RELATORIO 3.2 OPI - EFICIENCIA DE PENEIRAMENTO - 2013

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA 
CAMPUS DIADEMA 
 
LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 
 
 
 
 
 
Eficiência de Peneiras Industriais 
 
 
 
UC: Operações Unitárias I 
 
Professor: Patrícia Fazzio Martins 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diadema - SP 
Julho / 2013 
 
 
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LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 
 
SUMÁRIO 
1. Introdução .....................................................................................................................1 
2. Objetivos .......................................................................................................................3 
3. Materiais e Métodos ......................................................................................................4 
3.1. Materiais....................................................................................................................4 
3.2. Métodos .....................................................................................................................5 
3.3. Descrição dos Cálculos ..............................................................................................6 
4. Resultados e Discussões ................................................................................................7 
5. Conclusão .................................................................................................................... 13 
6. Referências Bibliográficas .......................................................................................... 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE DE TABELAS 
 
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Tabela 2: Massa inicial e final das peneiras para a alimentação, com suas 
respectivas aberturas e massa retida. ....................................................................................... 7 
Tabela 3: Massa inicial e final das peneiras para a peneira de Tayler 35, com 
suas respectivas aberturas e massa retida. ............................................................................... 7 
Tabela 4: Massa inicial e final dos grossos para a peneira de Tayler 35, com 
suas respectivas aberturas e massa retida. ............................................................................... 8 
Tabela 5: Massa inicial e final dos finos para a peneira de Tayler 35, com 
suas respectivas aberturas e massa retida. ............................................................................... 8 
Tabela 6: Massa retida, fração retida e fração acumulada da alimentação, 
finos e grossos. ....................................................................................................................... 9 
Tabela 7: Frações para alimentação, finos e grossos para o diâmetro de 
corte. .................................................................................................................................... 12 
Tabela 8: Eficiência para finos, grosso e da peneira para a peneira de Tayler 
35. ........................................................................................................................................ 12 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 1: Representação de um peneiramento. ........................................................................ 1 
Figura 2: Peneiras ................................................................................................................... 4 
Figura 3: Equipamento montado sobre plataforma de vibração ............................................... 5 
Figura 4: Histograma com frações experimentais e diâmetro médio das 
partículas, para a alimentação, finos e grossos. ..................................................................... 10 
Figura 5: Distribuição das massas retidas com frações experimentais e 
diâmetro médio das partículas, para a alimentação, finos e grossos. ...................................... 11 
Figura 6: Distribuição acumulada com frações acumuladas e diâmetro 
médio das partículas, para a alimentação, finos e grossos. ..................................................... 12 
 
 
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Resumo 
Peneiramento é um processo cuja finalidade é a separação de materiais granulares em 
uma mistura de acordo com o tamanho do grão, sendo possível obter duas ou mais diferentes 
classes de tamanho de partícula, utilizando uma ou mais peneiras. Partindo de tal princípio 
relizou-se a separação de uma amostra de areia com os dados obtidos foi possível calcular a 
eficiência de uma peneira de Tyler 35 e simular uma operação a 1 ton/h. Primeiramente 
realizou-se o a analise granulométrica de uma amostra (alimentação) e em seguida separanda 
a fração de finos e a de grossos, para que, em seguida, uma nova analise granulométrica fosse 
realizada para os finos e para os grossos obtidos. Com os resultados obtidos calcularam-se as 
frações acumuladas e quantidade de grossos de cada corrente além da eficiência da peneira. 
Para melhores resultados sugere-se uma melhor limpeza das peneiras com auxilio de um 
compressor de ar. 
 
