em correias verticais ou em correntes que se movimentam 
entre uma polia superior (normalmente motora) e outra inferior que gira livremente. 
 
Normalmente são equipamentos estanques, confinados em carenagens de aço ou outro material 
adequado, que impede a perda de materiais para o ambiente. 
 
O descarregamento pode ser realizado de vários modos, sendo as formas mais comuns: 
 
 
 22 
Onde: 
a)- Elevação com descarga centrífuga: 
Mais comum; 
Destinado ao transporte de grãos, areia, produtos químicos secos; 
b)- Elevação com descarga positiva: 
Destinado a materiais que tendem a se compactar; 
Velocidade de transporte é baixa; 
c)- Elevação contínua: 
A descarga é delicada para evitar degradação excessiva do produto; 
Normalmente usada para materiais difíceis de trabalhar com descarga contínua; 
 
4) TRANSPORTE PNEUMÁTICO 
 
 
 
A maioria das atividades industriais implica na movimentação de produtos em pó, granulados ou refiles, 
seja para as necessidades de fabricação ou para remoção de resíduos. 
 
O que é o Transporte Pneumático? 
Consiste em movimentar um produto (partículas de sólidos) no interior de uma tubulação estanque 
através de uma corrente de sopro ou exaustão, usando ar ou outro gás como fluido transportador. 
 
O transportador pneumático é um equipamento utilizado em larga escala na indústria para 
movimentação e elevação de sólidos granulados através das mais variadas distâncias e tipos de trajeto. 
 
 23 
O sistema de transporte pneumático é constituído basicamente por: 
- Tubulação por onde circulam os sólidos e o fluido transportado; 
- Um soprador e/ou bomba de vácuo; 
- Um alimentador de sólidos e; 
- Um separador de fluido e sólidos na parte terminal tais como: 
- Ciclones; 
- Filtros de limpeza por ar comprimido ou contra-corrente; 
- Ou até mesmo descarga direta em silo ou depósito. 
 
A utilização da movimentação do ar para a movimentação de materiais representa vantagens a este 
processo se comparado à movimentação mecânica (elevador, transportador helicoidal, etc.): 
 
- Pois oferece maior segurança ao produto uma vez que o mesmo é transportado por meio de 
tubulações, onde o ar como fluido possibilita o seu escoamento até o local desejado; 
 
- Ele se torna útil para transportar sólidos para locais de uma planta de processo, difíceis ou 
economicamente inviáveis de serem alcançadas por transportadores mecânicos. 
 
Usam tanto pressão positiva como negativa, para empurrar ou puxar, respectivamente, os materiais 
através da linha de transporte, em velocidades relativamente altas. O transporte pneumático pode ser 
usado para partículas que variam de pós a pellets e densidades de 16 a 3200 Kg/m3. 
 
Alguns materiais que podem ser manipulados pelos sistemas de Transporte Pneumático: 
 
- Açúcar; 
- Amendoim; 
- Argila em Esferas; 
- Cal virgem e Hidratada; 
- Caulim; 
- Cimento; 
- Farinha; 
- Finos de Carvão; 
- Granulados deAço; 
- Leite em Pó; 
- Óxido de Ferro; 
- Sal; 
- Soda; 
- Vidro; 
entre outros... 
 24 
4.1) Vantagens e desvantagens do transporte do pneumático considerando outros tipos de 
sistema de transporte: 
 
Vantagens: 
Sistema totalmente hermético: minimiza o problema de controle de emissão de particulados; 
Eficiente em consumo de energia e mão-de-obra; 
Confiável devido às poucas partes móveis e menor desgaste do sistema; 
Flexível, permitindo instalações de sistemas completos em espaços bem reduzidos. 
 
Desvantagens: 
Alto custo de instalação; 
Não pode transportar a longas distâncias; 
Limitação da distância no transporte de materiais frágeis. 
No transporte de materiais potencialmente explosivos, deve-se usar um gás inerte no lugar do 
ar e evitar fontes de ignição no interior da linha de transporte, aumentando os custos. 
 
Pode possuir várias subdivisões e classificações conforme sua competência e aplicações: 
- Fase fluida ou convencional 
- Fase densa 
- Sistema direto 
- Sistema indireto 
 
4.2) Tipos de transporte pneumático 
 
Fase Fluida ou Diluída: sistemas de baixa pressão (inferior a 01 bar) e alta velocidade (10 a 25 m/s), 
utilizando uma elevada relação ar / material; 
 
 
 
 25 
 
Operação em fase diluída sob pressão (empurando os sólidos). 
 
Fase Densa: utilizam pressão positiva para impulsionar os materiais. São sistemas de alta pressão 
(superior a 01 bar) e baixa velocidade (0,25 a 2,5m/s), utilizando uma relação ar/material baixa. 
 
 
 
 
 
Exige baixa demanda de ar, o que significa menor exigência de energia. 
 
A degradação do produto por atrito e a erosão na tubulação, não são problemas maiores do que no 
transporte pneumático em fase diluída, devido às baixas velocidades de sólidos. 
 26 
Existem diferentes tipos de conceitos no mercado envolvendo a Fase Densa: 
- Conceito de Força Bruta; 
- Conceito Linha Cheia; 
- Conceito Fluidizado; 
- Conceito Linha Cheia Contínua; 
- Conceito Convencional; 
 
Os conceitos se diferenciam pelo arranjo do projeto. Eles existem devido à elevada versatilidade dos 
sistemas de alta pressão, ou seja, de fase densa. 
 
Cada conceito é particularmente adequado para certas aplicações e materiais. 
 
Cada um tem diferentes capacidades, eficiências, vantagens econômicas e limitações. 
 
 27 
TRANSPORTE DE LÍQUIDOS 
 
MÁQUINAS HIDRÁULICAS 
 
São transformadores de energia (absorvem energia em uma forma e restituem em outra). 
 
Entre os diversos tipos de máquinas, as máquinas fluidas são aquelas que promovem um intercâmbio 
entre a energia do fluido e a energia mecânica. 
 
Dentre elas, as máquinas hidráulicas se classificam em motora e geradora. 
 
- máquina hidráulica motora ou motriz: transforma a energia hidráulica em energia mecânica (ex.: 
turbinas hidráulicas e rodas d’água). 
 
- máquina hidráulica geradora ou geratriz ou operatriz: transforma a energia mecânica em energia 
hidráulica. 
 
Dessa forma, por exemplo, as bombas hidráulicas são máquinas motrizes que sugam ou empurram um 
fluido, obrigando-o a água a subir. Há muitos tipos de bombas. 
 
