Conceitos bsicosConceitos bsicos de agitaog
Danilo Serafini Santos
Sumrio1 O que um Agitador2 Importncia das chicanas e dimensionamento3 Mancal de Fundo4 Geometria para agitao5 I lid5 Impelidores:
5.1 Evoluo dos impelidores 5.2 Modelos de impelidores5.2 Modelos de impelidores
6 Conceitos de agitao:6.1 Principais aplicaes6.2 Conceito de torque/volume6.3 Grau de agitao6 4 Tempo de mistura6.4 Tempo de mistura
7 Dados necessrio para dimensionamento8 Matemtica aplicada na agitaop g 9 Exemplo
O que um Agitador? g
um equipamento rotativo para promover misturas de produtos.
Como pode ser composta essa mistura:
- Liquido x Liquido- Liquido x Slido- Liquido x Gs
importante ressaltar que a porcentagem de slido na mistura no pode ultrapassar 75%.
Importncia das chicanas e dimensionamento
CALCULO DE BUFFLES
INSERIR DADOS: DADOS CLCULADOS:
Potencia 3 HP 125 A 125 mmRotao 195 RPM 1475 B: 1475 mm
Diam TQ 1500 mm 21 C: 20 833 mmDiam. TQ 1500 mm 21 C: 20,833 mmAltura Cilindrica 1600 mm e: 2,781 mm
X ---> X: 600 mm Qt.: 4
8,32 Tabela de Conveo pol mm
1/8 ----- 3,18 1/2 ---- 12,703/16 ---- 4,76 9/16 --- 14,291/4 ----- 6,35 5/8 ---- 15,875/16 7 94 3/4 19 055/16 ---- 7,94 3/4 ---- 19,05
Nota:X>Xadistnciaentreasmosfrancesas
Mancal de Fundo
Relao H/T > 2,0 ,
T
H
T
T
H
Geometria para agitao :
T = Dia. interno do tanque
D = Dia. do impelidor = 0.3xT < D < 0.5xTp
C = Ao fundo = 0.30xD < C < 1.25xD
S = Entre impelidores = 1.0xD < S < 2.0xDp
Z = Nvel de lquido no tanque
Z/T = Relao entre Nvel de Liquido e qDimetro do tanque
N = Rotao do agitador (rpm)
DT17(Converted).mpg DT38(Converted).mpg DT67(Converted).mpg
Impelidores:Evoluo dos impelidores:
- Essas ps geralmente
apresentam um alto
consumo de potnciaconsumo de potncia.
Impelidores:Evoluo dos impelidores (hydrofoil):
- Ps de alta
performance, com alto
bombeio e baixo
consumo de potncia.
Impelidores:Modelos de impelidores (Axiais):
- timo formao de linhas de fluxo dentro dotanque.
-Baixo cizalhamento.
-Geralmente apresentam um baixo valor de NP(numero de potncia) .
- Podemos trabalhar com viscosidade de at100.000 cPs.
- Ideais para trabalhar com produtos de alta e mdia fluidez, bem como para suspenses de slidos
Impelidores:Modelos de impelidores (Radiais):
- Idias para trabalhar prximos ao fundo dop ptanque.
- Alto cizalhamento.
- Geralmente apresentam um alto valor de NP(numero de potncia) .
- Podem trabalhar tambm como raspadores defundo do tanque.
Impelidores:Modelos de impelidores (Radiais/Disperso):
- Impelidores especficos para disperso de gs.p p p p g
- Alto cizalhamento.
- Geralmente apresentam um alto valor de NP(numero de potncia) .
- Normalmente em uma disperso de gs, essesimpelidores trabalham em conjunto com outrosimpelidores de fluxo axial.
Impelidores:Modelos de impelidores (Fluxo Circular):
- Fluxo circular de movimentao do produto. p
- Muitos eficaz quando trabalham com baixasvelocidade perifricas, portanto baixas rotao.
- Apto para trabalhos com produtos de baixafluidez.
- Muitas vezes trabalham em conjunto com outrotipo de impelidores para auxiliar a mistura.