 
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1 
 
1. Introdução 
Peneiramento é um processo cuja finalidade é a separação de materiais granulares em 
uma mistura de acordo com o tamanho do grão, sendo possível obter duas ou mais diferentes 
classes de tamanho de partícula, utilizando uma ou mais peneiras. 
A peneira consiste em uma superfície com varias aberturas de tamanhos iguais e 
definidos (malha), e a separação é realizada por uma obstrução mecânica onde as partículas 
que passam pela malha da peneira são chamadas de “finos” e as que não passam são 
chamadas de “grossos” e o diâmetro de corte é o tamanho máximo dos finos e o diâmetro 
mínimo nos grossos. (Figura 1) 
 
 
Figura 1: Representação de um peneiramento. (Gomide, 1980) 
A = Alimentação; F = Finos; G = Grossos; Dc = Diâmetro de corte; 
 
As peneiras podem operar a seco ou a úmido, materiais pouco úmidos ou muito 
aderentes devem ser peneirados a úmido para evitar o entupimento da peneira já que a água 
lava continuamente a peneira evitando a deposição dos finos sobre os fios da peneira. A 
agitação também ajuda a prevenir o entupimento, porém uma agitação muito vigorosa pode 
provocar a moagem do material, erosão excessiva das peneiras. 
Na indústria, muitas vezes a operação de peneiramento é feita em larga escala e com 
vários propósitos, visando obter a maior eficiência possível. Em muitas peneiras, as partículas 
caem através das aberturas pela gravidade, mas em alguns casos elas passam através das 
 
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2 
 
peneiras por uma escova ou pela força centrífuga. As partículas grossas caem lentamente 
através das aberturas maiores em uma superfície estacionária, mas com partículas finas a 
superfície das peneiras deve ser agitada, como por agitação, girando, por vibração mecânica 
ou elétrica. 
O ideal de um peneiramento é não tenha perda de material, e também que não haja 
finos no montante dos grossos e vice versa, mas mesmo com técnicas e peneiras adequadas 
para o processo, algumas partículas maiores que o diâmetro de corte passam pelapeneira e se 
incorporam ao montante dos finos, enquanto outras partículas menores que o diâmetro de 
corte ficam retidas no montante dos grossos. A eficiência do peneiramento é baseada na 
idealidade, onde os fatores que a distanciam desta são (Gomide, 1980): 
 
Finos no montante dos grossos. 
- Aderência do pó às partículas grandes. 
- Aglomeração dos finos (coesão ou outras forças). 
- Irregularidade das malhas. 
- Mecanismos de operação. 
 
Grossos no montante dos finos. 
- Irregularidade das malhas. 
- Partículas grossas com dimensão aproximada do diâmetro de corte. 
- Carga excessiva na peneira,pressionando as partículas contra as malhas. 
 
Eficiência do Peneiramento 
 
A fração de grossos alimentados à peneira (A.xA) e que chegam finalmente ao 
produto grosseiro (G.xG) é uma medida da eficiência de recuperação de grossos (EG) com 
demonstra a Equação 1 (Roteiro Experimental: Eficiência de Peneiras Industriais). 
 
 
Eq. (1) 
 
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3 
 
 
Por outro lado, a quantidade de finos na alimentação A.(1-xA), e a quantidade que 
chega à fração fina F.(1-xF), permite determinar a eficiência de recuperação de finos (EF) 
como pode ser visualizado na Equação 2 (Roteiro Experimental: Eficiência de Peneiras 
Industriais). 
 
 
Eq. (2) 
 Com essas duas eficiências se calcula a eficiência da peneira, representado pela 
Equação 3 e Equação 4 (Roteiro Experimental: Eficiência de Peneiras Industriais). 
 
 
Eq.(3) 
 
 
 
 
 
Eq.(4) 
 
Sabendo que: 
xA = Fração em massa de grossos na alimentação A. 
xF= Fração em massa de grossos nos finos F. 
xG= Fração em massa de grossos nos grossos G. 
2. Objetivos 
Analisar e determinar a eficiência de uma peneira industrial e também os cálculos da 
quantidade produzida para a vazão de alimentação. 
 
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4 
 
3. Materiais e Métodos 
Neste item é explicitada a lista de materiais utilizados no experimento, bem como o 
procedimento experimental utilizado. 
 
3.1. Materiais 
As Figuras 3 e 4 apresenta o equipamento para realização do experimento. Os 
números em destaque são utilizados para facilitar a apresentação de cada item. 
 