BOMBAS HIDRÁULICAS 
 
Uma bomba hidráulica é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica 
de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: ar comprimido e vapor são os mais usuais. As formas 
de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de velocidade ou aumento de 
elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia. Como consequência, facilita-se o 
movimento do líquido. É geralmente aceito que o líquido possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, 
nas quais a fase líquida prepondera. 
 
Outras máquinas destinadas a adicionar energia aos fluidos na forma de vapor e gases só são chamadas 
de bombas apenas eventualmente. Como exemplos, há a bomba de vácuo, destinada a esgotar ar e gases, 
e a bomba manual de ar, destinada a encher pneumáticos, bolas de futebol, brinquedos e botes 
infláveis, etc. As máquinas que se destinam a manusear ar, gases ou vapores são normalmente 
chamadas pelos técnicos de ventiladores ou ventoinhas, sopradores ou compressores. 
 
CLASSIFICAÇÃO GERAL DAS BOMBAS 
 
As bombas podem ser classificadas em duas categorias, a saber: 
 
 28 
- Volumétricas ou de Deslocamento Positivo: são aquelas em que a movimentação do líquido é 
causada diretamente pela movimentação de um dispositivo mecânico da bomba, que induz ao líquido 
um movimento na direção do deslocamento do citado dispositivo, em quantidades intermitentes, de 
acordo com a capacidade de armazenamento da bomba, promovendo enchimentos e esvaziamentos 
sucessivos, provocando, assim, o deslocamento do líquido no sentido previsto. 
 
- Turbo-Bombas: são máquinas nas quais a movimentação do líquido é desenvolvida por forças que se 
desenvolvem na massa líquida em consequência da rotação de 
uma peça interna (ou conjunto dessas peças) dotada de pás ou 
aletas chamada de roto. 
 
Bombas Hidráulicas são máquinas motrizes que recebem energia 
potencial de um motor ou de uma turbina, e transforma parte 
desse energia em potência: 
- Energia de pressão (força): Bombas de Deslocamento Direto 
- Energia cinética: Bombas Cinéticas 
 
As bombas cedem estas duas formas de energia ao fluido bombeado, para fazê-lo recircular ou 
transportá-lo de um ponto a outro. 
 
1) TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS 
 
BOMBAS VOLUMÉTRICAS OU DE DESLOCAMENTO POSITIVO: o embolo ou eixo fornece energia ao 
fluido em forma de pressão. São as bombas de êmbulo ou pistão e as bombas diafragma. O 
intercâmbio de energia é estático e o movimento é alternativo (cíclico). 
 
1.1) BOMBAS DE PISTÃO 
 
Funcionam através da ação de um pistão sob uma porção de fluido presa em uma câmara. Quando o 
pistão se move, o fluido é impulsionado para fora. Desse modo, a 
energia do pistão é transferida para o fluido. 
 
As bombas de pistão podem ser: 
- Um único pistão: Simplex 
- Dois pistões: Duplex 
- Muitos pistões: Multi-stage 
 
Quando utilizar as bombas de pistão ? 
- quando um fluido vaporiza, ou pode eventualmente vaporizar nas condições do processo; 
- com altas pressões de descarga, atingindo valores bem acima das bombas centrífugas: até 2.000 atm; 
 29 
- como bombas dosadoras. 
 
1.2) BOMBAS DE DIAFRAGMA 
 
Funcionam através do movimento hidráulico de um pistão sob uma 
membrana flexível, chamada de diafragma, que serve para reter uma 
porção de fluido em seu interior e expulsá-lo no movimento inverso 
do pistão. Possui válvulas de admissão e de descarga. 
 
Quando utilizar as bombas de diafragma ? 
- quando o fluido é corrosivo, pois simplifica o material de construção; 
- com altas pressões de descarga, atingindo valores bem acima das bombas centrífugas: até 150 kgf / 
cm2; 
- como bombas dosadoras. 
 
Bombas Rotativas de Deslocamento Positivo 
 
Funcionam através do movimento rotativo de engrenagens (lóbulos, palhetas ou fusos) , que retém 
fluido no espaço entre a carcaça e as engrenagens. 
 
 
 
Quando utilizar as bombas rotativas de deslocamento positivo? 
 
- São utilizados para fluidos viscosos quaisquer, desde que não contenham sólidos em suspensão. 
 
A folga entre a carcaça e a ponta da engrenagem (lóbulos, palhetas ou fusos) é mínimo, sendo proibitiva 
a presença de sólidos em suspensão e utilizando o próprio fluido como lubrificante. 
 
 30 
1.3) BOMBAS CENTRÍFUGAS 
 
Bombas Centrífugas são bombas hidráulicas que têm como princípio de funcionamento a força 
centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando 
líquido do centro para a periferia do conjunto girante. 
 
Portanto, funcionam através do movimento rotativo de engrenagens (lóbulos, palhetas ou fusos) , que 
retém o fluido no espaço formado entre a carcaça e as engrenagens. 
 
Descrição 
 
Constam de uma câmara fechada, carcaça, dentro da qual gira 
uma peça, o rotor, que é um conjuntode palhetas que 
impulsionam o líquido através da voluta (Figura abaixo). O 
rotor é fixado no eixo da bomba, este contínuo ao transmissor 
de energia mecânica do motor. 
 
A carcaça é a parte da bomba onde, no seu interior, a energia 
de velocidade é transformada em energia de pressão, o que 
possibilita o líquido alcançar o ponto final do recalque. É no seu 
interior que está instalado o conjunto girante (eixo-rotor) que 
torna possível o impulsionamento do líquido. 
 
A carcaça pode ser do tipo voluta ou do tipo difusor. A de voluta 
é a mais comum podendo ser simples ou dupla (Figura abaixo). 
Como as áreas na voluta não são simetricamente distribuídas 
em torno do rotor, ocorre uma distribuição desigual de 
pressões ao longo da mesma. Isto dá origem a uma reação 
perpendicular ao eixo que pode ser insignificante quando a 
bomba trabalhar no ponto de melhor rendimento, mas que se 
acentua a medida que a máquina sofra redução de vazões, 
baixando seu rendimento. 
 
Como conseqüência deste fenômeno temos que para pequenas vazões, eixos de maior diâmetro no 
rotor. Outra providência para minimizar este empuxo radial é a construção de bombas com voluta 
dupla, que consiste em se colocar uma divisória dentro da própria voluta, dividindo-a em dois condutos 
a partir do início da segunda metade desta, ou seja, a 180o do início da "voluta externa", de modo a 
tentar equilibrar estas reações duas a duas, ou minimizar seus efeitos. 
 
