Peneiramento_2021 (1)

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Laboratório de Operações Unitárias
Profª Mônica Bagnara
Peneiramento
Objetivo
Pretende-se, a partir de dados de ensaios de
peneiramento, realizar a análise granulométrica do
produto de um britador que realiza a
fragmentação de quartzo. A partir da peneira em
que se obteve a maior fração retida, calcular a área
da superfície da peneira, considerando uma
alimentação de 10 ton h-1, operando 24 horas por
dia.
Introdução
Sólidos particulados têm uma vasta aplicação na indústria, como
por exemplo, adsorventes, catalisadores, suportes, etc. Dentre os
diversos processos envolvendo sólidos pode-se citar o uso de
areia e calcário em operações de combustão em leito fluidizado.
Partículas de sólidos homogêneos têm a mesma densidade do
material a granel. Partículas obtidas pela quebra de um
composto sólido, como minério de metais, possuem densidades
variadas.
O estudo granulométrico permite determinar a distribuição do
tamanho das partículas, importantíssimas em operações
envolvendo sólidos.
Caracterização de Partículas
Adsorção
Ciclones
Elutriação
Filtração
Floculação
Secagem
Sedimentação
Sólidos 
Par9culados
Figura 1 – Exemplos de tecnologias em que se encontram sólidos.
Peneiramento
Representação pela distribuição da fração mássica em cada
intervalo de abertura da peneira.
Ao se alimentar a amostra na
primeira peneira, uma certa
quantidade de amostra poderá ficar
retida, enquanto boa parte a
atravessa e se deposita na segunda
peneira, a qual, por sua vez, poderá
reter uma quantidade do material
oriunda da primeira peneira,
permitindo a passagem de uma
quantidade que irá alimentar a
terceira peneira, e assim
sucessivamente.
Figura 5 – Conjunto de peneiras.
Peneiramento
Uma peneira separa apenas duas frações que são chamadas
não classificadas porque se conhece apenas as medida
extrema de cada fração (a da maior partícula da fração fina
e a menor da fração grossa). Com mais peneiras é possível
obter frações classificadas; neste caso, não é mais um
simples peneiramento, mas uma classificação
granulométrica.
Análise Granulométrica
- Distribuição de tamanho:
Análise diferencial
- Fração acumulada:
Análise integral
Figura 6 – Distribuição do tamanho de 
par7cula. Fonte: McCabe
Análise Granulométrica
Tabela 1 – Análise de peneiramento. Fonte: McCabe, p. 932.
𝐷!" =
𝐷# + 𝐷#$%
2
Balanço Material
Alimentação = finos
(underflow) + grossos
(overflow)
A = F + G
A partir do balanço
material determina-se
o diâmetro de corte.
Figura 7 – Distribuição do 
tamanho de par7cula. Fonte: 
McCabe
Diâmetro de Corte
Diâmetro de corte, Dc: limita o tamanho máximo das
partículas da fração fina e o mínimo da fração grossa.
Geralmente Dc é escolhido em função do fim desejado na
separação, podendo coincidir ou não com a abertura de
uma peneira padrão.
Frações Acumuladas
𝜑!: fração acumulada de grossos na alimentação é a fração
do peso total de A constituída de partículas maiores do que
Dc.
𝜑" : fração acumulada de grossos nos finos, é a fração do
peso total de F constituída de partículas maiores do que Dc.
𝜑# : fração acumulada de grossos nos grossos.
Se o peneiramento fosse ideal 𝜑" = 0 e 𝜑# = 1
Frações Acumuladas
Figura 8 – Distribuição acumulada. Fonte: Foust, pg 620.
Eficiência Peneiramento
Eficiência: produto da recuperação relativa do material
desejado e da remoção relativa do material indesejado.
𝑅𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎çã𝑜 = 𝐸# =
𝐺𝜑#
𝐴𝑋!
𝑅𝑒𝑗𝑒𝑖çã𝑜 = 1 −
𝑃(1 − 𝑥$)
𝐹(1 − 𝑥")
𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎 =
𝑃𝑥$
𝐹𝑥"
1 −
𝑃(1 − 𝑥$)
𝐹(1 − 𝑥")
P e F: massa do produto e da carga, 
sendo produto ou a fração grossa 
ou a fina
xp e xf: fração ponderal da fração 
desejada do material no produto e 
na carga
Eficiência Peneiramento
Eficiência: produto da recuperação relativa do material
desejado e da remoção relativa do material indesejado.
𝐸# =
𝐺𝜑#
𝐴𝜑!
𝐸% =
𝐹(1 − 𝜑")
𝐴(1 − 𝜑!)
𝐸 = 𝐸#𝐸"
Peneiramento ideal
X
Peneiramento real
• Ideal
- Alimentação A e abertura
da peneira Dc: Uma
fração de finos e uma de
grossos;
- 𝜑" = 0 e 𝜑# = 1
• Real
- Partículas menores que Dc
ficam retidas nos grossos;
- Partículas maiores que Dc
passam pela peneira;
Possíveis causas?
Dimensionamento Peneiras
Consiste em projetar a área da tela necessária a operação
em função da capacidade C (dados experimentais e
catálogos de fabricantes)
𝑆 =
24𝐴
𝐶𝐷&
Ver capacidade: http://www.kroosh.com/index.html
S =Área necessária peneiramento
A = Alimentação [t h-1]
C = capacidade específica [t h-1 m-2 mm-1]
Dc = diâmetro de corte
Dimensionamento Peneiras
Mesh Alimentação Overflow
(finos)
Underflow
(grossos)
4 0 0
6 0,025 0,071
8 0,125 0,359 0
10 0,32 0,42 0,195
14 0,26 0,12 0,385
20 0,155 0,02 0,25
28 0,055 0,01 0,08
35 0,02 0,03
65 0,02 0,035
Fundo 0,02 0,025
Orientações para trabalho
1. Faça um gráficos da fração retida em função da abertura da peneira 
(AGD). Discuta. 
2. Faça um gráfico da fração retida acumulada em função da abertura 
da peneira (AGAR). Discuta. 
3. Determine o diâmetro de corte do seu peneiramento. Discuta. 
4. Calcular a área da superfície da peneira adequada para a sua análise 
granulométrica, considerando uma alimentação de 10ton/h, operando 
24 horas por dia. 
5. Faça um gráfico com a fração acumulada dos grossos na alimentação, 
grossos nos finos e grossos nos grossos. Calcule a relação entre 
Grossos e Alimentação, Finos e Alimentação. 
6. Calcular as eficiências de recuperação dos grossos, de recuperação 
dos finos e eficiência global do peneiramento. 
Referências
CREMASCO, M. A. Operações Unitárias em Sistemas Particulados e
Fluidomecânicos. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2014.
MCCABE, Warren L.; SMITH, Julian C; HARRIOTT, Peter. Unit 
operations of chemical engineering. 7th ed. New York, NY: McGraw-
Hill, 2005. 1140 p.