Figura 2: Peneiras 
 
(1) 
(2) 
(3) 
(4) 
(5) 
(6) 
(7) 
(8) 
 
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Figura 3: Equipamento montado sobre plataforma de vibração 
Em que: 
(1) Peneira Bertel Tyler 9; 
(2) Peneira Bertel Tyler 16; 
(3) Peneira Bertel Tyler 32; 
(4) Peneira Bertel Tyler 60; 
(5) Peneira Bertel Tyler 115; 
(6) Peneira Bertel Tyler 250; 
(7) Fundo das peneiras; 
(8) Amostra de Areia 
(9) Plataforma de vibração; 
Também foi utilizado: 
- Uma peneira Bertel Tyler 35; 
- Uma balança semi-analítica; 
- Um pincel; 
- Duas espátulas; 
 
3.2. Métodos 
(9) 
 
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Foram pesadas as sete peneiras utilizadas. Após a pesagem montou-se o sistema das 
peneiras empilhadas junto com a plataforma vibratória conforme as Figuras 1 e 2. As peneiras 
foram colocadas progressivamente segundo a medida Tyler de cada peneira, retirando a 
peneira Bertel Tyler 35, pois esta foi à peneira a ser avaliada. Assim pesou-se a amostra de 
areia, colocou-se primeiramente toda a amostra no sistema e programou-se o agitador para 10 
minutos. Passado este tempo, pesou-se cada peneira e o fundo com as respectivas amostras 
retidas. Limparam-se as peneiras e o fundo. Assim novamente com toda a amostra peneirou-
se manualmente na peneira Bertel Tyler 35, o procedimento anterior foi realizado com o 
retido e o passante desta para medir sua eficiência. 
 
 
 
 
 
 
 
3.3. Descrição dos Cálculos 
Para calcular a eficiência da peneira usaram-se as bases de fração da Alimentação, 
dos Grossos e dos Finos. Assim dividiu-se em eficiência de recuperação dos grossos e dos 
finos (Equações 1 e 2), por fim calculou-se a eficiência da peneira (Equação 4). 
No caso que a operação fosse perfeita: 
xG = 1; 
xF = 0; 
G = A.xA; 
F = A.(1-xA); 
EG = 1; 
EF = 1; 
E = 1; 
 
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4. Resultados e Discussões 
A massa de amostra é de 737,6 gramas, as possíveis diferenças nos pesos são dadas 
pela perda de material durante o manuseio. 
Inicialmente foram pesadas as peneiras antes e após o tempo de agitação, sendo que 
nesta fase foi utilizado todo o material inicial, onde as informações coletadas 
experimentalmente na Tabela 2. 
 
Tabela 1: Massa inicial e final das peneiras para a alimentação, com suas respectivas 
aberturas e massa retida. 
Bandejas Tayler 
Abertura 
(mm) 
Massa da Peneira 
Inicial (g) 
Massa da Peneira 
Final (g) 
Massa 
Alimentação 
(g) 
1 9,000 2,000 384,000 402,000 18,000 
2 16,000 1,000 378,400 450,300 71,900 
3 32,000 0,500 350,100 555,500 205,400 
4 60,000 0,250 349,400 627,500 278,100 
5 115,000 0,125 329,800 491,700 161,900 
6 250,000 0,063 327,500 329,400 1,900 
F F* 0,000 294,800 294,800 0,000 
Somatório 737,6 
 
Após está analise todo o material foi colocado para agitação na peneira de Tayler 35, 
resultando nos valores da Tabela 3. 
 
Tabela 2: Massa inicial e final das peneiras para a peneira de Tayler 35, com suas respectivas 
aberturas e massa retida. 
Bandejas 
Mesh 
Tayler 
Abertura 
(mm) 
Massa da Peneira 
Inicial (g) 
Massa da Peneira 
Final (g) 
Massa (g) 
 
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8 
 
1 35,000 0,425 335,900 662,300 326,400 
F F* 0,000 317,800 726,400 408,600 
 
Assim o material que ficou retido na peneira de Tayler 35 e foi novamente agitado 
nas peneiras inicias, tendo como resultado os valores expressos na Tabela 4. 
 
