Apostila OP1- CARACTERIZAÇÃO DE PARTÍCULAS

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Disciplina: Operações Unitárias I Código: EQUI0077 
Professora: Profa. Dra Helenice Leite Garcia Data: 13.04.2021 
 
CARACTERIZAÇÃO DE PARTÍCULAS 
1 INTRODUÇÃO 
✓ Os mais diversos processos estão associados à fase particulada: interação partícula/partícula, partícula/fluido. 
✓ Influenciam desde os fenômenos até o dimensionamento de um equipamento (coluna). 
✓ Os sólidos são classificados em função do tamanho, forma e massa específica em homogêneo e heterogêneo. 
✓ Operações que utilizam os princípios da dinâmica do sistema sólido-fluido baseiam-se nas características 
físicas do material. 
2 PROPRIEDADES 
2.1 Tamanho de partículas 
 
✓ Paquímetro: diâmetro de partícula 
✓ Diâmetro de partícula de uma amostra: através da granulometria. 
✓ Granulometria: termo utilizado para caracterizar o tamanho das partículas de um material. 
✓ Técnicas mais comuns para medir o diâmetro de uma amostra: peneiramento, sedimentação, microscopia, 
turbidimetria, elutriação e outras. 
 
Figura 2 - Imagens de MEV de um catalisador (LEOCADIO, 2005) 
2.1.1 Análise granulométrica 
Independentemente da técnica para medir o tamanho de partícula, a distribuição estatística de tamanhos ou 
granulometria é expressa em função da frequência relativa das partículas com determinado diâmetro. 
Peneiramento: massa ou fração mássica 
 Diâmetro máximo e o mínimo 
 Padronização de sólidos - sistema Tyler (Série Tyler) 
Peneiras (mesh, #) -Di(m) +Di(m) Di(m) 
-100+120 149 125 137 
-120+140 125 105 115 
-140+170 105 88 96,5 
-170+200 88 74 81 
 
 
 
2.1.2 Diâmetro Médio de Partícula 
 O diâmetro médio de partícula é decorrente do conhecimento da 
distribuição da frequência de tamanhos de uma determinada amostra. Com base nessa distribuição, tem-se: 
a. Diâmetro médio volumétrico: diâmetro da partícula cujo volume é igual ao volume médio de todas as 
partículas presente em uma amostra. d̅P = √
1
∑ (
xi
Di
3)
n
i=1
3 
b. Diâmetro da partícula em que a área superficial é igual à média das áreas superficiais de todas as partículas 
presentes em uma amostra. d̅P = √
∑ (
xi
Di
)ni=1
∑ (
xi
Di
3)
n
i=1
2
 
Universidade Federal de Sergipe 
Centro de Ciências Exatas e Tecnologia 
Departamento de Engenharia Química 
 
 
c. Diâmetro da partícula cuja relação volume/superfície, d̅P
3
/d̅P
2
, é a mesma para todas as partículas presentes 
em certa amostra – Diâmetro de Sauter. dpS =
1
∑ (
xi
Di
)ni=1
 
 Modelos de Distribuição Granulométrica 
 Modelos matemáticos na forma de X=X(D) aplicados para descrever a distribuição granulométrica de uma 
amostra de partículas e tornar mais simples o projeto de equipamentos de separação de partículas. 
 Os modelos clássicos a dois parâmetros são o Modelo de Gates, Gaudin e Schumann – GGS e o Modelo de 
Rosin, Rammler e Bennet – RRB. 
 
Tabela 2 - Modelos para distribuição granulométrica (CRESMACO, 2012) 
 
 
 Distribuição de frequência de partícula Distribuição cumulativa 
 
EXEMPLO 
 
1. Uma amostra de areia de massa igual a 106,47 g apresentou a análise granulométrica apresentada na 
Tabela 1. Para esta amostra determine: 
a. Distribuição de frequência de partícula e distribuição cumulativa de partícula. 
b. Diâmetro médio de Sauter, diâmetro da partícula base volume e diâmetro da partícula base área 
superficial. 
c. Escreva a equação do Modelo de Gates, Gaudin e Schumann – GGS para essa distribuição. 
d. Escreva Modelo de Rosin, Rammler e Bennet – RRB para essa distribuição. 
Tabela 1 – Análise granulométrica da areia 
Diâmetro (m) Massa retida (g) 
-2000+1780 8,69 
-1780+1510 18,51 
-1510+1290 60,76 
-1290+1000 12,99 
-1000+840 5,52 
-840+700 0,00 
 
 
 
Fontes: 
CREMASCO, M. A.. Operações Unitárias em Sistemas Particulados e Fluidomecânicos. São Paulo: Edgard Blucher, 2012 
GEANKOPLIS, J.. Transport Processes and Unit Operations. 3rd edition. New Jersey: Prentice Hall, 1993. 
FOUST, A.; WENZEL, L. A.; CLUMP, C. W.; MAUS, L.; ANDERSEN, L. B.. Princípios das Operações Unitárias. Rio de Janeiro: LTC. 
0,0000
0,0200
0,0400
0,0600
0,0800
0,1000
0,1200
0,1400
0,1600
0,1800
0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0D
is
tr
ib
u
iç
ão
 d
e 
fr
eq
u
en
ci
a 
(x
i)
Diâmetro de partícula (m)
0,0000
0,2000
0,4000
0,6000
0,8000
1,0000
1,2000
0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0
D
is
tr
ib
u
iç
ão
 c
u
m
u
la
ti
va
 (
X
i)
Diâmetro de partícula (m)