Apostila_Mo769dulo_I

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CCeennttrroo FFeeddeerraall ddee EEdduuccaaççããoo TTeeccnnoollóóggiiccaa 
DDeeppaarrttaammeennttoo ddee QQuuíímmiiccaa 
 
CCoooorrddeennaaççããoo ddee CCuurrssoo TTééccnniiccoo 
 
 
 
OOppeerraaççõõeess UUnniittáárriiaass II 
 
CCuurrssoo IInntteeggrraaddoo –– 33ªª SSéérriiee 
CCuurrssoo MMoodduullaarr –– MMóódduulloo IIIIII 
 
 
LLuuzziiaa SSeerrggiinnaa ddee FFrraannççaa NNeettaa 
 
BBeelloo HHoorriizzoonnttee 
22001111 
Condensador
R Pt
Alimentação
Pb
Aquecedor
Lb
Vt
Vs
Vr
Vb
Lr
Lb
A
B
C
D
E 
2 
 
ÍÍnnddiiccee 
 
 
II –– IInnttrroodduuççããoo aass OOppeerraaççõõeess UUnniittáárriiaass................................................................................0033 
IIII –– TTrraannssppoorrttee ddee ssóólliiddooss..........................................................................................................................0044 
IIIIII –– RReedduuççããoo ddee ttaammaannhhoo ddee mmaatteerriiaall ssóólliiddoo............................................................1155 
IIVV –– PPeenneeiirraammeennttoo IInndduussttrriiaall................................................................................................................2266 
VV –– FFiillttrraaççããoo......................................................................................................................................................................3322 
VVII –– SSeeddiimmeennttaaççããoo..................................................................................................................................................3399 
VVIIII –– CCllaassssiiffiiccaaççããoo cceennttrrííffuuggaa..............................................................................................................4433 
VVIIIIII –– FFlloottaaççããoo..................................................................................................................................................................4488 
IIXX –– DDeessttiillaaççããoo..............................................................................................................................................................5533 
XX –– BBiibblliiooggrraaffiiaa..............................................................................................................................................................6633 
 
3 
 
II –– IInnttrroodduuççããoo aass OOppeerraaççõõeess UUnniittáárriiaass 
 
Introdução 
Os processos de separação 
constituem uma etapa fundamental 
nos processos de fabricação em 
uma indústria química. 
A noção de processos de 
separação está intimamente 
relacionada com as operações 
unitárias. O termo Operações 
Unitárias foi introduzido por Arthur 
D. Little em 1915 nos EUA. 
O conceito de operações 
unitárias está baseado na filosofia 
de uma seqüência amplamente 
variável de etapas que podem ser 
reduzidas a operações simples, ou 
reações que são idênticas 
independentemente do material que 
será processado. 
As operações unitárias têm 
como objetivo a redução do 
tamanho de sólidos, transporte de 
massa e calor, separar ou 
concentrar componentes de uma 
mistura, aquecer ou resfriar, entre 
outras funções. Quanto à 
classificação as operações unitárias 
podem ser divididas em quatro 
grupos: 
✓ Operações baseadas na 
transferência de quantidade de 
movimento. Ex.: Sedimentação, 
ciclonagem, moagem, etc. 
✓ Operações baseadas na 
transferência de massa. Ex.: 
Destilação, extração absorção, 
adsorção, entre outras. 
✓ Operações baseadas na 
transferência de calor. Ex.: 
Trocadores de calor. 
✓ Operações baseadas na 
transferência de calor e massa. Ex.: 
Evaporação e cristalização. 
Quanto à aplicação das 
operações unitárias na indústria 
química pode-se citar: 
➢ Indústria produtora de açúcar 
e álcool. 
➢ Indústria produtora de 
cimento. 
➢ Indústria produtora de 
polímeros. 
➢ Indústria petroquímica. 
 
4 
 
IIII –– TTrraannssppoorrttee ddee ssóólliiddooss 
 
Introdução 
 O transporte de materiais na 
indústria engloba o transporte de 
sólidos, bombeamento de líquidos e 
a movimentação de gases. Neste 
módulo será abordado apenas o 
transporte de sólidos. 
 A importância de se conhecer 
e estudar o transporte de sólidos 
está relacionado à economia 
durante o processo de produção. O 
custo com transporte durante um 
processo poderá chegar a valores 
80% do custo total da produção. O 
aumento do custo com mão-de-obra 
forçou a substituição pelos 
transportes mecânicos. Outros 
fatores que contribuíram para 
mecanização do processo de 
transporte dos sólidos foi o 
transporte do sólido em maior ou 
menor escala variabilidade nas 
condições de transporte, 
capacidade, espaço disponível e 
economia do processo. 
 
 
Especificação do 
equipamento 
 A seleção e 
dimensionamento do equipamento 
de transporte dependem de uma 
série de fatores como a sua 
capacidade, distância e desnível da 
carga e descarga, natureza do 
material que será transportado e os 
fatores econômicos. 
 A determinação da 
capacidade do equipamento é de 
fundamental importância e envolve 
uma série de variáveis como o 
desembarque na fábrica, o 
armazenamento e a embalagem. A 
capacidade poderá ser especificada 
em: capacidade de operação, 
nominal, de pico e de projeto. 
A capacidade de operação é 
aquela que leva em consideração a 
vida útil do transportador no que diz 
respeito à instalação, tempo de 
operação, manutenção e a 
quantidade média do material que 
será processado. A capacidade de 
projeto deverá ser superior a 
capacidade de operação. 
5 
 
A capacidade nominal é a 
capacidade máxima e mínima que o 
equipamento deverá operar e que 
deverá está dentro da capacidade 
de operação. A capacidade de pico 
será a maior capacidade que se 
deve operar o sistema de 
transporte. Com relação à 
capacidade de projeto, esta serve 
para especificar o transportador e 
realizar os cálculos mecânicos e 
estruturais, além das capacidades 
máximas e mínimas de operação. 
 A distância e o desnível entre 
carga e descarga deverá ser levado 
em consideração para escolha 
adequada do equipamento, já que 
existem equipamento próprios para 
longas distâncias e isento de 
inclinação e equipamento para 
grande inclinações e curtas 
distâncias. 
 A natureza do material 
relativa às características físicas e 
mecânicas dos sólidos interfere 
diretamente na escolha do 
transportador. A especificação de 
um transportador dependerá 
fundamentalmente da granulometria 
e forma da partícula, densidade, 
fragilidade, umidade, mobilidade, 
dureza, aderência, aglutinação e 
abrasão. 
 Os fatores econômicos levam 
em consideração o menor custo 
inicial, menor custo de manutenção 
ou menor consumo de energia. 
 
Classificação do 
equipamento. 
 Os equipamentos podem ser 
classificados em duas categorias. A 
primeira enquadra os equipamentos 
cuja posição permanece fixa 
durante o transporte do sólido, 
embora possuam partes móveis. A 
segunda enquadra os equipamentos 
que se movimentam junto com os 
sólidos como exemplo pode-se citar 
as carregadeiras, vagonetas, 
caminhões, guinchos, 
empilhadeiras, entre outros. 
 A primeira categoria que 
engloba os carregadores fixos pode 
ser classificada de acordo com a 
ação que desenvolvem o transporte 
e são divididos em cinco categorias: 
carregadores, arrastadores, 
elevadores, alimentadores e 
pneumáticos. 
 
 
6 
 
Dispositivos carregadores 
 Os dispositivos carregadores 
podem ser subdivididos em correia, 
esteira, corrente, caçamba, 
vibratório e por gravidade. Todos 
esses dispositivos possuem o 
mesmo objetivo que é levar 
continuamente o sólido de um ponto 
a outro da indústria. 
 
✓ Transportador de correia: 
Caracterizado por uma correia sem 
fim que se movimenta entre um 
tambor,no ponto de alimentação, e 
outro de acionamento na 
extremidade de descarga (Figura 1). 
 
 
A 
 
B 
 
Figura 1: a) correias transportadoras e b) 
correia. 
 
A correia é apoiada em cima 
de roletes e há sempre a 
necessidade de esticadores para 
manter a correia sob tensão. Esses 
dispositivos podem ser horizontais 
ou inclinados, com tamanho 
variando de poucos metros até 
quilômetros e operam a uma 
velocidade que varia de 0,5 a 3m/s. 
Quanto ao material às 
correias podem ser de couro, nylon, 
poliéster, PVC, polietileno, algodão, 
etc. Durante a instalação deverá ser 
incluso um dispositivo de carga e 
descarga do material. 
Os dispositivos de carga e 
descarga das correias são 
geralmente automáticos e o 
carregamento é feito por meio de 
bicas, válvulas rotativas, 
alimentadores agitados, rotativos, 
vibratórios ou helicoidais. A 
operação manual é utilizada quando 
a carga que será transportada são 
caixas ou fardos. 
 Quanto ao dispositivo de 
descarga também poderá ser 
manual ou automático mediante 
instalação de raspadores. 
 Os transportadores correia 
variam sua configuração em roletes 
inclinados, zipper ou tripper. Quanto 
7 
 
à inclinação os transportadores 
correia podem ser horizontais ou 
inclinados. O ângulo de inclinação 
não poderá exceder o de repouso 
natural do material, geralmente é 
um valor inferior a este e não 
ultrapassa a inclinação de 45º. 
 O projeto de uma correia 
transportadora deverá levar em 
consideração fatores como o ângulo 
de inclinação, a velocidade de 
transporte, a largura da correia e a 
potência consumida. 
 
✓ Transportador de 
esteira: transportador variante do 
transportador correia e é aplicado 
principalmente para o transporte 
pesado de materiais quentes ou 
muito abrasivos em curta distância. 
A esteira é geralmente constituída 
por material metálico no formato de 
badejas ou caçambas fixadas numa 
correia ou corrente (Figura 2). As 
esteiras possuem uma velocidade 
média de 5 a 10 m/min. 
 
Figura 2: Transportador de esteira. 
✓ Transportador de corrente: 
Os transportadores corrente são 
montados com elos padronizados 
de corrente que são montados uns 
sobre os outros com pinos (Figura 
3). Apresentam uma excelente 
durabilidade e simples manutenção, 
além de operarem em alta 
velocidade, capacidade e 
temperatura. Esse tipo de 
transportador é pouco utilizado na 
indústria química. 
 
 
Figura 3: Transportador de correntes. 
 
 
✓ Transportador de caçamba: 
Os transportadores caçamba são 
empregados para o transporte de 
material em longas distâncias. O 
transporte ocorre no interior das 
caçambas suspensas em cabos de 
aço ou em eixos com roletes nas 
duas extremidades e que se 
movimentam em trilhos (Figura 4). 
 