Tabela 3: Massa inicial e final dos grossos para a peneira de Tayler 35, com suas respectivas 
aberturas e massa retida. 
Bandejas Tayler 
Abertura 
(mm) 
Massa da Peneira 
Inicial (g) 
Massa da Peneira 
Final (g) 
Massa Grossos 
(g) 
1 9,000 2,000 384,000 401,900 17,900 
2 16,000 1,000 378,400 450,700 72,300 
3 32,000 0,500 350,100 552,200 202,100 
4 60,000 0,250 349,400 384,100 34,700 
5 115,000 0,125 329,800 329,900 0,100 
6 250,000 0,063 327,500 327,500 0,000 
F F* 0,000 294,800 294,800 0,000 
Somatório 327,1 
 
Depois o material que ficou passou na peneira de Tayler 35 e foi novamente agitado 
nas peneiras inicias, tendo como resultado os valores expressos na Tabela 5. 
 
Tabela 4: Massa inicial e final dos finos para a peneira de Tayler 35, com suas respectivas 
aberturas e massa retida. 
Bandejas Tayler 
Abertura 
(mm) 
Massa da Peneira 
Inicial (g) 
Massa da Peneira 
Final (g) 
Massa Finos 
(g) 
 
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9 
 
1 9,000 2,000 384,000 384,200 0,200 
2 16,000 1,000 378,400 378,700 0,300 
3 32,000 0,500 350,100 351,300 1,200 
4 60,000 0,250 349,400625,700 276,300 
5 115,000 0,125 329,800 460,300 130,500 
6 250,000 0,063 327,500 327,600 0,100 
F F* 0,000 294,800 294,800 0,000 
Somatório 408,6 
 
Desta forma é possível analisar o quanto foi retido em cada analise e a fração 
acumulada, conforme demonstrado nas Tabelas 6. 
 
 
Tabela 5: Massa retida, fração retida e fração acumulada da alimentação, finos e grossos. 
 
Alimentação Finos Grossos 
Ban
deja
s 
Massa 
Alimentaçã
o (g) 
Fração 
Retida 
Fração 
Acumula
da 
Massa 
Finos 
(g) 
Fração 
Retida 
Fração 
Acumula
da 
Massa 
Grossos 
(g) 
Fração 
Retida 
Fração 
Acumula
da 
1 18,000 0,024 0,024 0,200 0,000 0,000 17,900 0,055 0,055 
2 71,900 0,098 0,122 0,300 0,001 0,001 72,300 0,221 0,276 
3 205,400 0,279 0,401 1,200 0,003 0,004 202,100 0,618 0,894 
4 278,100 0,377 0,778 276,300 0,676 0,680 34,700 0,106 1,000 
5 161,900 0,220 0,997 130,500 0,319 1,000 0,100 0,000 1,000 
6 1,900 0,003 1,000 0,100 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 
F 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000 0,000 1,000 
 
Para facilitar o entendimento destas informações foram feitas analises gráficas, 
conforme Figuras 4 onde tem-se o histograma da alimentação, dos finos e dos grossos 
 
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segundo o diâmetro médio das partículas, demonstrando uma distribuição próxima a uma 
gaussiana, o que era esperado. 
 
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
2,000 1,500 0,750 0,375 0,188 0,094 0,032
Fr
aç
ão
 R
et
id
a 
Ex
pe
rim
en
ta
l
Diâmetro Médio das Partículas (mm)
Histograma
Alimentação
Finos
Grossos
 
Figura 4: Histograma com frações experimentais e diâmetro médio das partículas, para a 
alimentação, finos e grossos. 
 
Na Figura 5 tem-se a distribuição das massas retidas da alimentação, dos finos e dos 
grossos segundo o diâmetro médio das partículas, que apresenta uma distribuição log-normal 
e possui na intersecção das curvas de alimentação, de finos e de grossos, um valor próximo ao 
diâmetro de corte utilizado (peneira Tayler 35), ou seja, uma abertura de 0.422mm. 
 