Para vazões médias e grandes alguns fabricantes optam por bombas de entrada bilateral para equilíbrio 
 31 
do empuxo axial e dupla voluta para minimizar o desequilíbrio do empuxo radial. A carcaça tipo difusor 
não apresenta força radial, mas seu emprego é limitado a bombas verticais tipo turbina, bombas 
submersas ou horizontais de múltiplos estágios e axiais de grandes vazões. A carcaça tipo difusor limita 
o corte do rotor de modo que sua faixa operacional com bom rendimento, torna-se reduzida. 
 
Principais Componentes: 
 
Rotor: Parte móvel que fornece energia ao fluido. É responsável pela formação de uma depressão no seu 
centro para aspirar o fluido e de uma sobrepressão na periferia para recalcá-lo. 
 
Difusor: canal de seção crescente que recebe o fluido vindo do rotor e o encaminha à tubulação de 
recalque. Possui seção crescente no sentido do escoamento com a finalidade de transformar a energia 
cinética em energia de pressão; são aletas estacionárias que oferecem ao fluido um canal de área 
crescente desde o rotor até a carcaça. 
 
Voluta: o rotor descarrega fluido num canal de área de seção reta contínua e crescente. Aumentando a 
área, a velocidade diminui, reduzindo assim a formação de turbilhões. 
 
 
 
 
 
Classificação das Turbo-bombas 
 
 32 
Quanto à trajetória do fluido dentro do rotor 
 
a) Bombas radiais ou centrífugas: o fluido entra no rotor na direção axial e sai na direção radial. 
Caracterizam-se pelo recalque de pequenas vazões em grandes alturas. A força predominante é a 
centrífuga. 
 
b) Bombas Axiais: o fluido entra no rotor na direção axial e sai também na direção axial. Caracterizam-
se pelo recalque de grandes vazões em pequenas alturas. A força predominante é a de sustentação. 
 
Quanto ao número de entradas para a aspiração e sucção 
 
a) Bombas de sucção simples ou de entrada unilateral: a entrada do líquido se faz através de uma única 
boca de sucção. 
 
b) Bombas de dupla sucção: a entrada do líquido se faz por duas bocas de sucção, paralelamente ao eixo 
de rotação. Esta configuração equivale a dois rotores simples montados em paralelo. O rotor de dupla 
sucção apresenta a vantagem de proporcionar o equilíbrio dos empuxos axiais, o que acarreta uma 
melhoria no rendimento da bomba, eliminando a necessidade de rolamento de grandes dimensões para 
suporte axial sobre o eixo. 
 
Quanto ao número de rotores dentro da carcaça 
 
a) Bombas de simples estágio ou unicelular: a bomba possui um único rotor dentro da carcaça. 
Teoricamente é possível projetar uma bomba com um único estágio para qualquer situação de altura 
manométrica e de vazão. As dimensões excessivas e o baixo rendimento fazem com que os fabricantes 
limitem a altura manométrica para 100 m. 
 
 
 
 
 
 
Corte de uma bomba de monoestágio 
 
b) Bombas de múltiplo estágio: a bomba possui dois ou mais rotores dentro da carcaça. É o resultado da 
associação de rotores em série dentro da carcaça. 
 
Essa associação permite a elevação do líquido a grandes alturas (> 100 m), sendo o rotor radial o 
indicado para esta associação. 
 
 33 
 
Corte de uma bomba de múltiplo estágio 
 
Quanto ao posicionamento do eixo 
 
a) Bomba de eixo horizontal: é a concepção construtiva mais comum. 
 
 
Bomba com eixo horizontal 
 
b) Bomba de eixo vertical: usada na extração de água de poços profundos. 
 
 
Corte de uma bomba de eixo vertical 
 34 
 
Quanto ao tipo de rotor 
 
a) Rotor aberto: usada para bombas de pequenas dimensões. Possui pequena resistência estrutural. 
Baixo rendimento. Dificulta o entupimento, podendo ser usado para bombeamento de líquidos sujos. 
 
b) Rotor semi-aberto ou semi-fechado: possui apenas um disco onde são afixadas as palhetas. 
 
c) Rotor fechado: usado no bombeamento de líquidos limpos. Possui discos dianteiros com as palhetas 
fixas em ambos. Evita a recirculação da água, ou seja, o retorno da água à boca de sucção. 
 
 
Esquemas de rotores fechado (c), semi-aberto (b) e aberto (a). 
 
Quanto à posição do eixo da bomba em relação ao nível da água. 
 
a) Bomba de sucção positiva: o eixo da bomba situa-se acima do nível d’água do reservatório de sucção. 
 
b) Bomba de sucção negativa ou afogada: o eixo da bomba situa-se abaixo do nível d’água do 
reservatório de sucção. 
 
 
 35 
2) ELEMENTOS MECÃNICOS DAS BOMBAS 
 
2.1) GAXETAS: 
 
São componentes utilizados para a vedação das bombas centrífugas. São montadas em torno do eixo da 
bomba e apertadas por outro componente chamado “preme-gaxetas”. 
 
Não podem ser totalmente apertadas, devendo permitir um vazamento em média de 40 a 60 gotas por 
minuto para a lubrificação e refrigeração. 
 
 
 
 
 
2.2) SELOS MECÂNICOS: 
 
São sistemas de selagem utilizados quando não 
se pode deixar o fluido bombeado vazar. 
Permitem vazamento 100 vezes menores que as 
gaxetas. 
 
São formados por componentes mecânicos mais elaborados, requerendo melhor eficiência de 
lubrificação e resfriamento, sendo muitas vezes utilizados outros fluidos (água, etilenoglicol), que deve 
ser limpo. 
 36 
 
 
São apertados somente durante a montagem, requerendo cuidados especiais de manutenção. 
 
Falhas mais comuns que prejudicam a vedação das bombas 
 
- montagem e ajustes dimensionais deficientes; 
- quando se usa fluido externo: baixo fluxo ou pressão, acarretando falta de lubrificação e refrigeração; 
- quando não se usa fluido externo: gaxetas muito apertadas ou entupimento nos canais de selagem do 
próprio fluido bombeado; 
- golpe de pressão no bombeamento, transmitindo para a caixa de vedação tensões paralelas ao eixo da 
bomba. 
 
2.3) FILTROS DE SUCÇÃO 
 
São instalados na sucção das bombas para protegê-las da presença de sólidos estranhos, que poderiam 
danificá-las internamente. 
 
Com a continuidade operacional os filtros permanentes tendem a limitar o fluxo para a bomba, podendo 
provocar danos mecânicos nas mesmas. Para facilitar a limpeza, a maior parte dos fabricantes prevê um 
dreno no ponto mais baixo. 
 
 
 
 37 
2.4) VÁLVULAS DE SEGURANÇA DE PRESSÃO 
 
São válvulas que controlam a pressão na tubulação automaticamente pela ação da força 
de uma mola. Podem ser para pressões positivas ou para vácuo. 
 
