Agitação e Mistura
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20/03/2017
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Agitação e Mistura
Profa. Marianne Ayumi Shirai
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Campus Londrina
Departamento Acadêmico de Alimentos
Operações Unitárias na Indústria de Alimentos
Agitação e Mistura
\u2022 O sucesso de muitas operações depende da efetiva agitação
e mistura dos fluidos;
\u2022 Agitação \uf0b9 Mistura
\u2022 Agitação: única fase
\u2022 Mistura: duas ou mais fases ou componentes
\u2022 Homogênea: gás-gás, líquido-líquido (miscível);
\u2022 Heterogênea: sólido-líquido (areia + brita + cimento +
água).
\u2022 Exemplo: um tanque contendo água fria pode ser agitado
para trocar calor com uma serpentina, mas não pode ser
misturado até que algum outro material seja adicionado a
ele como, por exemplo, partículas de algum sólido.
\u2022 No processamento de alimentos, os líquidos são agitados
para vários propósitos
\u2022 Misturar líquidos miscíveis (água + xarope de glicose);
\u2022 Dispersar gás em líquidos (carbonatação);
\u2022 Produzir emulsões onde os líquidos são imiscíveis
(maionese);
\u2022 Misturar e dispersar sólidos em líquidos;
\u2022 Misturar dois ou mais sólidos;
\u2022 Auxiliar na transferência de calor e massa;
\u2022 Acelerar reações químicas.
\u2022 A mistura não possui nenhum efeito de conservação e tem a
única intenção de auxiliar o processamento ou alterar
características sensoriais dos alimentos.
Agitação e Mistura
\u2022 As propriedades mais importantes dos materiais
que podem influenciar a facilidade da mistura são:
\u2022 Fluidos: viscosidade, massa específica, relação
entre as massas específicas e miscibilidade;
\u2022 Sólidos: granulometria, massa específica,
relação entre as massas específicas, forma
aderência e molhabilidade.
Agitação e Mistura
A agitação geralmente é efetuada
num tanque cilíndrico pela ação
de lâminas que giram acopladas a
um eixo que coincide com o eixo
vertical do tanque
Equipamento de Agitação Tipo de fluxo
\u2022 Longitudinal ou axial (paralela ao eixo do agitador)
\u2022 Rotacional ou tangencial (tangencial ao eixo do
agitador. Responsável pela formação do vórtice)
\u2022 Radial (direção perpendicular eixo do agitador)
Fluxo 
tangencial
Fluxo 
radial
Fluxo 
axial
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Vórtice
\u2022 Forma-se um redemoinho (\uf0adV) e a sua
formação depende ação da força centrífuga
sobre o líquido;
\u2022 Ocorre a formação do turbilhão em função
das forças que agem sobre o fluído por
efeito da gravidade;
\u2022 Problemas:
\u2022 Substâncias sem se misturar, sem fluxo
longitudinal de um nível a outro;
\u2022 Se houver a presença de sólidos, estes
poderão ser lançados à parede e descerem,
acumulando-se embaixo do agitador;
\u2022 Ao invés de se obter mistura haverá
concentração de sólidos;
\u2022 Em altas velocidades o vórtice pode ser tão
grande que o agitador fica descoberto,
introduzindo ar (bolhas) no líquido;
\u2022 Oscilação de massa flutuante.
Formas de evitar vórtice
Escoamento padrão com agitador 
fora do centro (tanques pequenos)
Tanque com agitador horizontal
(tanque largo)
\u2022 A formação do vórtice se resolve colocando-se 
chicanas (defletores), que evita o escoamento 
radial ou longitudinal;
Formas de evitar vórtice
Sem 
chicana
Agitadores com chicanas
H = altura de líquido no 
tanque
T = diâmetro do tanque
D = diâmetro do impulsor
N = número de rotações
Hi = altura do fundo ao 
impulsor
Wb = largura dos defletores
\u2022 Ao contrário de líquidos e pastas viscosas, não é possível alcançar 
uma mistura completamente uniforme de pós secos ou sólidos 
particulados;
\u2022 O grau de mistura alcançado depende:
\u2022 Do tamanho, da forma e da densidade de cada componente;
\u2022 Do teor de umidade, das características superficiais e do fluxo 
de cada componente;
\u2022 Da tendência do material a aglomerar;
\u2022 Da eficiência de um misturados específico para esses 
componentes.
\u2022 Durante a operação de mistura, diferenças nessas propriedades 
podem causar a separação dos ingredientes;
\u2022 Materiais mais semelhantes formam misturas mais uniforme.