Conceitos de agitao:g
Principais aplicaes:Principais aplicaes:
-Simples Misturas;
- Suspenso de Slidos;- Suspenso de Slidos;
- Tanques de estocagem;
- Disperso de gs / Transferncia de massa
Troca trmica;- Troca trmica;
- Tratamento de Efluentes
Conceitos de agitao:g Conceito de torque/volume:
Conceitos de agitao:g
Grau de agitao:
- Suave;
Grau de agitao:
Moderado-Moderado
-Vigoroso
-Violento
Conceitos de agitao:g
Grau de agitao (curvas):
Impelidores de Alta Performance x Impelidores Simples
Grau de agitao (curvas):
GRAU DE AGITAO MODERADO
35
20
25
30
35
N
m
/
m
3
)
5
10
15
20
T
o
r
q
u
e
/
V
o
l
.
(
N Turbinas PBT
Hydrofoil
0
5
1
5
0
0
1
0
0
0
1
5
0
0
2
0
0
0
3
0
0
0
4
0
0
0
5
0
0
0
6
0
0
0
7
0
0
0
8
0
0
0
9
0
0
0
1
0
0
0
0
Viscosidade (cp)
Conceitos de agitao:g
Tempo de mistura:Tempo de mistura:
5 @ 10 min. = gua 1 cp 1 @ 3 min. = gua 1 cp10 @ 20 min. 250 cp 3 @ 7 min. 250 cp20 @ 30 i 1000 SUAVE 5 @ 10 i 1000 VIGOROSO20 @ 30 min. 1000 cp SUAVE 5 @ 10 min. 1000 cp VIGOROSO
1 @ 2 hrs. 5000 cp 30 min. 5000 cp2 @ 4 hrs. 10000 cp 50 min. 10000 cp2 @ 5 min. = gua 1 cp menos de 1 min. = gua 1 cp
5 @ 10 min. 250 cp 1 @ 2 min. 250 cp10 @ 15 min. 1000 cp MODERADO 2 @ 3 min. 1000 cp VIOLENTO
50 min. 5000 cp 5 min. 5000 cp90 min. 10000 cp 10 min. 10000 cp
Dados necessrio para pdimensionamento:
- Tipo de aplicao: o que ser feito dentro do tanque.
- Dados do produto: qual o produto e suas caractersticas- Dados do produto: qual o produto e suas caractersticas.
- Caractersticas e dimenses do tanque: dimenses, tipo de fundo, etc...
- Dados do processo: presso e temperatura.
Nota: importante, sempre que possvel, entender detalhes do processo,pois isso possibilitar um melhor dimensionamento do equipamento.
Matemtica aplicada na pagitao:
Curvas Caracteristicas:
Np x N de Reynolds
7
8
9
Nq x N de Reynolds
0 7
0,8
0,9
1
2
3
4
5
6
N
p
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
N
q
0
1
5
5
0
1
0
0
2
0
0
3
0
0
4
0
0
5
0
0
1
0
0
0
2
0
0
0
3
0
0
0
4
0
0
0
5
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
N de Reynolds
0
0,1
0 5
5
0
1
0
0
2
0
0
3
0
0
4
0
0
5
0
0
1
0
0
0
2
0
0
0
3
0
0
0
4
0
0
0
5
0
0
0
1
0
0
0
0
2
0
0
0
0
N de Reynolds
Matemtica aplicada na pagitao:
Principais Formulas:- Q = Bombeio;
- Q = (N x Nq x Ff x D13)
P ( N3 N Ff D 5)
- Pc = Potncia Consumida;
- TIP = Velocidade Perifrica;- Pc = ( x N3 x Np x Ff x D15)
- TIP = N x D x - N = Rotao;
- Nq = Numero de bombeio;
- Np = Numero de potncia
-Ff = Proximidade de impelido aofundo do tanquefundo do tanque
- = Densidade do Produto
Exemplo:p
Dados do produto 1
D id d 1 5 k /d
Dados do produto 2
D id d 1 2 k /d - Densidade = 1,5 kg/dm
- Viscosidade = 400 cPs
40%
- Densidade = 1,2 kg/dm
- Viscosidade = 20 cPs
60%- 40% - 60%
D d d TDados do Tanque
- Volume til = 21 m
Di t 3000-Dimetro = 3000 mm
Agitao Aplicada S t d A ao Setor de Acar
e lcoole lcool
Talita Benedetti
Agitao Aplicada ao Setor de Acar e lcool
Aplicaes mais usuais:
Tratamento do Caldo;
Fermentao e Pr-fermentao;
Cozedores;
Tratamento de efluentes;
Tratamento do caldoTratamento do caldo
Leite de Cal;
Agitao suave;g ;
Impelidores do tipo LS;p p ;
FermentaoFermentao
Fermentao o processos produtivos que envolve crescimento biolgico;g
A utilizao de agitadores tem se mostrada gnecessria no sentido de melhorar a eficinciado processo, bem como para manter o mesmo p , psobre controle;
Dividida de duas formas: Sem ou com a introduo de ar; ;
Fermentao Sem Introduo de ArFermentao Sem Introduo de Ar
Nestas aplicaes os agitadores atuam
como homogeneizadores da mistura,
melhorando o contato entre o mosto, os
t d f t t i tagentes de fermentao e os nutrientes.