Sua aplicação está relacionada com as bombas hidráulicas conforme: 
- montada na linha de sucção para proteção da bomba contra golpes de pressão; 
- se a bomba for centrífuga, a válvula de segurança na descarga não se faznecessária ; 
- se a bomba for de deslocamento positivo, é fundamental haver algum tipo de proteção contra alta 
pressão. 
 
Uma válvula de segurança é projetada para proteger o sistema e não para operar permanentemente 
aberta. 
 
3) OPERAÇÃO DE BOMBAS HIDRÁULICAS 
 
3.1) PARTIDA: 
 
Se a bomba estiver partindo pela primeira vez: 
 
- verificar o nível do lubrificante; 
- verificar se o aterramento está conectado; 
- verificar se a proteção do acoplamento está instalada; 
- verificar se a drenagem da base está desobstruída; 
- verificar o sistema de selagem; 
- se o trabalho for a quente, abrir o sistema de aquecimento. 
 
Antes da partida: 
 
- se o produto tem a tendência de cristalizar ou possui sólidos em suspensão, manter abertas as linhas 
de aquecimento e de resfriamento da selagem por uns 15 minutos; 
- abrir toda a válvula de sucção; 
- verificar a presença de líquido na bomba; 
- verificar se existe algum vazamento no selo; 
- partir a bomba com a válvula de descarga fechada e observar a elevação da pressão (SOMENTE PARA 
BOMBAS CENTRÍFUGAS); 
- abrir lentamente a válvula de descarga, evitando mantê-la fechada por muito tempo (SOMENTE PARA 
BOMBAS CENTRÍFUGAS). 
 
 38 
Após a partida: 
 
- verificar se há vazamentos na vedação; 
- verificar se há ruídos anormais, principalmente na região do selo; 
- verificar se há vibrações anormais. 
 
Observações: 
 
 - partir com a válvula de sucção fechada danifica a bomba; 
 - partir com a válvula de descarga aberta, provoca picos de amperagem, que deve desarmar o motor 
elétrico (SOMENTE PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS). 
 
3.2) VAZÃO MÍNIMA DE OPERAÇÃO: 
 
Para bombas centrífugas, a recomendação é de valores em torno de 50% do BEP (Best Efficiency Point – 
Ponto de Melhor Eficiência). Entretanto, muitos fabricantes estabelecem valores em torno de 5 a 20% 
da vazão do BEP. 
 
Se uma bomba operar continuamente com vazões abaixo dos valores mínimos recomendados, haverá 
danos mecânicos na bomba produzido pela elevação da temperatura até a vaporização do fluido. 
 
3.3) ESCORVA: 
 
As bombas centrífugas não são capazes, normalmente, de aspirar o 
fluido quando esse se encontra abaixo da sua linha. Nesse caso é 
necessário encher a bomba manualmente antes da partida. Esse 
procedimento chama-se escorva. 
 
Para que a escorva seja realizada é preciso que exista uma válvula de 
retenção no início da tubulação. Se a escorva for aquecida, a bomba 
não parte. 
 
3.4) PRESSÃO DE VAPOR: 
 
A temperatura na qual um líquido ferve é chamada de Ponto de Ebulição (PE). O ponto de ebulição por 
sua vez, varia com a pressão atmosférica. Assim, quanto menor a pressão, menor o PE. Então, a fervura 
de qualquer líquido varia com a pressão atmosférica. 
 
 39 
Gráfico da fervura da água, do éter etílico e do álcool etílico, variando com a pressão 
 
 
PRESSÃO DE VAPOR é a pressão na qual um líquido ferve. Todo líquido tem a sua pressão de vapor que 
varia com a temperatura. 
 
Conclusões: 
 
- se a pressão de sucção abaixar, o líquido bombeado pode ferver e se tornar vapor; 
- temperaturas baixas evitam a fervura de líquidos. 
 
4) O FENÔMENO DA CAVITAÇÃO 
 
Descrição do fenômeno 
Como qualquer outro líquido, a água também tem a propriedade de vaporizar-se em determinadas 
condições de temperatura e pressão. E assim sendo temos, por exemplo, entra em ebulição sob a 
pressão atmosférica local a uma determinada temperatura, por exemplo, no nível do mar (pressão 
atmosférica normal) a ebulição acontece a 100oC. A medida que a pressão diminui a temperatura de 
ebulição também se reduz. Por exemplo, quanto maior a altitude do local menor será a temperatura de 
ebulição. Em consequência desta propriedade pode ocorrer o fenômeno da cavitação nos escoamentos 
hidráulicos. 
 
Chama-se de cavitação o fenômeno que decorre, nos casos em estudo, da ebulição da água no interior 
dos condutos, quando as condições de pressão caem a valores inferiores a pressão de vaporização. No 
interior das bombas, no deslocamento das pás, ocorrem inevitavelmente rarefações no líquido, isto é, 
pressões reduzidas devidas à própria natureza do escoamento ou ao movimento de impulsão recebido 
pelo líquido, tornando possível a ocorrência do fenômeno e, isto acontecendo, formar-se-ão bolhas de 
vapor prejudiciais ao seu funcionamento, caso a pressão do líquido na linha de sucção caia abaixo da 
pressão de vapor (ou tensão de vapor) originando bolsas de ar que são arrastadas pelo fluxo. Estas 
bolhas de ar desaparecem bruscamente condensando-se, quando alcançam zonas de altas pressões em 
seu caminho através da bomba. Como esta passagem gasoso-líquido é brusca, o líquido alcança a 
 40 
superfície do rotor em alta velocidade, produzindo ondas de alta pressão em áreas reduzidas. Estas 
pressões podem ultrapassar a resistência à tração do metal e arrancar progressivamente partículas 
superficiais do rotor, inutilizando-o com o tempo. 
 
Quando ocorre a cavitação são ouvidos ruídos e vibrações característicos e quanto maior for a bomba, 
maiores serão estes efeitos. Além de provocar o desgaste progressivo até a deformação irreversível dos 
rotores e das paredes internas da bomba, simultaneamente esta apresentará uma progressiva queda de 
rendimento, caso o problema não seja corrigido. Nas bombas a cavitação geralmente ocorre por altura 
inadequada da sucção (problema geométrico), por velocidades de escoamento excessivas (problema 
hidráulico) ou por escorvamento incorreto (problema operacional). 
 
Causas da cavitação 
 
- Filtro da linha de sucção saturado; 
- Respiro do reservatório fechado ou entupido; 
- Linha de sucção muito longa; 
- Muitas curvas na linha de sucção (perdas de cargas); 
- Estrangulamento na linha de sucção; 
- Altura estática da linha de sucção; 
- Linha de sucção congelada; 
Exemplo de defeito provocado pela cavitação: Corrosão das palhetas da bomba 
 
Características de uma bomba em cavitação 
 
- Queda de rendimento; 
- Marcha irregular; 
- Vibração provocada pelo desbalanceamento; 
- Ruído provocado pela implosão das bolhas. 
 