8 
 
 
Figura 4: Transportador de caçambas. 
 
 Os tipos mais simples de 
transportador de caçambas são os 
com caçambas suspensas 
diretamente em roldanas que 
deslizam em cabos de aço e são 
amplamente utilizados no transporte 
de minérios a longas distâncias. 
Uma variante dos transportadores 
de caçamba são os transportadores 
elevadores. Nesta configuração as 
caçambas basculam num eixo cujas 
extremidades são presas em 
correntes laterais. Há superposição 
das caçambas durante a elevação, 
porém não há interferência de uma 
com a outra. 
 
✓ Transportador vibratório: 
Utilizados no transporte de sólidos 
densos e de escoamento fácil. Os 
sólidos são depositados sobre uma 
calha horizontal ou ligeiramente 
inclinada que vibra pela ação de 
excêntricos ou vibradores 
eletromagnéticos (Figura 5). 
 
 
Figura 5: Transportador vibratório. 
 
As partículas realizam um 
movimento para cima e para frente 
afastando-se do transportador por 
um curto intervalo de tempo. 
 Recomenda-se o uso desse 
transportador para pequenas e 
médias distâncias e muitas vezes 
servem como dispositivos 
alimentadores. 
 
✓ Transportador por 
gravidade: Essa é uma das 
configurações mais simples para um 
transportador de sólidos. O 
transportador por gravidade escoa o 
material sobre um plano inclinado 
em relação à horizontal com um 
ângulo superior ao de repouso do 
material. Também se utiliza calhas 
9 
 
ou dutos por onde o sólido escoa 
livremente. Deve-se realizar um 
controle no ângulo de inclinação do 
transportador, caso este apresente 
uma inclinação excessiva, a 
velocidade de descida do material 
se elevará e poderá ocorrer a 
fragmentação do material. A 
inclinação do ângulo do 
transportador dependerá da 
densidade do sólido e da sua 
aderência. 
Uma variante do 
transportador por gravidade que é 
utilizado para o transporte de 
caixas, fardos e latas são os roletes 
fixos em guias laterais denominados 
de transportadores de rolos (Figura 
6) que são instalados tanto na 
horizontal quanto inclinado. 
 
 
Figura 6: Transportador por gravidade – 
Transportador de rolos. 
 
 
 
Dispositivos arrastadores 
 O transporte dos sólidos é 
realizado por arraste em calhas ou 
dutos. Esses equipamentos 
apresentam um baixo custo de 
aquisição, porém seu custo de 
manutenção é elevado devido aos 
desgastes sofridos pelo 
equipamento. Os transportadores 
arrastadores são classificados em 
calha ou helicoidal. 
 
✓ Transportador de calha: 
Apresenta-se como uma das mais 
simples configurações e baratas 
para o transporte de sólidos. 
Entretanto apresenta um custo 
elevado de manutenção e 
energético, dessa forma este 
equipamento só é utilizado quando 
se trata de transportar sólidos a 
curtas distâncias (Figura 7). 
 
 
Figura 7: Transportadores de calhas. 
 
 Os transportadores constam 
de uma calha de madeira ou aço. 
10 
 
No interior dessas calhas 
encontram-se raspadores que 
arrastam consigo o sólido que será 
transportado. 
 
✓ Transportador helicoidal: 
Utilizados para pequenas 
distâncias. Além do transporte do 
sólido poderá ser utilizado como 
dispositivo para mistura, lavagem, 
cristalização, resfriamento, extração 
ou secagem. Os transportadores 
helicoidais são compostos por uma 
canaleta de seção semi-circular 
onde em seu interior gira uma eixo 
com uma helicóide (Figura 8). 
 
 
Figura 8: Transportador helicoidal. 
 
 O grau de inclinação da 
canaleta pode variar de 10 a 15º, 
porém caso a mesma seja fechada 
poderá funcionar como dispositivo 
elevador. Apresenta custo 
relacionado ao consumo energético, 
porém para pequenas distâncias 
esses valores não são importantes. 
 Há várias configurações para 
a helicóide que compõe o 
transportador (Figura 9). 
 
Figura 9: Configuração das helicóides. 
 
A tabela abaixo apresenta as 
configurações o seu respectivo uso. 
 
Configuração Aplicação 
Padrão Inclinação até 20º 
Passo longo 
Materiais de fácil 
escoamento 
Passo duplo Mistura 
Furada Lavadores 
Dobrada ou de 
fita 
Misturar pastas 
 
Dispositivos elevadores 
 Alguns dispositivos como as 
correias, helicoidais e de calhas, 
classificados como transportadores 
poderão ser utilizados como 
dispositivos elevadores. Esses 
11 
 
equipamentos só poderão ser 
utilizados como elevadores caso o 
desnível seja pequeno comparado 
com a distância horizontal de 
transporte. Os transportadores 
elevadores classificados em 
helicoidais, canecas e pneumáticos. 
 
✓ Elevador helicoidal: 
Idênticos aos transportadores 
descritos anteriormente. Nesta 
configuração utiliza-se um tubo 
cilíndrico em substituição a calha 
semi-circular e a folga entre a 
helicóide e o tudo deverá ser 
limitada. Este equipamento elevador 
é utilizado para o transporte de 
sólidos com uma altura máxima de 
12m. 
 
✓ Elevador de canecas: Esses 
elevadores são constituídos de 
canecas fixas sobre correias 
verticais ou de grande inclinação. 
As correis poderão ser substituídas 
por correntes que se movimentam 
em uma polia ou roda dentada 
(Figura 10).A 
 
B 
 
Figura 10: a) canecas e b) elevador de 
canecas. 
 
 
As canecas encontram-se no 
interior de caixa de madeira ou aço 
e geralmente são empregadas para 
a elevação de cereais, minérios e 
reagentes químicos e podem chegar 
a uma altura de elevação de 100m. 
A descarga nestes 
equipamentos pode ser centrífuga, 
positiva ou contínua. Na descarga 
centrífuga o transportador opera em 
alta velocidade (65 a 90 m/min) e o 
material é descartado sobre o duto 
inclinado de descarga ao contornar 
a polia. Para baixas velocidades a 
descarga centrífuga é inviável e as 
canecas são invertidas por meio de 
12 
 
uma roda dentada para que se 
possa realizar a descarga, sendo 
denominado de descarga positiva. 
Quando as canecas estão próximas 
uma das outras, a descarga torna-
se contínua (Figura 11). 
 
Figura 11: Descarga dos elevadores de 
canecas. a) descarga centrífuga, b) 
descarga positiva e c) descarga contínua. 
 
 
Dispositivos alimentadores 
 Os dispositivos 
transportadores também são 
utilizados como dispositivos 
alimentadores para determinados 
processos. 
 Nos processos industriais a 
alimentação de sólidos a vazão de 
massa constante é sempre um 
problema e de difícil resolução 
devido às características dos 
sólidos envolvidos no processo. Os 
alimentadores podem ser 
classificados em gravimétricos ou 
volumétricos. 
 Alimentador gravimétrico: 
são utilizados quando os sólidos 
apresentam uma granulometria 
diversificada e necessita-se de uma 
dosagem precisa e constante. Um 
dispositivo típico dos alimentadores 
gravimétricos são as correias 
dosadoras que são alimentadas por 
um alimentador helicoidal (Figura 
12). 
 
Figura 12: Alimentador gravimétrico de 
correia dosadora. 
 
 
 Neste dispositivo o processo 
de dosagem do material granular 
ocorre mediante a flexão da correia 
com a variação da carga que aciona 
uma alavanca que atua sobre os 
braços de uma balança de grande 
sensibilidade. O outro braço da 
alavanca está ligado a um circuito 
elétrico que aciona o alimentador 
helicoidal da correia que aciona um 
acelerador ou redutor de 
velocidade. 
13 
 
✓ Alimentador volumétrico: 
São dispositivos simples e de fácil 
instalação e alimentação ocorre à 
vazão volumétrica constante. A 
vazão é variada alterando-se a 
rotação da máquina ou a posição da 
válvula gaveta que geralmente se 
instala na boca de saída do silo. 
Quando se opera com sólidos que 
aderem com facilidade ou apresenta 
grande variação de densidade 
deverão ser alimentados utilizando 
os alimentadores gravimétricos. 
Os alimentadores com 
válvulas rotativas possuem um eixo 
que gira a velocidade constante 
movimentando as palhetas (Figura 
13). 
 
A 
 
B 
 
Figura 13: Válvula rotativa. a) palheta e b) 
instalação do dispositivo dosador. 
 Quando se pretende 
aumentar ou reduzir a dosagem 
modifica-se a freqüência do motor 
que regula a dosagem dos sólidos. 
 Os alimentadores de mesa 
dosadora é de fácil regulagem e 
encontram-se instalados logo após 
a saída do silo (Figura 14). O silo 
descarrega diretamente sobre o 
disco horizontal que gira em 
velocidade constante e mediante a 
ação de um raspador o solido é 
retirado da mesa e dosado a vazão 
desejada. Este dosador é 
amplamente utilizado na indústria e 
necessita de calibração constante. 
 
 
Figura 14: Mesa dosadora. 
 
 
Dispositivos pneumáticos 
 Empregado no transporte ou 
elevação de sólidos finos na 
indústria química. Esse dispositivo 
pode ser empregado em curtas ou 
14 
 
longas distâncias e a granulometria 
pode variar desde um pó fino (cerca 
de 100µm) até 1cm. Aplica-se para 
o sólido fino que em outros 
processos de transportes por 
arraste se perderiam ao longo do 
caminho. 
 O transporte ocorre mediante 
fluidização do sólido mediante uso 
do ar ou gás inerte. A mistura 
sólido-fluido escoa pelo interior de 
dutos do sistema. Quanto ao modo 
operacional desses sistemas eles 
podem ser operados de forma 
direta, quando o sólido passa por 
um ventilador ou indireto quando o 
sólido não passa pelo ventilador. O 
sistema direto é o mais utilizado por 
ser um pouco mais simples, porém 
não se aplica quando o sólido puder 
danificar o ventilador (Figura 15). 
 
 
Figura 15: Dispositivos pneumáticos. 
 
15 
 
IIIIII –– RReedduuççããoo ddee ttaammaannhhoo ddee mmaatteerriiaall 
ssóólliiddoo 
 
Introdução 
A redução de sólidos é 
utilizada na indústria e visa à 
obtenção de partículas com 
tamanhos trabalháveis, bem como, 
o aumento da superfície de contato. 
Os processos de fragmentação são 
altamente consumidores de energia 
e apresentam uma baixa eficiência 
energética devido às perdas durante 
a fragmentação (Figura 1). 
 