Mistura de sólidos
\u2022 Tamanho das partículas: homogeneidade, resistência
mecânica, comportamento reológico.
\u2022 Forma: fluidez, segregação.
\u2022 Densidade: forças gravitacionais que agem sobre a partícula.
\u2022 Coesão: Tendência à agregação.
\u2022 Conteúdo de umidade:
\u2022 sólidos constituídos por partículas de fácil escoamento:
mistura a seco
\u2022 material muito úmido: mistura a úmido.
\u2022 Características de escoamento: determinam a facilidade de
mistura
\u2022 Eficiência do misturador
Fatores que influenciam no grau de mistura de 
sólidos
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Equipamentos
\u2022 A seleção do tipo e do tamanho adequado do
misturados depende do tipo e da qualidade do
alimento a ser misturado e da velocidade de operação
necessária para atingir o grau de mistura desejado com
menor consumo de energia.
\u2022 São classificados em tipos adequados para:
\u2022 Pós secos ou sólidos particulados;
\u2022 Líquidos de baixa ou média viscosidade;
\u2022 Líquidos de alta viscosidade e massas viscoelásticas;
\u2022 Dispersões de pós em líquidos.
Misturadores para pós secos e sólidos 
particulados
\u2022 São usados para misturas de grãos e farinhas e na 
preparação de misturas pré-prontas (sucos em pó, 
mistura para bolos e sopas).
1) Misturadores rotatórios
Movimento executado pelo misturador duplo cone
Misturadores para pós secos e sólidos 
particulados
Movimento executado pelo misturador cone em V
Misturadores para pós secos e sólidos 
particulados
2) Misturadores de fita
Possuem uma ou mais lâminas finas de metal na
forma de hélices que giram em direção contrária à do
vaso hemisférico fechado onde se encontram.
Misturadores para pós secos e sólidos 
particulados
3) Misturadores de rosca vertical
Possuem uma rosca ou um parafuso rotatório vertical dentro
de um recipiente cônico que gira ao redor de um eixo central
para misturar os conteúdos.
Misturadores para pós secos e sólidos 
particulados
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Agitadores para líquidos
A/R - HÉLICE 
NAVAL
A - PITCH 
BLADE
R - PÁS 
RADIAIS 
R - TURBINA 
ABERTA RIBBON 
A/R - DISCO DE 
COWLES
R -
ANCORA 
Escolha do agitador
T
ip
o 
de
 a
gi
ta
do
r
Viscosidade (Pa.s)
Hélice
Turbina
Âncora
Helicoidal
Pá em Z
Amassadeira
10410310210110010-110-210-3
Escolha do agitador
1) Agitador de pás
\u2022 Consiste de lâminas chatas e largas, que medem cerca de 50
a 75 % do diâmetro do tanque e giram de 20 a 150 rpm;
\u2022 Velocidade de agitação baixa, não há a necessidade de
utilizar chicanas;
\u2022 Fluxo radial.
Misturadores para líquidos de baixa ou média 
viscosidade
2) Agitador tipo turbina
\u2022 As lâminas podem ser: retas, curvadas, inclinadas ou 
verticais;
\u2022 Medem cerca de 50 a 75 % do diâmetro do tanque e giram 
de 20 a 150 rpm;
\u2022 Amplo intervalo de viscosidade;
\u2022 Altas forças de cisalhamento são desenvolvidas;
\u2022 Produzem fluxos radiais e verticais;
Misturadores para líquidos de baixa ou média 
viscosidade
3) Disco de Cowles
\u2022 1750-3500 rpm
\u2022 Líquidos de baixa viscosidade
\u2022 Dispersão e dissolução de sólidos
\u2022 Fluxo axial e radial 
\u2022 Dispersão de micelas
Misturadores para líquidos de baixa ou média 
viscosidade
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3) Agitador de hélice
\u2022 Operam de 400 a 1500 rpm e são utilizados para misturar 
líquidos miscíveis, diluir soluções concentradas e dissolver 
sólidos;
\u2022 Possui de 1 a 4 hélices;
\u2022 Fluxo axial e radial.
Misturadores para líquidos de baixa ou média 
viscosidade
Tipo de misturador Vantagens Limitações
Agitador de pás Bom fluxo radial e 
rotacional, barato
Fluxo perpendicular fraco, 
alto risco de formação de 
vórtice e velocidade mais 
alta
Agitador de 
múltiplas pás
Fluxo bom nas três 
direções
Mais caro, maior 
necessidade de energia
Agitador de hélices Fluxo bom nas três 
direções
Mais caro do que o agitador 
de pás
Agitador de turbinas Mistura muito