Como evitar a cavitação 
 
Primeiramente, elaborando-se um bom projeto para a linha de sucção. Segundo, aplicando-se uma 
manutenção preventiva. 
 
 41 
NPSH, Conceito: 
 
Significado das Iniciais 
 
São as iniciais do termo em inglês NET POSITIVE SUCTION HEAD, cuja tradução para o Português, 
seria o equivalente a “Balanço no Topo da Sucção Positiva” ou “Altura Livre Positiva de Sucção“. 
 
Significados Técnicos / Definições 
 
NPSH (Net Positive Sucction Head): 
pressão residual com que o fluido chega 
na entrada da bomba que vai fazer com 
que a pressão do fluido no interior da 
bomba não atinja a pressão de vapor do 
fluido. 
 
NPSH requerido: pressão requerida 
pela bomba para que a mesma funcione. 
 
NPSH disponível: pressão com que o 
fluido chega até a entrada da bomba 
(energia que o tipo de instalação fornece 
ao fluido). 
 
Obs.: para que a bomba funcione sem cavitação é necessário que o NPSH disponível seja 10% maior que 
o NPSH requerido. 
 
ALTURA MANOMÉTRICA TOTAL, Conceito 
 
Altura manométrica total é a energia por unidade de peso que o sistema solicita para transportar o 
fluido do reservatório de sucção para o reservatório de descarga, com uma determinada vazão. Essa 
energia será fornecida por uma bomba, que será o parâmetro fundamental para o selecionamento da 
mesma. É importante notar que em um sistema de bombeamento, a condição requerida é a vazão, 
enquanto que a altura manométrica total é uma consequência da instalação. 
 
5) CURVAS CARACTERÍSTICAS DAS BOMBAS 
 
É a representação gráfica em um eixo cartesiano da variação das grandezas características da bomba 
(Figura abaixo). 
Representação gráfica de uma curva característica 
 42 
De acordo com o traçado de H (altura) x Q (vazão) as curvas características podem ser classificadas 
como: flat - altura manométrica variando muito pouco com a variação de vazão; 
 drooping - para uma mesma altura manométrica podemos ter vazões diferentes; 
 steep - grande diferença entre alturas na vazão de 
projeto e a na vazão zero (ponto de shut off); 
 rising - altura decrescendo continuamente com o 
crescimento da vazão. 
 
As curvas tipo drooping são ditas instáveis e são próprias 
de algumas bombas centrífugas de alta rotação e para 
tubulações e situações especiais, principalmente em 
sistemas com curvas de encanamento acentuadamente 
inclinadas. As demais são consideradas estáveis, visto que 
estas para cada altura corresponde uma só vazão, sendo a 
rising a de melhor trabalhabilidade (Figura abaixo). 
 
CONSUMO DE ENERGIA DAS BOMBAS 
 
A função de uma bomba é transferir energia para o fluido, 
logo sua operação sempre implica em consumo de energia. 
 
Como minimizar o consumo de energia de uma bomba ? 
 
- Basta operar considerando: 
- válvulas de sucção sempre abertas; 
- manter o fluido na temperatura recomendada; temperatura baixa aumenta a viscosidade, dificultando 
o trabalho da bomba; 
- evitar o aumento da pressão no tanque de descarga; 
- minimizar o uso de recirculação; 
- ajustar a vazão da bomba para o mais próximo possível do BEP; 
- manter os filtros limpos; 
- partir as bombas centrífugas (e somente elas) com a descarga fechada. 
 
6) TEMPERATURA DE OPERAÇÃO 
 
Se a temperatura de operação mudar, haverá mudança na viscosidade do fluido e na pressão de vapor. 
 
 43 
O que acontece se a temperatura de operação mudar? 
 
- bombas de engrenagens (e outras de deslocamento positivo) operando em altas temperaturas: 
A viscosidade será baixa e haverá falta de lubrificação entre as engrenagens, produzindo limalhas 
metálicas de desgaste. 
 
- bombas de engrenagens (e outras de deslocamento positivo) operando em baixas temperaturas: 
A viscosidade será alta, dificultando a movimentação do líquido, forçando rolamentos e mancais, 
desgastando essas peças. 
 
- bombas centrífugas operando em temperaturas altas: Risco de cavitação e danos para a bomba. 
 
- bombas centrífugas operando em temperaturas baixas: A viscosidade será alta, aumentando o 
consumo de energia. Se a viscosidade subir muito, o bombeamento diminui a vazão e a bomba poderá 
trabalhar em vazio, podendo ser danificada por falta de refrigeração. 
 
7) ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS HIDRÁULICAS 
 
Muitas razões, técnicas e econômicas, levam à necessidade de se efetuar a associação de bombas. Por 
exemplo: 
 
- inexistência no mercado, de bombas que possam , isoladamente atender a vazão de demanda; 
- inexistência no mercado, de bombas que possam, isoladamente atender a altura manométrica do 
projeto; 
- aumento da demanda (vazão) com o decorrer do tempo. 
 
Tipos de Associação de Bombas 
 
- Em Série 
- Em Paralelo 
 
Bombas em série: 
 
Quando a altura manométrica for muito elevada, devemos analisar a possibilidade do emprego de 
bombas em série, pois esta solução poderá ser mais viável, tanto em termos técnicos como econômicos. 
Como principal precaução neste tipo de associação, devemos verificar se cada bomba a jusante tem 
capacidade de suporte das pressões de montante na entrada e de jusante no interior da sua própria 
carcaça. Para melhor operacionalidade do sistema é aconselhável à associação de bombas idênticas, 
pois este procedimento flexibiliza a manutenção e reposição de peças. 
 
 44 
 
associação de bombas em série 
 
Bombas em paralelo: 
 
É comum em sistemas de abastecimento de água, esgotamento ou serviços industriais, a instalação de 
bombas em paralelo, principalmente com capacidades idênticas, porém não exclusivas. Esta solução 
torna-se mais viável quando a vazão de projeto for muito elevada ou no caso em que a variação de 
vazão for perfeitamente predeterminada em função das necessidades de serviço. 
 
No primeiro caso o emprego de bombas em paralelo permitirá a vantagem operacional de que havendo 
falha no funcionamento em uma das bombas, não acontecerá a interrupção completa e, sim, apenas uma 
redução da vazão bombeada pelo sistema. No caso de apenas uma bomba aconteceria a interrupção 
total, pelo menos temporária, no fornecimento. 
 