Energia consumida
Calor
Atrito
Ruído
Vibração Produto 
cominuído 
Figura 1: Perda de energia ao longo do 
processo de fragmentação. 
 
Como exemplo de redução 
de tamanho mediante uso da 
moagem pode-se citar a obtenção 
de sólidos pequenos que facilitem a 
sua dissolução, melhore a pega do 
cimento, de sementes oleaginosas 
para facilitar a extração com 
solventes. 
O processo de redução de 
tamanho é realizado em duas 
etapas. A primeira é a redução onde 
são obtidos os sólidos de maior 
tamanho, realizada mediante uso de 
britadores. A segunda etapa é a 
moagem para obtenção de sólidos 
de menor tamanho utilizando 
moinhos. O objetivo principal da 
moagem é promover a mistura 
íntima de dois ou mais sólidos e a 
mistura se torna mais uniforme à 
medida que se reduz o tamanho da 
partícula. A técnica de moagem é 
amplamente utilizada nas indústrias 
farmacêuticas para obtenção de 
produtos em pó. 
O beneficiamento de minério 
utiliza amplamente a técnica da 
redução de tamanho para cominuir 
a rocha e obter o mineral de 
interesse. 
 
 
16 
 
Mecanismo de fragmentação 
 Devido à diversidade 
estrutural dos materiais, bem como 
os diferentes tamanhos das 
partículas (da mais grossa a mais 
fina), pode-se concluir que o 
mecanismo de fragmentação não 
poderá ser único. Materiais moles e 
duros são fragmentados por 
mecanismos diferentes da mesma 
forma que a quebra de partículas 
grandes é diferente da quebra de 
partículas menores. 
 A redução de tamanho 
poderá ser realizada mediante 
mecanismos de compressão, 
impacto, atrito e corte. Esses são os 
métodos comumente encontrados 
nas indústrias para redução de 
tamanho. 
 As partículas irregulares 
quando submetida à compressão 
pode-se observar a obtenção de 
fragmentos com duas faixas de 
tamanho, sendo uma grossa 
resultante da quebra induzida e 
outra fina da quebra por 
compressão no local onde a carga 
foi aplicada (Figura 2). A quantidade 
de material sólido fino produzido 
pode ser minimizada reduzindo a 
área de aplicação da carga. 
 
Figura 2: Fratura por britagem. 
 
A quebra devido ao impacto 
ocorre mediante aplicação de 
esforços sobre o material e a 
fragmentação ocorre principalmente 
por tensão não havendo a 
deformação. O resultado desse 
processo é a obtenção de partículas 
com forma e tamanho semelhantes. 
A redução por atrito produz 
uma maior quantidade de partículas 
finas que dependendo da aplicação 
torna-se indesejável. A redução 
ocorre devido ao atrito partícula-
partícula e poderá ocorrer em um 
britador se este é alimentado 
rapidamente provocando um 
contato maior entre as partículas. 
 
Equipamentos utilizados para 
redução de tamanho 
O tamanho desejado para a 
partícula é um critério de 
17 
 
fundamental importância para a 
escolha adequada do equipamento. 
Os equipamentos que efetuam a 
fragmentação grosseira são 
denominados de britadores e as que 
produzem os finos são os moinhos. 
O quadro abaixo apresenta a 
delimitação das sub-classes. 
 
 Alimentação Produto 
Britadores 
Primários ou 
grosseiros 
Secundários 
ou terciários 
 
10cm a 1,5m 
 
0,5 a 5 cm 
 
0,5 a 5cm 
 
0,1 a 0,5 cm 
Moinhos 
Finos 
Coloidais 
 
0,2 a 0,5 cm 
80 mesh 
 
200 mesh 
Até 0,01µm 
 
Britadores primários ou grosseiros 
Os britadores que se 
classificam nesta categoria são os 
de grande porte como o britador de 
mandíbulas, britador giratório, 
britador de impacto e o de rolos 
dentado. A operação ocorre sempre 
em circuito aberto e sem descarte 
da fração fina contida na 
alimentação. Esse processo é 
realizado a seco e a razão de 
redução é de 8:1. 
 
✓ Britador de mandíbulas: 
Equipamento utilizado para fazer a 
britagem primária em blocos de 
elevada dimensão e dureza. O 
britador é composto de uma 
mandíbula fixa e outra móvel ligado 
a um eixo excêntrico que promove o 
movimento de aproximação e 
afastamento. Dessa forma, o bloco 
que é alimentado vai descendo 
gradativamente enquanto recebe o 
impacto responsável pela 
fragmentação. 
Os britadores mandíbulas 
podem ser classificados de acordo 
com o seu mecanismo de 
acionamento da mandíbula móvel. 
Dessa forma, têm-se os britadores 
de um e dois eixos. Os britadores 
de um eixo possuem um movimento 
elíptico e operam com menor 
capacidade, presta-se para 
operação intermitente, e entopem 
com maior facilidade, porém permite 
trabalhar com uma maior relação de 
fragmentação e o produto obtido 
apresenta uma granulometria 
regular. Nesta categoria se 
encontram o Dodge (Figura 3). 
18 
 
Cunha 
reguladora
Contra 
cunha
Eixo 
excêntrico
 
Figura 3: Britador de um eixo – Dodge. 
 
 Os britadores de dois eixos, 
britador Blake (Figura 4), a 
mandíbula móvel possui um 
movimento pendular que permite 
operar com maior produção e não 
entope com facilidade, pois na parte 
inferior ocorre a abertura e a saída 
do material britado. 
 
 
Figura 4: Britador de dois eixos – Blake. 
 
Em termos de custo quando 
comparado o britador Dodge e o 
Blake, este último apresenta um 
custo de 50% maior que o primeiro 
e é utilizado para a britagem de 
materiais abrasivos e de difícil 
fragmentação. 
 
✓ Britador giratório: É utilizado 
quando existe uma grande 
quantidade de material a ser 
fragmentado. Este equipamento 
apresenta uma melhor autonomia 
quando comparado ao britador de 
mandíbulas, pois poderá ser 
alimentado de qualquer lado além 
de permitir uma pequena 
armazenagem em seu topo (Figura 
5). 
 
 
Eixo 
Principal
Eixo Motor
Cabeça de 
britamento
Alimentação
A 
 
B 
 
Figura 5: a) Britador giratório e b) vista 
frontal do britador giratório instalado. 
19 
 
 O britador giratório tem como 
princípio de funcionamento a 
aproximação e distanciamento do 
cone central em relação à carcaça. 
O movimento circular permite que 
toda área da carcaça seja utilizada 
dando capacidade ao britador de 
operar com elevadas capacidades 
de material. 
 
✓ Britador de rolo dentado: Este 
britador consiste em um rolo 
dentado móvel em conjunto com 
uma carcaça fixa (Figura 6). 
 
Câmara de 
britagem
 
Figura 6: Britador de rolo dentado. 
 
 A fragmentação ocorre 
devido ao movimento giratório do 
rolo que provoca a compressão e 
cisalhamento do material. Esse tipo 
de britador possui um emprego 
limitado devido aos desgastes dos 
dentes e sua sensibilidade a 
abrasão. O seu uso é recomendado 
para fragmentação de materiais de 
fácil fragmentação e britagens 
móveis devido ao seu tamanho. 
 
Britadores secundários 
A britagem secundária é 
aquela subseqüente a britagem 
primária e tem como objetivo na 
maioria dos casos a redução 
granulométrica do material para 
encaminhá-lo a moagem. Na 
britagem secundária é comum 
realizar o descarte da fração fina 
para aumentar a capacidade de 
produção. Os britadores 
secundários são classificados em 
britadores martelos, pinos, de 
barras, rolos lisos ou dentados, 
cônico, discos, moenda e rotatório. 
A seguir alguns modelos serão 
descritos. 
 
✓ Britador de martelos: O 
britador de martelos opera 
principalmente por impacto, 
empregado para fragmentação de 
materiais frágeis e não abrasivos. 
Também é empregado para 
fragmentação de materiais fibrosos 
como milho, soja e café. Os 
britadores de maiores portes 
20 
 
servem para a fragmentação de 
carvão, calcário, cal, entre outros. 
O britador martelo funciona 
mediante a ação de um rotor que 
gira em alta velocidade no interior 
de uma carcaça. No rotor observa-
se certo número de martelos 
periféricos que basculam em torno 
do seu ponto de fixação (Figura 7). 
 
 
Figura 7: Britador de martelos. 
 
 A redução de tamanho do 
material é realizada devido ao 
impacto do material com os 
martelos e com as placas de 
britamento. O produto cominuído é 
recolhido pela parte inferior do 
equipamento onde há uma espécie 
de grelha e a alimentação é 
realizada na parte superior. A 
granulometria do produto obtido é 
determinada pela velocidade da 
máquina, pelo tamanho dos 
martelos e pelo tamanho das 
aberturas de saída. 
✓ Britador Cônico: Semelhante 
ao britador giratório, entretanto 
opera com uma capacidade muito 
menor (Figura 8). O britador recebe 
uma alimentação com uma 
granulometria fina e produção de 
fragmentos bem finos. Esse 
equipamento é utilizado como 
substituinte ao britador giratório ou 
de rolos e opera em um único 
estágio para obtenção do produto 
cominuído. 
Alimentação
Prato distribuidor 
da alimentação
Conjunto 
de molas
Eixo 
excêntrico
 
Figura 8: Britador cônico. 
 
 A diferença existente entre o 
britador cônico e o giratório está na 
presença de longas superfícies 
paralelas que garantem um maior 
tempo de contato do material com 
esta região do britador. Outra 
diferença está na descarga do 
produto cominuído. No britador 
cônico a saída está condicionada ao 
movimento do cone para cima e 
para baixo controlando a abertura. 
21 
 
✓ Britador de rolos: O britador 
de rolos geralmente é instalado 
após o britador de mandíbulas ou 
giratório. O britador de rolos possui 
dois rolos que giram a mesma 
velocidade, porém em sentidos 
opostos (Figura 9). Este tipo de 
britador opera com materiais de fácil 
fragmentação. A alimentação é 
realizada jogando o material 
grosseiro entre os rolos. O 
movimento força a passagem do 
material grosseiro a passar por 
entre os rolos. Este britador possui 
limitações relacionadas à 
granulometria do material da 
alimentação que dependerá da 
distância fixada entre os rolos. 
 