 
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11 
 
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,000 0,500 1,000 1,500 2,000
Fr
aç
ão
 R
et
id
a 
Ex
pe
rim
en
ta
l
Diâmetro Médio das Partículas (mm)
Distribuição das Massas Retidas
Alimentação
Finos
Grossos
 
Figura 5: Distribuição das massas retidas com frações experimentais e diâmetro médio das 
partículas, para a alimentação, finos e grossos. 
 
A Figura 6 apresenta a distribuição acumulada da alimentação, finos e grossos, onde 
é possível observar que a curva de finos está abaixo da curva de alimentação e a de grossos 
acima de ambas, isso ocorre, pois os grossos tendem a ser retidos logo nas peneiras com 
aberturas maiores enquanto os finos tendem a passar pela maior parte das peneiras de grandes 
aberturas e serem efetivamente retidos nas de pequena abertura. 
 
 
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12 
 
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
0,000 0,500 1,000 1,500 2,000
Fr
aç
ão
 A
cu
m
ul
ad
a R
et
id
a
Diâmetro Médio das Partículas (mm)
Distribuição Acumulada
Alimentação
Finos
Grossos
 
Figura 6: Distribuição acumulada com frações acumuladas e diâmetro médio das partículas, 
para a alimentação, finos e grossos. 
Por meio da interpolação linear é possível encontrar as frações de grossos e finos na 
alimentação, nos grossos e nos finos, para o diâmetro de corte (peneira de Tayler 35) segundo 
os resultados aqui expostos conforme demonstrado na Tabela 7. 
 
Tabela 6: Frações para alimentação, finos e grossos para o diâmetro de corte. 
Alimentação Finos Grossos 
0,441 0,076 0,905 
 
E conforme Equação 1, 2 e 4 é possível determinar a eficiência dos grossos, dos finos 
e também da peneira, conforme os valores demonstrados na Tabela 8. 
 
Tabela 7: Eficiência para finos, grosso e da peneira para a peneira de Tayler 35. 
Eficiência Grossos Eficiência Finos Eficiência da Peneira 
0,904 0,925 0,836 
 
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Por fim é possível extrapolar estes valores para um peneiramento de 1 tonelada por 
hora, assim tem-se que seriam processados 0,441 toneladas de alimentação por hora, 0,076 
toneladas de finos por hora e 0,905 toneladas por hora de grossos. 
5. Conclusão 
Por meio deste experimento pode-se calcular a eficiência de uma peneira de Tyler 
35, e a produção, desta peneira, de finos e grossos considerando uma vazão de 1ton/h. Os 
valores obtidos para as relações F/A e G/A foram de 0,559 e 0,440, respectivamente. A partir 
destes dados, foi possível obter os valores de eficiência dos finos (0,925) e dos grossos 
(0,904) e com base nestes dados, o valor experimental encontrado para a eficiência foi de 
0,836 considerando a vazão mássica de 1ton/h a produção de finos e grossos encontrados 
foram de 0,076 ton/h para os finos e 0,905 ton/h para os grossos. 
Conforme as peneiras vão sendo usadas seus orifícios vão sendo desgastados 
permitindo a passagem de grãos maiores que seu diâmetro de corte, portanto peneiras novas 
possuem eficiência maior devido ao seu menor tempo de uso. Outra forma de aumentar a 
eficiência de uma peneira é evitar o uso de pinceis e espátulas ao fazer a limpeza, pois os 
mesmos não retiram todas as partículas da peneira e podem danifica-la. O método apropriado 
de realizar a limpeza da peneira é com o uso de um compressor de ar. 
6. Referências Bibliográficas 
MCCABE, WARREN L.; SMITH, JULIAN C.; HARRIOTT, PETER. Unit operations of 
chemical engineering. 7th ed. Boston: McGraw-Hill Higher Education, 2005 
 
GOMIDE, R. Operações Unitárias: Operações com sistemas sólidos granulares. São 
Paulo, 1983 
 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA, UNIFESP, 
CAMPUSDIADEMA. Eficiência de Peneiras Industriais. Curso de Engenharia 
Química,UC: Operações Unitárias I. 2013 
 
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DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA, UNIFESP, 
CAMPUSDIADEMA. Análise Granulométrica. Curso de Engenharia Química,UC: 
Operações Unitárias I. 2013