Na segunda situação a associação em paralelo possibilitará uma flexibilização operacional no sistema, 
pois como a vazão é variável poderemos retirar ou colocar bombas em funcionamento em função das 
necessidades e sem prejuízo da vazão requerida. 
 
Em resumo: 
 
Teoricamente temos que bombas em série 
somam alturas e bombas em paralelo somam 
vazões. Na prática, nos sistemas de recalque, 
isto dependerá do comportamento da curva 
característica da bomba e da curva do 
encanamento, como estudaremos adiante. 
 
 45 
INTRODUÇÃO À MISTURA 
 
Consiste, de uma forma simples, na incorporação de uma fase em outra produzindo, através de agitação, 
uma mistura homogênea. 
 
A mistura, também chamada de homogeneização, envolvendo sistemas sólidos é, invariavelmente, mais 
difícil de realizar comparando-se com sistemas fluidos. 
 
O processo de mistura é extremamente utilizado, isoladamente ou conjugado com processos de 
moagem e transporte. 
 
Há uma diversidade muito grande de modelos deste equipamento, alguns não são conhecidos como 
misturadores, tais como o transportador helicoidal e o moinho de bolas. 
 
Os equipamentos podem ser operados em batelada enquanto outros são contínuos, basicamente 
divididos como: 
 
a) Batelada 
- Usados para materiais viscosos, plásticos e sólidos. 
- Menor tempo para obtenção do resultado desejado. 
- Facilidade e rapidez de descarga e limpeza. 
- Consumo de energia. 
 
b) Contínuos 
- Para gases, líquidos de baixa viscosidade e suspensões. 
 
O projeto de um misturador envolve cálculos empíricos para a medição de fatores como grau e índice de 
uniformidade, mas o meio mais utilizado ainda é a realização de planta piloto em escala para 
confirmação dos dados. 
 
Destas observações pode-se entender que existem três fatores importantes na mistura de sólidos: 
- Convecção – movimentação de grupos de partículas 
- Difusão – movimentação de partículas isolada 
- Cisalhamento – movimentação de planos de escorregamento 
 
Os principais objetivos são: 
- Misturar líquidos miscíveis; 
- Dispersão de líquidos imiscíveis; 
- Dispersar um gás num líquido - aeração; 
 46 
- Promoção de transferência de calor; 
- Promoção de transferência de massa; 
- Redução de aglomerado de partículas; 
- Acelerar reações químicas; 
- Obter materiais com propriedades diferentes daquelas do material originário; 
- Aquecimento e resfriamento de soluções. 
 
Classificação de Impulsores: 
 
a) Escoamento axial 
- São aqueles cujas pás fazem um ângulo menor que 90° com o plano de rotação do 
impulsor. 
Ex: hélices, turbinas de pás inclinadas. 
 
b) Escoamento radial. 
- Tem suas pás paralelas ao eixo de rotação. Este fluxo é perpendicular a parede do 
tanque. 
Ex: turbina, pás, âncora, grade. 
 
Escoamento do fluído 
 
O tipo de escoamento depende: 
- do tipo de lâmina utilizada; 
- do tamanho do tanque; 
- das características do fluido; 
- dos dificultores; 
- do impulsor utilizado. 
 
A velocidade do fluido num tanque agitado apresenta três componentes: 
a) Componente radial: atua na direção perpendicular ao eixo da haste. 
b) Componente longitudinal: atua na direção paralela ao eixo. 
c) Componente tangencial: atua na direção tangente à haste. Responsável pela formação do vórtice. 
Deve ser evitada. 
 
Formação do vórtice 
 
Produzido pela ação da força centrífuga que age no líquido em rotação, devido à componente tangencial 
da velocidade do fluido. 
- Geralmente ocorre para líquidos de baixa viscosidade (com agitação central). 
 
 47 
Maneiras de evitar o vórtice: 
- descentralizar o agitador; 
- inclinar o agitador de 15° em relação ao centro do tanque; 
- colocar o agitadorna horizontal; 
- usar dificultores: 
a) Próximo à parede para líquidos de baixa viscosidade. 
b) Afastados da parede para líquidos de viscosidade moderada. 
c) Afastados da parede e inclinados para líquidos de alta viscosidade. 
 
MISTURADORES E AGITADORES 
 
A mistura de um produto pode ser definida como uma operação durante a qual se efetua a combinação 
uniforme de vários componentes de uma formulação. 
 
A eficiência do processo de mistura depende do tipo adequado do misturador utilizado e dos 
equipamentos auxiliares de controle do processo de mistura a ele acoplado, que fará a obtenção de uma 
boa homogeneização dos componentes de formulação. Vários são modelos de agitadores, destinando 
cada um para um determinado produto, como pode ser visto na figura a seguir: 
 
 
 
 
Os equipamentos para mistura de um produto de pequena viscosidade são dotados de agitadores com 
hélice. Consiste em uma ou mais hélice fixas em um eixo giratório que cria uma corrente de agitação em 
todo o recipiente, sem permitir que o produto circule junto com a hélice. Este estado de turbulência 
propicia um cisalhamento na interfase do produto misturado, o que provocará uma boa 
homogeneização do produto. 
 48 
Os misturadores de hélice de paletas giram normalmente a velocidade baixa, ou seja, entre 40 a 150 
RPM; o comprimento das paletas é de 50 a 80% do diâmetro do tanque e, sendo a altura da mesma 1/6 
a 1/10 deste comprimento. A figura abaixo ilustra este tipo de misturador. 
 
A uma velocidade muito baixa, o agitador produz um movimento suave ao 
produto e, a potência que pode ser absorvida pelo mesmo é muito limitada. A 
velocidade do giro, pode dar lugar a formação de um vórtice na superfície do 
produto, sendo cada vez mais profundo a medida que se aumenta a velocidade de 
rotação do agitador. Este vórtice poderá provocar arraste de ar que irá incorporar 
ao produto. Pode-se resolver este tipo de problema, com a instalação de placas 
defletoras fixas ao tanque de mistura para quebrar a formação do vórtice. 
 
1) MISTURADORES E AGITADORES DE HÉLICE 
 
São agitadores em formato de hélice e medem geralmente menos de 1/4 do diâmetro do tanque de 
mistura, e giram a uma grande velocidade (acima de 1000 RPM). 
 
Este tipo de agitador relativamente pequeno, são bastante efetivos em tanques grandes. Devido a 
natureza predominante longitudinal dos fluxos de corrente do produto, as hélices não são muito 
efetivas se forem montadas no centro do tanque verticalmente, sendo recomendado a sua instalação 
descentralizadas com o eixo, formando certo ângulo com a vertical do tanque. Os misturadores de hélice 
são bastante utilizados na mistura de produtos de pouca viscosidade; como as hélices cortam e cisalham 
as substâncias do produto, são utilizados também para dispersar sólidos e nos preparos de emulsões. 
 