Alimentação
 
Figura 9: Britador de rolos. 
 
 
Moinhos 
 Da seqüência das etapas de 
fragmentação a moagem se 
encontra no último estágio. Nesta 
etapa as partículas são reduzidas 
pela combinação de impacto, 
compressão, abrasão e atrito. 
 A moagem requer um maior 
custo de investimento e apresenta 
um maior gasto de energia quando 
comparado aos britadores. A 
moagem requer uma escolha 
adequada do equipamento ao tipo 
do material que será cominuído 
evitando submoagem que a 
obtenção de um material grosseiro 
fora de especificação ou da 
sobremoagem que é a obtenção de 
um material extremamente fino e 
fora de especificação. 
Os moinhos geralmente 
utilizados são os cilíndricos que 
podem ser de barras, de molas ou 
de seixos, moinhos de martelos, 
entre outros. 
 
✓ Moinhos cilíndricos: Os 
moinhos cilíndricos são constituídos 
por uma carcaça cilíndrica revestida 
que gira sobre mancais e possui em 
seu interior uma carga solta de 
barras ou bolas de ferro ou aço 
(Figura 10). 
 
 
22 
 
 
Alimentação
Descarga
Motor
A 
 
B 
 
Figura 10: a) Moinho cilíndrico e b) Moinho 
de bolas. 
 
O material solto dentro do 
moinho atua na compressão e atrito 
do material que se deseja reduzir de 
tamanho. Os elementos 
responsáveis pela redução do 
tamanho (barras e bolas) são 
elevados pelo movimento da 
carcaça até certo ponto de onde 
caem seguindo uma trajetória 
parabólicae caem sobre o material 
que será cominuído que ocupa os 
interstícios das bolas ou das barras. 
As bolas ou as barras acompanham 
a trajetória circular da carcaça 
quando a força centrífuga for maior 
que a força da gravidade (Figura 
11). 
 
Trajetória 
parabólica
Trajetória 
circular 
Figura 11: Trajetória das barras ou bolas 
no interior da carcaça. 
 
Quando a força da gravidade 
for superior a força centrípeta as 
bolas despencarão e realizarão um 
movimento barabólico. As bolas 
permanecerão aderidas a superfície 
da carcaça quando for ultrapassada 
a velocidade crítica dentro do 
moinho, ou seja, há uma velocidade 
máxima que acima da mesma as 
bolas permanecerão aderidas a 
superfície da carcaça. Os moinhos 
deverão operar 60 a 85% abaixo da 
velocidade crítica, nesta situação as 
bolas despencarão da parede 
promovendo a redução por impacto 
ou atrito. 
Quanto ao regime 
operacional os moinhos são 
classificados em catarata ou 
cascata. 
23 
 
Na operação em catarata a 
velocidade do moinho carrega as 
bolas até a região superior da 
carcaça promovendo a queda das 
mesmas sobre o material 
promovendo a sua fragmentação 
por impacto (Figura 12). Nesta 
operação devem-se utilizar bolas de 
maior tamanho e baixo fator de 
enchimento. Essa operação é 
adequada para a cominuição de 
material grosseiro, bem como evitar 
a produção de material fino. 
 
 
Figura 12: Operação em catarata. 
 
 
 A operação em cascata 
opera a baixa velocidade e alto fator 
de enchimento que faz com que as 
bolas atinjam certa altura dentro da 
carcaça e role uma sobre as outras 
(Figura 13). Nessa operação a 
fragmentação ocorre principalmente 
por abrasão e atrito e as bolas 
possuem diâmetros inferiores as da 
operação em catarata resultando 
em um produto final de 
granulometria fina. 
 
 
Figura 13: Operação em cascata. 
 
 
✓ Moinho de martelos: Este 
moinho consiste de um eixo girando 
em alta rotação onde se pode 
observar uma série de martelos 
fixos (Figura 14). A alimentação 
chega à parte superior do moinho e 
ao entrar em contato com o martelo 
sofre a fragmentação por impacto. 
O material cominuído é forçado a 
passar por uma tela inferior que irá 
especificar a granulometria do 
material. Os moinhos de martelos 
são largamente utilizados na 
indústria química onde as 
substâncias são menos abrasivas. 
 
24 
 
Alimentação
Martelo
Eixo de 
articulação do 
martelo
Grade
Descarga 
Figura 14: Moinho de martelos. 
 
 
✓ Moinho de discos: Estes 
moinhos possuem dois discos com 
ressaltos internos, onde um deles 
está fixo e outro móvel (Figura 15). 
A alimentação chega ao 
equipamento através de uma 
abertura central entre o disco fixo e 
o móvel que mediante o movimento 
excêntrico vai realizando a 
fragmentação e forçando o material 
para uma câmara coletora. A 
granulometria do material poderá 
ser ajustada mediante regulagem da 
abertura dos discos. Esses moinhos 
são empregados para pulverização 
do material granular desde que a 
contaminação pelo ferro devido ao 
desgaste do disco não prejudique a 
amostra. 
Alimentação Disco fixo
Disco 
móvel
Volante ajuste da 
abertura da descarga
Descarga
Mola
 
Figura 15: Moinho de discos. 
 
 
✓ Moinhos autógenos e semi-
autógenos: Esses moinhos utilizam 
o próprio material para realizar a 
cominuição. Para que isso ocorra 
devem-se usar blocos de grandes 
dimensões e eliminando quando for 
possível as superfícies metálicas de 
moagem. Os semi-autógenos 
operam de forma semelhante ao 
anterior, porém utiliza cerca de 10% 
do seu volume em bolas grandes. 
 
Modo operacional 
 A moagem poderá ocorrer a 
seco ou a úmido, em batelada ou 
contínua, em circuitos abertos ou 
fechados. 
 A operação de moagem a 
úmido economiza cerca de 25% em 
energia além de um melhor controle 
do pó gerado na operação além da 
classificação do material na saída 
do moinho. Entretanto, algumas 
25 
 
operações de moagem como a 
produção do cimento e da cal não 
poderão ser realizadas a úmido. 
 Quanto ao modo operacional 
a moagem poderá ocorrer em 
batelada ou de forma contínua. Já a 
operação contínua poderá operar 
em circuitos abertos ou fechados 
(Figura 16). 
A operação em batelada ou 
descontínua ocorre mediante 
alimentação da carga, o 
processamento e parada para 
descarga do produto. Já a operação 
contínua opera-se em regime 
permanente, ou seja, tanto a 
alimentação como a retirada de 
produtos são realizadas com o 
moinho em operação. Nos 
processos contínuos os moinhos 
poderão ser operados em circuitos 
abertos quando a alimentação 
passa uma única vez pelo 
equipamento ou em circuito fechado 
quando o material é alimentado e 
processado passa por um 
separador e a fração de grossos 
retorna ao processo e a fina é 
recolhida. 
 
 
 
A 
 
B 
 
C 
 
D 
 
Figura 16: Modo operacional dos sistemas 
de moagem. a) Operação em batelada, b) 
Operação contínua em circuito aberto, c) e 
d) circuito fechado com reciclo. 
 
 
 
26 
 
IIVV –– PPeenneeiirraammeennttoo IInndduussttrriiaall 
 
Introdução 
O peneiramento é tido como 
uma separação mecânica simples. 
Esta operação apresenta como 
necessidade a divisão do sólido 
granular em frações homogêneas e 
a obtenção de partículas de mesmo 
tamanho. 
No peneiramento, o sólido 
alimentado é movimentado sobre a 
peneira e as partículas que passam 
pela peneira é denominado de finos 
e as que ficam retidas são os 
grossos (Figura 1). A fração grossa 
ou fina poderá ser o produto de 
interesse da indústria. 
 
A
G
F 
Figura 1: Frações obtidas em um 
peneiramento. 
 
 Uma única peneira separa 
apenas duas frações e são ditas 
não classificadas, pois apenas as 
medidas extremas, maior partícula e 
menor partícula são conhecidas. A 
utilização de uma série de peneiras 
permitirá obter frações classificadas 
que permitirão a especificação em 
tamanho máximo e mínimo de 
partículas. Essa operação com uma 
série de peneiras passa a ser uma 
classificação granulométrica. 
 O peneiramento tem como 
objetivo separar da melhor forma 
possível a alimentação (A) da fração 
fina (F) e da grossa (G). Em uma 
operação ideal a maior partícula da 
fração fina é a menor do que a 
menor partícula da fração grossa. 
No peneiramento há um diâmetro 
de corte (Dc) que limita o tamanho 
máximo das partículas da fração 
fina e o mínimo da fração grossa. O 
diâmetro de corte é escolhido em 
função da finalidade visada na 
operação, podendo ou não coincidir 
com a abertura da peneira padrão. 
 Para um material (A) cuja 
análise granulométrica acumulada 
de retidos é representada pela 
Figura 2a for submetido a um 
peneiramento ideal em uma peneira 
27 
 
de abertura Dc, o ponto C da curva 
será o diâmetro de corte e serão 
obtidas duas frações uma fina e 
outra grossa (Fi e Gi). A análise 
granulométrica de acumulados será 
representada pela Figura 2b. De 
acordo com a figura, observa-se 
que este comportamento do 
acúmulo das frações 
granulométricas só é possível em 
peneiramentos ideais, onde é 
possível separar com precisão a 
fração fina da grossa. A Figura 2c 
apresenta o comportamento real da 
separação de um material granular. 
Esse comportamento ocorre devido 
à passagem de sólidos maiores que 
Dc que passam pela peneira e se 
incorporam aos finos, enquanto 
outras partículas menores que Dc 
ficam retidas nos grossos. 
 
A
G
F
 
F
A
G
DcDcDc
Fi
Fi
Gi
GiC
Ponto de 
corte
1,0 1,0 1,0
D D D 
Figura 2: Curvas granulométricas das 
frações. 
 
A - Fração acumulada de 
grossos Dc na alimentação, que 
corresponde à fração do peso total 
de A constituída de partículas 
maiores que Dc. 
F - Fração acumulada de 
grossos Dc nos finos F que 
corresponde à fração total de F que 
é constituída de partículas menores 
do que Dc. 
G - Fraçãoacumulada de 
grossos Dc no produto grosseiro G. 
Para um peneiramento ideal 
tem-se que F = 0 e G = 1. 
 
As partículas finas retidas na 
fração grossa ocorrem devido a 
aderência do pó as partículas 
grandes, a aglomeração de várias 
partículas pequenas, a incidência de 
várias partículas em uma mesma 
abertura da peneira dificultando a 
passagem das mesmas, a 
irregularidade das malhas e ao 
modo operacional. 
A passagem de grossos 
através das malhas ocorre devido a 
uma série de causas, uma delas é a 
irregularidade das malhas e a carga 
excessiva na peneira que poderão 
forçar a passagem das partículas 
grossas. 
Os equipamentos utilizados 
no peneiramento são classificados 
28 
 
em estacionários, mecânicos ou 
vibratórios. 
 
Equipamentos 
 As peneiras existentes no 
mercado apresentam aberturas 
capazes de separar materiais com 
dimensões que variam de 20 cm a 
50μm (400 mesh). Entretanto, o 
limite inferior apresenta um intervalo 
de granulometria que varia de 100 a 
150μm (150 a 100 mesh), pois 
abaixo desses valores o método 
mais indicado é a separação em 
ciclones, câmaras de poeira e filtros 
de pano. 
Quanto ao material às 
peneiras podem ser fabricadas de 
ferro, latão, cobre, inox ou arame 
galvanizado, de seda ou plástico e 
apresentam configurações 
quadradas, retangulares, circulares 
ou tubulares. A área da peneira 
dependerá da vazão de sólidos 
alimentado, das características e do 
modo operacional. 
As peneiras podem ser 
classificadas da seguinte forma: 
 
Peneiras
Estacionárias: Telas e grelhas
Mecânicas
Vibratórias
Rotativas: Tambores rotativos
Agitadas
Vibradores mecânicos
Vibradores eletromagnéticos 
com agitação simultânea
Horizontal
Vertical com movimento giratório 
em uma extremidade
 
 
✓ Peneiras estacionárias: 
Apresentam a configuração mais 
simples, robustas e econômicas. 
Entretanto, seu uso é bastante 
restrito e se prestam quase que 
exclusivamente para sólidos 
grosseiros com tamanho superior a 
5cm. Quanto ao modo operacional 
podem operar de forma 
descontínua, porém entopem com 
freqüência. 
Os modelos mais 
representativos são as telas 
inclinadas com 1 a 10 cm de 
abertura, alimentadas manualmente 
e que servem para separar 
agregados na construção civil. As 
grelhas são mais robustas e são 
empregadas para separar os finos 
das cargas de britadores. As 
grelhas consistem numa série de 
barras paralelas e que são mantidas 
em posição por meio de 
espaçadores. Alguns modelos 
29 
 
apresentam vibração na 
extremidade da alimentação e 
podem ser horizontais ou inclinadas 
entre 20 e 50° (Figura 3). 
 
Seção da 
barra
Disposição 
das barras
 
 
Figura 3: Peneira estacionária. 
 
 
✓ Peneiras rotativas: A 
configuração mais convencional 
encontrada é o tambor rotativo. 
Caracteriza-se por um cilindro 
longo, inclinado de 5 a 10° em 
relação à horizontal e que gira a 
baixa velocidade em torno do eixo. 
A superfície externa do tambor pode 
ser uma placa metálica perfurada ou 
uma tela, com aberturas que variam 
ao longo do comprimento do 
tambor. Dessa forma, esta 
configuração permite separar várias 
frações do material (Figura 4). 
 
 
 
Figura 4: Peneira rotativa. 
 
 
 Quanto ao modo operacional, 
as peneiras rotativas podem ser 
arranjadas em série e existe modelo 
com tambores concêntricos (Figura 
5). 
 
 
 
Figura 5: Arranjos de peneiras rotativas. 
 
 
30 
 
✓ Peneiras agitadas: Nesta 
configuração de peneira a agitação 
provoca a movimentação das 
partículas sobre a superfície de 
peneiramento. As peneiras agitadas 
podem ser operadas tanto na 
horizontal quanto inclinada, de 
modo que o material é transportado 
ao mesmo tempo em que é feito o 
peneiramento. Apresenta uma boa 
eficiência no processamento de 
materiais de granulometria superior 
a 1 cm, mas é baixa para materiais 
finos. 
A freqüência de agitação é 
baixa e a inclinação é geralmente 
de 15°, podendo ir até 20°. A 
agitação ocorre mediante a 
presença de excêntricos que 
permitem regular a freqüência e a 
amplitude (Figura 6). 
 
Figura 6: Peneiras agitadas. a) Vertical e 
b) horizontal. 
✓ Peneiras vibratórias: Essas 
peneiras apresentam uma elevada 
capacidade e eficiência para 
material fino. Quanto à configuração 
podem ser de estrutura vibrada ou 
com tela vibrada (Figura 7). 
 
 
A 
 
|B 
 
Figura 7: Peneiras vibratórias. a) estrutura 
vibrada e b) tela vibrada. 
 
Nas peneiras vibradas a 
movimentação ocorre devido à 
vibração mecânica por meio de 
excêntricos ou vibração 
eletromagnética. As peneiras com 
tela vibrada, como o nome indica, 
têm eletroímãs que atuam 
31 
 
diretamente sobre a tela. Essas 
peneiras são utilizadas para o 
peneiramento de finos e não são 
recomendadas para trabalho 
pesado. 
 
Cálculos de peneiramento 
 Nos cálculos de peneiras 
estão envolvidas as quantidades de 
frações produzidas, da eficiência do 
peneiramento e das dimensões da 
peneira. A resolução dos cálculos 
para o peneiramento interessa tanto 
ao projeto, como na operação. 
32 
 
VV -- FFiillttrraaççããoo 
 
Introdução 
A filtração envolve a 
separação de sólido com um líquido 
ou de um sólido com gás. O sólido 
está disperso no líquido ou no gás e 
com o auxílio de meio filtrante 
ocorre a separação. 
A separação ocorre mediante 
uso de um meio filtrante que separa 
a suspensão em duas correntes 
uma denominada de filtrado e a 
outra de torta que é depositada 
sobre o meio filtrante. A fração de 
interesse tanto poderá ser o líquido 
ou o gás isento de partículas ou a 
torta depositada sobre o meio 
filtrante. O meio filtrante poderá ser 
um papel, um sólido, tecido, 
membranas, entre outros. Neste 
capítulo trataremos especificamente 
da separação sólido-líquido. 
Durante a filtração o fluxo de 
líquido atravessa o meio filtrante 
deixando retidos os sólidos (Figura 
1). As partículas sólidas vão se 
acumulando ao longo do processo 
formando uma espécie de torta 
filtrante. A torta formada sobre a 
superfície do meio filtrante também 
atua como filtro e à medida que a 
torta aumenta a sua espessura 
aumenta a resistência à filtração. 
 
Suspensão
Meio filtrante
Filtrado
Suporte para o 
meio filtrante
Torta formada
 
Figura 1: Aparato de filtração. 
 
 
A alimentação de um 
equipamento de filtração poderá 
conter uma carga elevada ou baixa 
de sólidos. Quando se trabalha a 
baixas concentrações os filtros 
tendem a operar por um intervalo de 
tempo maior, isto ocorre devido à 
formação de uma torta menos 
espessa que caracteriza em uma 
menor resistência a filtração. 
Elevada carga de sólidos resulta na 
formação de uma camada de torta 
mais espessa necessitando de 
33 
 
paradas constantes para limpeza do 
filtro. 
 Ao longo do processo de 
filtração a vazão de filtrado diminui 
com o tempo e a pressão de 
operação aumenta. Esse 
comportamento deve-se a retenção 
dos sólidos sobre o meio poroso 
(Figura 2). 
 
Tempo (min)
V
a
z
ã
o
 d
e
 f
il
tr
a
d
o
 (
m
L
/m
in
)
P
re
s
s
ã
o
 (
b
a
r)
 
Figura 2: Comportamento da vazão de 
filtrado e da pressão durante o processo de 
filtração. 
 
 
 Os equipamentos de filtração 
podem ser operados a pressão 
constante de forma contínua ou por 
bateladas. A escolha adequada do 
equipamento e do modo operacional 
dependerá fundamentalmente da 
concentração da suspensão que 
alimentará o equipamento. A seguir 
serão descritos os equipamentos 
utilizados para separação sólido-
líquido, os meios e os auxiliares de 
filtração. 
 
Princípios de separação 
A separação na filtração 
ocorre mediante uso do meio 
filtrante, do peso da suspensão, da 
pressão aplicada sobre a superfície 
do líquido, da aplicação do vácuo do 
lado do filtrado ou de uma força 
centrífuga. A separação dos sólidos 
com o meio filtrante ocorre medianteexclusão por tamanho, ou seja, as 
maiores partículas serão retidas no 
meio poroso permitindo a passagem 
das de menor tamanho (Figura 3). 
 
Meio filtrante
Partículas de 
maior tamanho
Partículas de 
menor tamanho 
Figura 3: Filtração por exclusão por 
tamanho. 
 
 
Geralmente a filtração dentro 
dos processos industriais localiza-se 
nas últimas etapas de produção, ou 
seja, em determinados casos 
finalizada esta etapa o produto 
deverá está dentro dos padrões de 
34 
 
mercado com um filtrado límpido e 
isento de partículas. 
 
Meios de filtração e 
auxiliares de filtração 
 
✓ Meio filtrante: Semelhante ao 
processo de filtração realizado em 
laboratório, os processos de 
filtração no âmbito industrial se 
realiza da mesma forma, porém 
com uma série de cuidados que 
deverão ser levados em 
consideração para evitar paradas 
constantes para limpeza e 
manutenção do equipamento. 
 Um dos primeiros cuidados 
está relacionado ao meio poroso 
que deverá permitir a separação do 
sólido do líquido e a obtenção de 
filtrado límpido e isento de material 
particulado. O meio poroso não 
deverá apresentar poros 
extremamente pequenos que 
permita a rápida obstrução e 
redução significativa da vazão do 
filtrado. O meio poroso deverá ser 
mecanicamente e quimicamente 
resistente e de fácil remoção da 
torta. Estas características deverão 
está associadas para garantir a 
eficiência do processo e evitar 
paradas constantes para limpeza do 
equipamento. 
 Os meios de filtração podem 
ser malhas de metal, tecidos, fibra 
de vidro, de lã, de nylon, papel, 
celulose, entre outros. As fibras e os 
materiais naturais são mais eficazes 
para as partículas de menores 
diâmetros. As primeiras porções de 
filtrado poderão apresentar 
pequenos traços de particulado e 
isso se deve a não formação da 
torta que também ajuda como meio 
filtrante dinâmico. Como forma de 
obter um filtrado límpido e isento de 
particulado as primeiras frações de 
filtrado poderão voltar ao sistema 
para serem corrigidos. 
 