 
 
Os dispersores são batedores especiais utilizados para homogeneizar produtos pastosos, deixando um 
aspecto cremoso ao produto. Este tipo de batedor efetua o cisalhamento dos sólidos quebrando em 
partículas extremamente minúsculas. Veja um modelo de dispersos e o movimento por ele executado. 
 
 49 
2) MISTURADORES DE PRODUTOS DE GRANDE VISCOSIDADE 
 
A mistura de produtos de grande viscosidade tais como molhos, extratos e massas é um processo 
bastante difícil, pois, as suas propriedades físicas são muito diferentes e, em muitos casos estas 
propriedades variam durante a operação de mistura. Muitos dos equipamentos de mistura são 
específicos para certos produtos não podendo ser utilizados de uma forma genérica isto é, um 
misturador para xarope de açúcar por exemplo, não pode ser utilizado para misturar molhos de tomate 
ou doce de leite. Em regra geral, quanto maior fora consistência (viscosidade) do produto a ser 
misturado, maior será o diâmetro da hélice e menor a rotação da mesma. 
 
3) MISTURADORES DE BANDEJA 
 
Neste tipo de misturador, os produtos a serem misturados se movem ao longo de uma trajetória 
planetária, agitando e misturando todas as partes do recipiente fazendo com que as paletas do 
recipientes giratório se movam também. Pode-se também girar as paletas de mistura rente as paredes 
do recipiente. Os batedores misturadores variam no formato conforme a sua aplicação, a fim de se obter 
um movimento vertical da mistura. Os misturadores batedores podem ser placas planas ou em forma de 
gancho, são bastante utilizados para mistura de alimentos que tenham em sua formulação farinhas, 
óleos, açúcar, e sua aparência final é formar uma massa homogênea. Veja a figura abaixo que ilustra 
estes tipos de batedores. 
 
 
 
Outro modelo de batedor misturador conhecido também para este fim é o misturador horizontal que, 
possui dois batedores em forma de "Z", sendo que no geral estes batedores giram com velocidades 
diferentes. Este tipo de misturador pode ser dotado de camisa, onde funciona como resfriador ou 
também com injeção de vapor na camisa para aquecimento do produto, enquanto é efetuado a mistura. 
 
 
Misturadores para alimentos sólidos secos 
 50 
A mistura deste tipo de produto é bastante irregular, a probabilidade de se obter uma distribuição 
ordenada das partículas é praticamente nula. Nas indústrias alimentícias, a mistura de certos produtos 
deve ser tal que, a mesma satisfaça os requisitos padronizados a cerca de sua formulação. 
 
Para tanto é dotado método de controle, afim de periodicamente ser verificado a granulometria da 
mistura. Como consequência do movimento das partículas, pode resultar uma segregação devido a 
diferença em duas propriedades. 
 
As propriedades de maior influência da mistura são, o tamanho, a forma e a densidade das partículas. 
 
Quanto mais próximas são as formas, tamanho e densidade da mistura, mais fácil é a operação de 
mistura dos componentes da formulação e, mais homogêneo será o produto final. 
 
4) MISTURADORES ROTATIVOS 
 
Como o próprio nome diz, funciona girando e misturando o produto. As formas dos misturadores 
rotativos são variadas, ou seja: Duplo Cone, em forma de Y e V, como pode ser observado nas figuras a 
seguir: 
 
 
 
5) DUPLO CONE 
 
Este tipo de misturador corresponde a dois cones unidos por uma peque seção cilíndrica. Este 
equipamento tende a superar a pequena ação de mistura na horizontal que o tambor rotativo oferece. 
 
Com a rotação do mesmo, acontece uma boa ação de rolagem dos sólidos e devido à variação da seção 
transversal do tanque obtém-se um bom fluxo transversal. Podemos observar na figura o movimento 
executado pelo mesmo. 
 
 51 
 
 
6) MISTURADORES EM "Y" E "V" 
 
Estes tipos de misturadores consiste de dois cilindros colocados em um angulo que forma a letra "Y" ou 
"V". Proporciona uma mistura não simétrica ao redor do seu eixo proporcionando uma ação de mistura 
muito efetiva para uma boa variedade de produtos. 
 
Tanto misturadores duplo-cone, e em forma de Y ou V, são bastante utilizados nas indústrias 
farmacêutica e na produção de alimentos em pó como gelatinas, refrescos em pó, flans, etc. 
 
7) MISTURADORES RIBBON BLENDER 
 
É conhecido como misturador de cintas. É formado por um canal horizontal com um eixo central e um 
agitador de cintas helicoidais. Estas cintas helicoidais são montadas de tal forma que as mesmas atuam 
em direções contraria sobre um único eixo, ou seja, uma move-se lentamente o produto em uma direção 
e a outra se move rapidamente o produto em direção contrária. A mistura do produto é feita por 
"turbulência", que é produzida pelas cintas agitadoras que trabalham em sentido contrário uma da 
outra levando e trazendo o produto, num movimento de vai e vem da mistura, como mostra a figura a 
seguir: 
 
 
 
Este tipo de misturador pode funcionar de forma contínua isto é, o produto a ser misturado é 
introduzido no misturador e efetua-se a sua mistura até que o mesmo esteja completamente 
homogeneizado. Estes misturadores de cintas são eficazespara mistura de produtos pastosos de 
densidade elevada e, produtos alimentícios em pó (refrescos pó, achocolatado, chocolate, gelatinas, 
etc.). A capacidade deste modelo de misturador é variado, podendo até chagar a ser misturado com boa 
eficiência 30.000 litros e/ou quilos de produtos obtendo-se uma boa homogeneização do produto final. 
As figuras abaixo mostra os vários modelos de cintas de misturas usados nos RibbonBlender. 
 
 52 
 
 
8) MISTURADOR E AGITADOR DE ROSCA 
 
São misturadores que são colocados em recipientes 
cilíndricos ou semicilíndricos. Podem ser instalados no 
centro do tanque ou deslocado. Possuem um ou mais 
elementos giratórios de mistura, conhecido como rosca sem 
fim. Geralmente é utilizado para produtos líquidos ou 
molhos condimentado, de densidade não muita elevada. A 
rosca empurra o produto para cima e quando atingem o 
topo da rosca, são lançados para o centro do tanque que 
retornam para o fundo do recipiente, reiniciando o processo 
de mistura novamente. 
 
9) MISTURADORES TIPO EMULSIFICADOR 
 
A emulsão pode ser definida como a operação de líquidos que normalmente não são miscíveis uns ao 
outro, onde ocorre a dispersão em forma de pequenas gotas na mistura. Na maioria das emulsificações 
dos líquidos, são utilizados água e óleo ou outra cadeia alifática, para esta operação raramente se 
utilizando em separado. 
 