✓ Auxiliar de filtração: Uma 
forma de melhorar o desempenho 
de um processo é mediante o uso 
do auxiliar de filtração. Esses 
auxiliares poderão ser dosados a 
suspensão e retidos no meio 
filtrante neste caso ajuda a 
aumentar a porosidade da torta 
formada minimizando a sua 
resistência. Outra forma de uso do 
auxiliar é adicioná-lo diretamente 
sobre o meio poroso impedindo a 
adesão de compostos gelatinosos 
35 
 
evitando a sua obstrução e 
obtenção de um filtrado mais 
límpido. 
 O uso do auxiliar de filtração 
é limitado quando há formação de 
uma torta que necessite ser 
descartada com certa freqüência, 
indicando riscos de poluição 
ambiental, ou quando mediante uso 
de agentes químicos precipitam-se 
com facilidade os sobrenadantes da 
suspensão. 
 Normalmente, esses 
auxiliares de filtração são 
constituídos por terra diatomácea ou 
diatomito, celulose, asbestos, entre 
outros. 
 
Equipamentos de filtração 
 Os equipamentos de filtração 
podem ser classificados quanto ao 
leito, se os processos ocorrem em 
bateladas com remoção da torta em 
intervalos de tempo especificados 
ou de forma contínua quando essa 
torta é removida à medida que se 
forma. Outra classificação está 
relacionada se o filtro pode operar 
por gravidade, ou seja, o líquido 
percola devido à ação da gravidade 
ou se é necessário o uso do vácuo 
na saída do filtrado. A seguir serão 
descritos alguns dos equipamentos 
de filtração que são utilizados nas 
indústrias químicas. 
 
✓ Leito de filtração: Este tipo de 
equipamento é utilizado quando se 
tem pequenas quantidades de 
sólidos particulados em suspensão, 
porém em uma vazão elevada de 
líquido a ser tratado. Os leitos de 
filtração são formados variando a 
granulometria dos materiais 
particulados que o compõe. A base 
do leito é constituída por uma tela 
que retém o material particulado de 
maior granulometria. A medida de 
caminha para a superfície do leito a 
granulometria reduz. A menor 
granulometria na parte superior do 
leito, geralmente areia fina, atua 
como meio de filtração real e é 
responsável pela seleção/retenção 
do material que percola o leito. O 
material de maior granulometria 
facilita a passagem do líquido 
evitando que o mesmo seja uma 
barreira resistiva. O líquido 
clarificado é extraído na parte 
inferior do equipamento. A Figura 4 
apresenta um esquema para esta 
configuração de leito. 
36 
 
Partículas 
finas
Partículas 
grosseiras
Líquido 
clarificado
Tela de 
retenção
Entrada da 
suspensão
Defletor
 
Figura 4: Leito de filtração. 
 
 Durante o processo de 
filtração contínua observa-se uma 
redução da vazão de filtrado devido 
à obstrução do leito pela deposição 
das partículas. A limpeza desse leito 
é realizada invertendo a vazão do 
filtrado, ou seja, alimenta-se o 
equipamento de baixo para cima 
removendo as partículas que estão 
obstruindo a passagem do líquido. 
Esse procedimento é denominado 
de retrolavagem. 
 
✓ Filtro prensa placa e quadro: 
Estes filtros consistem em uma 
seqüência de placas e quadros 
alternados com uma tela filtrante. As 
placas contêm canais que facilitam 
a percolação e a drenagem do 
líquido no interior das placas. A 
suspensão é bombeada para o 
interior do conjunto placa e quadro 
onde ocorrerá a saída do filtrado e a 
retenção das partículas nas placas 
(Figura 5). 
 
Tela filtrante
Filtrado
Placas
Quadros
Entrada da 
suspensão
Formação da torta A 
 
B 
 
C 
 
Figura 5: Filtro placa e quadro. A) Seção 
transversal do filtro, b) placas que compõe 
o filtro e c Filtro prensa placa e quadro. 
 
 O filtro prensa placa e quadro 
apresenta os inconvenientes de um 
processo em batelada. O custo de 
manutenção e de mão de obra é 
elevado devido a paradas 
constantes para limpeza e 
montagem do equipmaneto. 
37 
 
Atualmente existem configurações 
deste equipamento onde é possível 
utilizar uma parte do filtro para 
limpeza e manter a outra filtrando. 
Apesar das limitações devido ao 
processo em batelada apresenta 
facilidade operacional, suportam 
elevadas pressões e são capazes 
de processar soluções com elevada 
viscosidade. 
 
✓ Filtros de folhas: Os filtros de 
folhas apresentam uma maior 
flexibilidade de operação que os 
filtros prensa. Nesta configuração, o 
elemento filtrante é constituído por 
um tecido que recobre cada quadro 
do filtro. A suspensão chega 
paralela a superfície da do quadro e 
o filtrado é recolhido no interior de 
cada quadro (Figura 6). 
 
Saída do filtrado
Entrada da 
suspensão
Formação da torta 
 
Figura 6: Filtro de folhas. 
 Semelhante ao exemplo 
anterior os filtros de folhas 
apresentam desvantagem por 
operarem em batelada. Entretanto, 
são mais flexíveis que a 
configuração placa e quadro. Nesta 
configuração o quadro encontra-se 
envolto em um tecido que facilita a 
remoção da torta durante a 
retrolavagem. Em alguns casos, um 
jato de ar poderá promover o 
desprendimento da torta evitando a 
abertura do equipamento para 
realização das limpezas. 
 
✓ Filtros rotatórios contínuo de 
tambor a vácuo: Os filtros placa e 
quadro e de folhas apresentam as 
desvantagens de serem operados 
em batelada, bem como não serem 
utilizados para grande quantidade 
de suspensão. Os filtros contínuos 
são capazes de operar realizando 
limpeza e remoção da torta 
formada. O filtro rotatório de tambor 
cilíndrico é recoberto por um meio 
filtrante e gira continuamente em 
seu próprio eixo, no interior do 
tambor há uma corrente de vácuo 
que promove a separação do sólido 
com o líquido. O filtrado é recolhido 
no interior do cilindro (Figura 7). A 
38 
 
remoção da torta é ajustada pela 
liberação do vácuo ou uma pequena 
pressão positiva próxima a 
superfície do filtro. 
 
Descarga
Válvula 
automática
Formaçãoda torta
Suspensão
Alimentação 
da suspensão
Ciclo de 
lavagem
Secagem
Secagem
 
 
Figura 7: Filtro contínuo de tambor rotativo. 
 
 
 Os filtros rotativos contínuos 
apresentam um elevado 
desempenho quando comparados 
aos filtros quadro e placa, porém 
poderão ser operados 
continuamente sem que haja 
paradas constantes para limpeza 
reduzindo dessa forma o custo com 
a mão de obra. 
 
✓ Discos rotativos contínuos: 
Nessa configuração os discos estão 
dispostos concentricamente na 
vertical sob um eixo horizontal. Os 
discos são recobertos por um meio 
filtrante e funciona semelhante ao 
filtro tambor rotativo. Os filtros são 
ocos e parcialmente submersos na 
suspensão e a filtração é realizada 
de fora para dentro (Figura 8). A 
torta formada é lavada e removida 
continuamente, porém nesta 
configuração a lavagem é menos 
eficiente. 
 
 
 
Figura 8: Filtro de discos rotativos. 
 
 
39 
 
VVII -- SSeeddiimmeennttaaççããoo 
 
Introdução 
Na filtração a separação do 
sólido do líquido ocorre mediante a 
passagem da suspensão por um 
meio filtrante, ou seja, o líquido se 
movimenta para que ocorra a 
separação. Na sedimentação 
observa-se exatamente o processo 
contrário. Onde a movimentação 
ocorre por conta das partículas que 
se movimentam devido à ação 
gravitacional (Figura 1). 
 
 
 
Figura 1: Processo de sedimentação. 
 
 
Alguns processos de 
sedimentação têm como objetivo 
remover as partículas de um 
determinado fluido em outros casos 
o objetivo está na recuperação das 
partículas e não no líquido 
clarificado. Em outros casos a 
sedimentação é utilizada como 
técnica para classificação de 
particulados quanto ao tamanho ou 
densidade. 
De acordo com o modo da 
sedimentação poderemos classificá-
la como sedimentação que será a 
convencional onde mediante ação 
da gravidade é possível se obter 
duas fases, uma isenta de sólidos e 
outra rica em sólidos. O outro tipo 
de sedimentação é a sedimentação 
classificação, onde a ação da 
velocidade de escoamento irá 
classificar partículas densas de 
partículas leves. 
Em alguns processos e 
dependendo da granulometria da 
partícula será necessário o uso de 
coagulantes junto à suspensão. 
Esses coagulantes atuam como 
agregador de partículas, 
promovendo dessa forma a 
formação de um floco favorecendo a 
sedimentação. Esses coagulantes 
podem ser: eletrólitos, coagulantes, 
agentes tensoativos, polieletrólitos. 
A sedimentação pode ser 
empregada no tratamento de 
40 
 
efluentes, sedimentação por 
extração com solvente, 
sedimentação de partículas na 
indústria de bebidas, entre outras. 
As partículas podem ser de 
gotículas, sólido ou líquido e o fluido 
pode ser um líquido ou gás e este 
poderá em repouso ou em 
movimento. 
 
Equipamentos de sedimentação 
 Os equipamentos de 
sedimentação podem ser 
classificados em sedimentadores 
gravitacionais, classificadores ou 
adensadores. 
 
✓ Sedimentador por gravidade: 
A Figura 2 apresenta um 
sedimentador por gravidade para 
separação de um sólido disperso 
em uma fase líquida. 
 
Líquido
Líquido e 
particulado
Particulado 
Figura 2: Sedimentador gravitacional. 
✓ Sedimentador classificador: 
Os sedimentadores classificadores 
consistem em tanques 
sedimentadores com pequenas 
subdivisões (Figura 3). A 
alimentação desses equipamentos 
consiste em uma suspensão líquida 
que contém partículas sólidas 
compreendidas em um determinado 
intervalo de tamanho. As partículas 
de maior tamanho e mais rápidas 
caem próximas a entrada do 
sedimentador. A velocidade linear 
no interior do tanque diminui à 
medida que aumenta o 
comprimento do sedimentador. As 
subdivisões permitem separar as 
partículas que adentram no tanque 
sedimentador. 
 
Partículas 
granulares
Partículas 
intermediárias
Partículas 
finas
Entrada da 
suspensão
Saída do 
fluido
 
 
Figura 3: Sedimentador classificador. 
 
✓ Espessador sedimentador: 
Os espessadores são 
sedimentadores que podem operar 
de forma contínua. A suspensão 
41 
 
entra no espessador e se distribui 
radialmente por toda a seção 
transversal. O líquido deixa o 
equipamento pela parte superior 
enquanto os sólidos se movem pela 
ação da gravidade para região 
denominada de zona superior 
(Figura 4). Abaixo da zona de 
superior de sedimentação encontra-
se a zona de transição onde a 
concentração dos sólidos aumenta 
de forma significativa. Abaixo da 
zona de transição encontra-se a 
zona de compressão onde as 
velocidades de sedimentação são 
lentas resultando na compressão 
dos sólidos. Os espessadores são 
utilizados quando o objetivo é a 
obtenção do sólido concentrado. 
 
Saída do 
líquido 
clarificado
Alimentação
Zona de 
compressão e 
espessamento
Zona de 
transição
Saída do lodo 
espesso
Raspador
Zona de 
sedimentação livre
 
 
Figura 4: Sedimentador espessador. 
 
✓ Decantador de rastelo: 
Classificado como decantadores 
contínuos, os decantadores de 
rastelos são utilizados para o 
arraste de sólidos grosseiros que 
decantam facilmente para a parte 
superior da calha (Figura 5). A 
suspensão é alimentada num ponto 
intermediário de uma calha 
inclinada. Os rastelos se 
movimentam da parte inferior até a 
parte superior da calha. Devido ao 
movimento dos rastelos os sólidos 
finos permanecem em suspensão e 
são retidos por um vertedor na parte 
inferior da calha. 
 
 
 
Figura 4: Sedimentador de rastelo. 
 
✓ Decantador helicoidal: 
Semelhante ao sedimentador de 
rastelos, a suspensão é alimentada 
em um ponto intermediário de uma 
calha semicircular inclinada (Figura 
5). A helicóide arrasta 
continuamente os grossos para a 
extremidade superior da calha e o 
42 
 
movimento lento promovido pelo 
mecanismo transportador evita a 
decantação dos finos, que 
permanecem na suspensão sendo 
retirada através de um vertedor. 
 
 
Figura 5: Sedimentador helicoidal. 
 
Modo Operacional 
A sedimentação industrial pode 
ser operada de forma contínua ou 
descontínua em equipamentos 
denominados tanques de 
decantação ou decantadores 
(clarificadores ou espessadores) 
(Figura 6). 
 
 
Figura 6: Decantador industrial. 
 
 
Nos decantadores contínuos 
os sólidos sedimentados são 
removidos continuamente. 
 O decantador em batelada 
assemelha-se ao contínuo, porém 
possuem a aberturas para 
alimentação da suspensão e 
retirada do produto. O tanque é 
cheio pela suspensão e fica em 
repouso, sedimenta e 
posteriormente é retirado o sólido 
sedimentado. 
 
43 
 
VVIIII –– CCllaassssiiffiiccaaççããoo CCeennttrrííffuuggaa 
 
Introdução 
Nesta seção será estudado 
outro método para as separações 
sólido-líquido ou sólido gás. Nesta 
operação a força centrífuga atua 
sobre as partículas promovendo a 
sua separação. Dessa forma, as 
partículas que não precipitam ou 
que possuem uma velocidade de 
sedimentação muito lenta, na 
separação centrífuga devido à ação 
da força essas mesmas partículas 
são facilmente separadas. 
Os separadores centrífugos 
se baseiam no princípio que a 
rotação de um objeto em torno de 
um eixo ou ponto central a uma 
distância radial constante produz 
uma força que atua diretamente 
sobre o objeto. 
Um exemplo prático de 
separação é mediante uso de 
separadores centrífugos para 
separar sólido do líquido. A 
suspensão líquida entra pela parte 
superior do equipamento e o líquido 
é imediatamente direcionado para 
as paredes do cilindro. Com a ação 
da força centrífuga, os sólidos 
migram para a região próxima a 
parede do equipamento e o líquido 
ocupa a região central (Figura 1). 
Neste tipo de equipamento as 
forças gravitacionais são 
desprezadas devido à intensidade 
da força centrífuga. 
 
Alimentação 
da suspensão
Líquido
Alimentação 
da suspensão
Sólido 
 
Figura 1: Separação centrífuga. 
 
 
A separação centrífugatambém é utilizada para separação 
de líquidos imiscíveis, para separar 
partículas sólidas ou gotículas em 
suspensão nos gases, para separar 
gases finamente dispersos em 
líquidos e ainda para a classificação 
hidráulica de mistura de sólidos. No 
decorrer do capítulo será tratada 
44 
 
apenas a separação sólido-líquido e 
sólido-gás. 
O processo de separação 
centrífuga é muito utilizado na 
indústria alimentícia principalmente 
na indústria cervejeira, produtoras 
de óleos vegetais, concentração de 
proteínas, processamento de sucos 
de frutas, entre outras. 
As centrifugas também poderão 
funcionar como filtros. O diferencial 
de pressão necessário na filtração 
convencional na separação 
centrífuga é substituído pela força 
centrífuga. As paredes da centrífuga 
são substituídas por um meio 
filtrante que retém os particulados. 
As centrífugas filtrantes competem 
diretamente com os filtros 
convencionais. 
 
Modo operacional 
As operações nas separações 
centrífugas podem ser classificadas 
em batelada, contínua e semi-
contínua. 
A operação em batelada 
consiste na alimentação da 
centrífuga seguido do 
processamento da solução e 
posteriormente a descarga. Este é o 
método mais oneroso, pois requer 
paradas constantes para carga e 
descarga do equipamento. O modo 
semi-contínuo se assemelha ao 
modo em batelada, porém não há 
interrupções do equipamento para 
carga e descarga. Em tempos e 
tempos o equipamento é alimentado 
e descarregado quando necessário. 
Operar o equipamento de 
centrifugação continuamente 
significa alimentar e descarregar o 
equipamento em regime 
permanente. Este é o método que 
apresenta um menor consumo 
energético. 
 
Equipamentos de centrifugação 
 Os equipamentos de 
centrifugação podem ser 
classificados em duas categorias 
que são as centrífugas 
decantadoras e as filtrantes. 
 As centrífugas decantadoras 
são utilizadas para clarificação ou 
espessamento de suspensões. 
Esse equipamento possui um 
tambor horizontal, vertical ou 
inclinado que gira em alta 
velocidade em torno do seu eixo e 
as partículas são direcionadas para 
periferia. As centrífugas 
45 
 
decantadoras podem ser operadas 
de forma contínua ou descontinua. 
Quando operadas de forma 
descontínua, os sólidos se 
acumulam na periferia e são 
retirados periodicamente por meio 
de uma faca ou raspadores. As 
centrífugas decantadoras são 
empregadas para o tratamento de 
suspensões diluídas, a Figura 2 
apresenta uma centrifuga 
decantadora utilizada para 
decantação de sólidos e de dois 
líquidos imiscíveis. 
 
Entrada da 
suspensão
Líquido 
Pesado
Líquido 
leve
Sólidos 
Figura 2: Centrífuga decantadora. 
 
 
As centrífugas filtrantes 
assemelham-se as anteriores, 
porém a parede do tambor rotativo é 
constituída por uma tela ou placa 
perfurada que retém os sólidos 
formando uma torta na superfície. A 
Figura 3 apresenta três 
configurações para as centrífugas 
filtrantes. 
 
 
Torta
Entrada da 
suspensão
Filtrado A 
 
Torta
Filtrado
Raspador
Entrada da 
suspensão
B 
 
Filtrado
Entrada da 
suspensão
Raspador
Saída de 
sólidos C 
 
Figura 3: Centrífugas filtrantes. a) 
Acionamento superior, b) Acionamento 
inferior e c) Centrífuga contínua. 
46 
 
A espessura da torta 
aumenta à medida que ocorre a 
filtração. O líquido filtrado atravessa 
essa torta e é recolhido no interior 
de um tambor fixo. A remoção da 
torta formada pode ocorrer com o 
auxilio de uma lâmina ou faca de 
forma contínua ou descontínua. 
 
Ciclones: Separação sólido-
gás 
 Os ciclones são 
equipamentos que utilizam a força 
centrífuga para separação de 
sólido-gás. Esses equipamentos 
permitem captar partículas 
extremamente pequenas. Isso 
ocorre devido à elevada velocidade 
fazendo com que as partículas 
sejam lançadas contra a parede do 
equipamento. 
 Os ciclones são alimentados 
com a corrente de gás contendo 
particulados tangencialmente a 
região superior do equipamento. A 
força centrífuga força as partículas 
para as paredes do equipamento 
fazendo com que os mesmos sejam 
recolhidos na parte inferior. O gás 
isento de partículas deixa o 
equipamento pela região central 
superior. A Figura 4 apresenta este 
equipamento. 
 
 
Entrada da corrente 
sólido-gás
Sólidos
Gás isento de 
Sólidos
A 
 
B 
 
Figura 4: a) Ciclone e b) dimensionamento 
e linhas de velocidade no interior do 
equipamento. 
 
 
 Como mostrado na Figura 4B 
o ciclone é construído seguindo 
uma proporcionalidade entre as 
suas partes. Essas proporções pré-
estabelecidas resultam na eficiência 
do equipamento e evita a perda de 
47 
 
carga devido à construção 
inadequada. 
 Os ciclones podem ser 
operados com e sem reciclo, por via 
seca ou úmida. A combinação do 
modo com reciclo em conjunto com 
a via úmida aumenta a eficiência do 
processo devido à significativa 
redução de perdas durante o 
processo de separação. 
 A operação com reciclo 
ocorre quando parte da saída do 
gás tratado retorna ao ciclone. O 
duto de entrada é constituído por 
uma série de frestas e o gás que 
retorna é cerca de 5% do total do 
gás tratado. O gás limpo isento de 
particulados é recolhido por um duto 
na entrada em uma posição que 
permite apenas a saída do gás 
(Figura 5). 
 
Entrada da corrente 
gás-sólido
Saída gás limpo
Sólidos 
Figura 5: Ciclone com reciclo. 
 
 Outro modelo para esta 
configuração são os multiciclones 
(Figura 6). Este equipamento consta 
de pequenos ciclones em paralelo. 
O gás contendo o sólido é 
alimentado pela parte superior do 
equipamento que contém umas 
paletas que causam a circulação do 
gás. A saída é feita pela parte 
inferior de cada ciclone. A série de 
ciclones encontra-se dentro de uma 
seção cilíndrica. As vantagens de se 
operar com este tipo de 
equipamento estão relacionadas 
com a economia de espaço, 
eliminação dos dutos tangenciais 
como nos ciclones com reciclo e a 
eficiência para separação de 
partículas inferiores a 10 µm. 
 