Para se obter uma emulsão, deve-se empregar agitação sobre o sistema, a fim de superar a resistência e 
a criação de nova superfície emulsificado. Teoricamente, esta agitação de emulsificação é o resultado 
entre a nova superfície criada e a tensão interfacial, pois, uma emulsificação sempre tende a formar 
pequenas gotas no líquido. Em geral, para que não ocorra isto, submete-se a mistura a agitação violenta 
com o objetivo de provocar a quebra destas gotas grandes e obter uma mistura mais dispersa. Se as 
condições forem adequadas, a película protetora do agente emulsificante se absorve e a interfase se 
forma e obtém uma emulsificação estável do líquido. 
 53 
Para a obtenção da emulsão são empregados geralmente os 
moinhos coloidais, que consiste de um elemento estático de 
forma tronco-cônico e outro rotativo com a mesma forma, 
gerando sobre um eixo horizontal. A passagem do produto 
emulsificado é feita através de aberturas que podem variar de 
50 a150 μm. A velocidade de rotação do moinho coloidal é da 
ordem de 3.000 a 15.000 RPM e, o objetivo da emulsão é fazer 
com que o produto ganhe "corpo" isto é, textura. São bastante 
utilizados em produtos de maionese, molhos cremosos a base 
de óleo, cremes para recheio, pastas e patês em geral. 
 
Os moinhos coloidais são em geral mais eficientes do que os homogeneizadores de pressão, para 
produtos de elevada viscosidade. 
 
10) MISTURA DE POLÍMEROS 
 
A mistura da resina plásticas com os aditivos devem 
ser realizadas em um misturador de alta velocidade, 
que consiste basicamente de uma câmara cilíndrica em 
cujo fundo são instalados hélices ou pás de mistura. 
 
As hélices são movimentadas por motores elétricos 
potentes, capazes de fazê-las girar em altas 
velocidades, necessárias para efetiva agitação do 
sistema e mistura dos componentes. O misturador tem 
em sua tampa aberturas pelas quais os aditivos podem 
ser inseridos conforme a sequência de mistura desejada. As paredes das câmaras e as hélices de mistura 
e demais componentes metálicos que entram em contato com a resina devem ser cromadas para 
reduzir ao mínimo a tendência de adesão de ingredientes da formulação Representação esquemática de 
um misturador intensivo utilizado na preparação de composto de PVC. 
 
Realizado a pesagem de todos os aditivos (resina, 
estabilizante, lubrificante, auxiliar de fluxo, modificador 
de impacto), todos foram adicionados no misturador no 
inicio da mistura em alta velocidade até a temperatura de 
120ºC, condição essa necessária para que os 
componentes da formulação sofram fusão, revestindo 
por completo as partículas de resina. 
 
 54 
Na sequência do processo, o composto plástico deve ser descarregado no resfriador e onde o composto 
ficou homogeneizando até temperatura em torno de 60 - 70ºC. O resfriamento foi realizado em um 
resfriador vertical com encamisamento para circulação de água gelada, para a troca de calor mais 
eficiente entre o composto e a parede do resfriador. A figura abaixo mostra esquematicamente o 
misturador mencionado. Representação esquemática de um misturador intensivo/resfriador vertical 
utilizado na preparação de composto de PVC. 
 
11) MISTURA DE BORRACHA 
 
Um dos equipamentos mais utilizados para a mistura de borracha são os cilindros abertos ou calandras. 
 
 
 
Quando os materiais de borracha são adicionados seguem algumas orientações: 
 
 
 
 55 
EXTRAÇÃO 
 
A operação de extração consiste em separar os constituintes de uma mistura, pondo essa mistura em 
contato com um líquido que dissolva alguns desses constituintes. A quantidade separada depende da 
quantidade de solvente usado e do tempo de contato, sendo o problema principal estabelecer qual o 
mecanismo adequado de dissolução. No caso de uma substância bem definida e completamente solúvel, 
a separação torna-se uma operação simples de entender. Supondo uma fase líquida “B” e uma 
substância A solúvel em B, ambas em presença uma da outra, a fase B vai dissolver a “A” até se atingir o 
equilíbrio, ou seja, até que esteja saturada em B, formando-se uma única fase, se não se atingir o limite 
de saturação. No caso da quantidade ser superior ao limite de solubilidade, formar-se-á uma fase e o 
remanescente de “A” não solubilizado. “A” dissolução faz-se através de uma interface e vai variando ao 
longo do tempo. Pode dar-se de dois modos: 
 
• com o líquido em repouso; 
 
• com o líquido em movimento (agitação do solvente). 
 
No primeiro caso, o movimento da molécula de “A” em “B” faz-se por um mecanismo de difusão e 
depende das diferenças de concentração. No segundo caso, a dissolução é facilitada por existir uma 
renovação permanente do solvente (por convecção). Os fenómenos de difusão e de convecção são 
complexos, sendo necessário recorrer a cálculos longos que simulem os mecanismos físicos que lhes 
estão associados. No entanto, é do conhecimento comum que o fenómeno da dissolução que está 
associado à extração é mais rápido se for feito com agitação. 
 
No caso de dissolução de um constituinte de uma mistura (de dois constituintes), num solvente, tem-se 
já uma verdadeira extração. Para se perceber melhor o modelo, pode-se considerar que um dos 
constituintes é completamente insolúvel no solvente. Para acontecer a dissolução é necessário que o 
componente a se extrair entre em contato com a superfície livre do solvente. O equilíbrio dá-se entre 
duas soluções do constituinte solúvel, ou seja, a existente e a que se vai formar (fase A e fase B). 
 
O transporte do constituinte solúvel através do primeiro dissolvente terá um mecanismo inverso ao da 
dissolução descrito anteriormente e pode fazer-se por difusão ou por convecção, formando-se na 
interface um filme estacionário. Existirão, assim, dois filmes adjacentes através dos quais se faz a 
transferência. No entanto, quando uma das fases é sólida, não se formam dois filmes, mas apenas um. 
 
No caso de solventes parcialmente solúveis entre si, há necessidade de recorrer a diagramas binários 
para saber as concentrações e a composição das fases em presença dos componentes presentes. Este 
fato torna-se mais complexo se existirem mais de dois solventes, podendo-se, para isso, recorrer-se a 
diagramas ternários a fim de se conhecerem as condições de equilíbrio. 
 56 
Convém referir que um fator que não foi abordado detalhadamente é o tempo de execução desta 
operação, que é longa, se os fenómenos se realizarem apenas por difusão. Para facilidade de aplicação 
dos diagramas ternários podem-se usar diagramas