Entrada da corrente 
gás-sólido Saída gás limpo
Sólidos
Paletas
 
Figura 5: Multiciclone. 
 
 
48 
 
VVIIIIII –– FFlloottaaççããoo 
 
Introdução 
 A flotação é uma técnica que 
consiste na introdução de bolhas de 
ar para separação dos sólidos 
presentes em uma suspensão. 
 Em algumas suspensões 
observa-se que os sólidos de menor 
tamanho podem ser removidos com 
auxilio de agentes de floculação. A 
sedimentação poderia ser utilizada 
para separação dessas partículas, 
porém o tempo necessário para 
sedimentação é elevado o suficiente 
para inviabilizar o processo. 
 A separação das partículas 
por flotação ocorre devido às 
características físico químicas das 
partículas. Alguns materiais 
apresentam afinidade com líquidos 
de polaridades diferentes, ou seja, 
uns tem mais afinidade por líquidos 
polares e outros por líquidos 
apolares. Como exemplo, pode-se 
citar uma suspensão contendo 
quartzo e negro de fumo em água. 
A essa suspensão adiciona-se certa 
quantidade de benzeno. O negro de 
fumo tem maior afinidade por 
solventes apolares (orgânicos) 
enquanto o quartzo tem uma maior 
afinidade pela água (polar). Dessa 
forma a mistura será dividida da 
seguinte forma: o quartzo afundará, 
pois terá maior afinidade pela água, 
enquanto o negro de fumo flutuará 
devido à maior afinidade pelo 
solvente orgânico. 
 O processo de flotação 
utilizando líquidos orgânicos como 
agentes de flotação torna-se 
economicamente inviável. Uma 
forma de obter o mesmo resultado 
de separação é utilizando agentes 
tensoativos que promoverão a 
formação das bolhas que terão 
afinidade por sólidos com 
características hidrofóbicas que 
serão carreados até a superfície do 
líquido e as demais partículas 
permanecerão em suspensão. 
 Durante a ascensão das 
bolhas alguns sólidos porosos ou 
até mesmosólidos pesados 
poderão flutuar junto com o material 
separado. Entretanto, a 
recuperação dos materiais que tem 
afinidade pela bolha apresenta um 
49 
 
rendimento bastante elevado que 
compensa o uso desta técnica. A 
Figura 1 apresenta alguns sistemas 
de flotação. 
 
 
A 
 
B 
 
C 
 
Figura 1: Exemplos de uso da flotação. a) 
uso da flotação no tratamento de águas e 
efluentes, b) uso da flotação para 
recuperação de minério e c) uso da 
flotação para separação de 
microrganismos. 
O processo de flotação é 
amplamente utilizado na 
recuperação e concentração de 
minérios pobres, no tratamento de 
águas para abastecimento e 
efluentes, desemulsificação de 
águas residuárias de águas oleosas 
oriundas de indústria de refino. 
O controle do tamanho da 
bolha é fundamental importância 
para que se tenha uma boa 
eficiência do processo. Bolhas que 
apresentam menor tamanho 
possuem uma menor velocidade 
ascensional, maior área de contato 
com o material particulado. Essas 
características resultam em um 
maior tempo de residência da bolha 
dentro flotador proporcionando uma 
maior colisão da bolha com o 
material e conseqüentemente 
elevando a eficiência do processo. 
Em alguns casos, ao se 
trabalhar com partículas que 
apresentem características 
semelhantes, a separação por 
flotação poderá ser ineficiente. Uma 
forma de contornar esse problema é 
utilizar um agente de flotação que 
promova a adsorção preferencial 
por alguma das partículas. Esses 
50 
 
compostos são denominados de 
coletores. 
 A eficiência do processo de 
filtração dependerá tanto do agente 
de floculação como do tamanho da 
partícula, da densidade da 
suspensão, da velocidade de 
aeração, da agitação, da 
estabilidade da espuma e do pH. 
 Uma operação completa do 
processo de flotação envolve uma 
série de etapas. Primeiramente o 
sólido é cominuido em um moinho 
de bolas e segue para o 
condicionamento que nada mais é 
que um tanque misturador onde são 
adicionados os agentes de flotação. 
O material já devidamente 
misturado segue para uma célula 
primária de flotação onde é 
recuperado o sólido desejado. 
Posteriormente segue para a célula 
de limpeza onde ocorre a remoção 
do agente de flotação e obtenção do 
sólido desejado. A Figura 2 
apresenta a seqüência operacional 
do processo de flotação. 
 
Células primárias 
de flotação
Células de limpeza
Condicionamento
Moagem a úmido e 
classificação
Agente de 
flotação
Ar
Ar
Produto de 
cauda de limpeza
Produto de 
cauda
Concentrado 
Figura 2: Fluxograma do processo de 
flotação. 
 
 
As células de flotação podem 
ser classificadas em células de 
Denver, Bethehem Steel Company, 
Callow, entre outras. A célula de 
Callow (Figura 3) se apresenta na 
forma de um tanque fundo sendo a 
sua base recoberta por um material 
poroso onde é injetado o ar 
comprimido de forma contínua. A 
mistura da suspensão junto com o 
agente de flotação chega 
devidamente preparado a célula de 
flotação. A mistura é direcionada 
para o tanque e o sólido que não 
possui afinidade com o agente de 
flotação sedimenta e é recolhido na 
base do tanque, enquanto o sólido 
que possui afinidade com o agente 
de floculação ascende, transborda e 
51 
 
é encaminhado para um 
espessador. 
 
 
Figura 3: Célula de flotação Callow. 
 
 
 A flotação poderá ser 
utilizada tanto para a separação 
sólido-líquido quanto líquido-líquido. 
A Figura 4 apresenta uma 
esquematização da remoção de 
gotículas de óleo utilizando o 
processo de flotação. 
 
 
Figura 4: Estágios do processo de flotação. 
Aproximação da gotícula e da bolha; início 
da formação do filme; ruptura do filme e 
complexo óleo mais bolha de ar 
ascendendo. 
 
 
Modo operacional dos 
flotadores. 
 Quanto ao modo operacional 
os sistemas de flotação podem ser 
por ar induzido (FAI) ou por ar 
dissolvido (FAD). A diferença entre 
os dois processos está no tamanho 
da bolha formada. 
 A flotação por ar induzido 
(FAI) é obtida mediante agitação 
brusca do meio que é responsável 
pela formação da espuma na 
superfície da célula de flotação. 
Esse método é amplamente 
empregado para o beneficiamento 
de minério. 
 A flotação por ar dissolvido 
(FAD) o ar é dissolvido a alta 
pressão em um saturador e 
microbolhas são formadas quando a 
água é lançada na câmara de 
flotação a pressão atmosférica. As 
bolhas aderem à superfície do 
material que se deseja separar e 
ascende do tanque de flotação. 
Nesta operação o agente de 
floculação é utilizado para facilitar à 
adesão do material a bolha. Esse 
modo operacional é bastante 
utilizado para o tratamento de 
efluentes, remoção de óleos, 
gorduras, proteínas, substâncias 
52 
 
orgânicas e espessamento do lodo 
(Figura 5). 
 
 
 
Figura 5: Flotador com ar dissolvido. 
 
 
53 
 
IIXX -- DDeessttiillaaççããoo 
 
Introdução 
A destilação é uma das 
operações unitárias mais utilizadas 
na indústria química e é classificada 
como uma operação unitária de 
transferência de massa. Esta 
operação é um método utilizado 
para separar componentes de uma 
mistura líquida mediante ação de 
uma fonte de calor. A separação 
ocorre mediante a presença do 
equilíbrio líquido-vapor, ou seja, a 
ação do calor sob a mistura líquida 
promoverá a sua vaporização 
parcial obtendo-se desta forma uma 
mistura construídas por duas fases 
uma líquida e outra vapor. 
A diferença de composição 
das duas fases é resultado da 
diferença de volatilidade dos 
componentes presentes na mistura 
líquida inicial. A separação destes 
componentes será mais fácil quanto 
maior for à diferença na volatilidade 
desses componentes. 
Um exemplo clássico do uso 
de destilação é na separação de 
misturas de hidrocarbonetos na 
indústria petrolífera para o refino do 
petróleo. 
Alguns conceitos como 
transferência de massa, volatilidade 
relativa e equilíbrio líquido-vapor 
são necessários para que se tenha 
um bom entendimento desta 
operação unitária. 
 
Conceitos fundamentais 
Transferência de massa 
A transferência de massa 
ocorre quando duas fases de 
composição diferentes (Figura 1) 
são colocadas em contato 
ocorrendo a transferência de 
componentes de uma fase para 
outra, ou vice-versa. 
 
 A B 
 
Figura 1: Fases com componentes 
distintos. 
 
 
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Caso essas duas fases 
fiquem em contato por certo 
intervalo de tempo poderão atingir 
um estado de equilíbrio (Figura 2) e 
daí por diante não existir mais a 
transferência de massa entre esses 
componentes. 
 
 A B 
 
Figura 2: Fases em equilíbrio de 
componentes. 
 
 
Na maioria dos casos que 
tem interesse nas operações de 
transferência de massa, as duas 
fases se apresentam parcialmente 
miscíveis de modo que no equilíbrio 
ainda existam duas fases que 
possam ser separadas uma da 
outra. Usualmente essas fases 
possuem composições distintas e 
essas composições finais são 
diferentes das composições iniciais 
das fases no primeiro contato. 
Em condições apropriadas o 
contato e a separação repetida das 
fases podem levar a uma separação 
quase que completa dos 
componentes. 
Volatilidade relativa 
Durante o processo de 
destilação deve-se ter em mente o 
conceito de volatilidade dos 
constituintes presentes na mistura 
líquida inicial em se desprender 
desta e passar para seu estado 
vapor. 
A volatilidade relativa está 
relacionada com volatilidade de um 
componente A em relação a um 
componente B, quanto maior for 
esta diferença de volatilidade entre 
A e B mais fácil será a separação 
destes componentes. 
Geralmente, a fração mais 
volátil de uma mistura é aquela que 
em estado puro possui maior 
pressão de vapor, ou seja, tem 
maior tendência a evaporar. Como 
exemplo, pode-se citar a volatilidade 
dos seguintes componentes: butano 
 propano  etano  metano. 
 
Equilíbrio líquido-vapor