Fermentao Sem Introduo de Ar Os agitadores para esta aplicao podem ser
tanto do tipo vertical quanto de entrada lateraltanto do tipo vertical quanto de entrada lateral.
Fermentao Sem Introduo de ArFermentao Sem Introduo de Ar
Os parmetros a serem controlados nestes processos so:p
Grau de agitao (torque/volume);g ( q ); Velocidade perifrica;
preservar osno gerar cisalhamento
preservar os microorganismos
iou enzimas.
Dornas de Fermentao Continua de lcool
Dornas de Fermentao Continua de lcool Seleo de Agitadores:
Grau de bombeio gerado pelo agitador deve ser capaz de garantir um nmero de ren/horaser capaz de garantir um nmero de ren/hora por dorna entre 8 e 12.
Ex. Um sistema com 5 dornas de 500 m3 cada, para umnmero de reno aes de 10/h cada agitador de ernmero de renovaes de 10/h, cada agitador deverfornecer um bombeio de 5000 m3/hora. Como o bombeio de
i lid d fi id l f lum impelidor definido pela frmula:Q = Nq x 60 x RPM x D3.
Para um impelidor de Nq = 0,6 e rotao padro de 280 rpm, teremos:
5000 = 0,6 x 60 x 280 x D3 D = 0,792 m
Pc = Np x x 4 57 x 10-6 x RPM3 x D5Pc = Np x x 4,57 x 10 x RPM x D .
Adotando o diametro de impelidor de 800 mm, Np=0,3 e =1,05 teremos:Pc = 0,3 x 1,05 x 4,57 x 10-6 x 2803 x 0,85 Pc = 10,36 KW
Portanto teremos um agitador de 15 KW x 280 rpm
Preparao da Soluo de FermentoPreparao da Soluo de Fermento
Pode ser realizada em diversas bateladas em tanques de menor volume (at 50 m3);tanques de menor volume (at 50 m ); Agitadores verticais com grau de agitao
moderado, entre 4.5 a 6.0 Nm/m.moderado, entre 4.5 a 6.0 Nm/m .
Para tanques de grande volume; Para tanques de grande volume; Agitadores de entrada lateral; Bombeio do impelidor (25 a 30 ren/hora). Bombeio do impelidor (25 a 30 ren/hora).
Agitadores para Cozedores de AcarAgitadores para Cozedores de Acar Processo pelo qual o p q
xarope de acar passa a massa p
cozida; Equipamento Equipamento
constitudo por motor, redutor sistema deredutor, sistema de
vedao, eixo, impelidor (tipo HS) eimpelidor (tipo HS) e
mancal de fundo (tipo tirante);tirante);
Agitadores para Cozedores de Acar Vantagens do uso de agitadores em processo Agitadores para Cozedores de Acar
g g pde cozimento: Aumento do coeficiente de troca trmica;; Aumento da capacidade do equipamento de 30 a
50%;; Melhoria da qualidade do acar; Melhor esgotamento da massa cozida;g ; Maior uniformidade da qualidade da massa
cozida;; Garante a possibilidade de operar em srie
Cozedores em batelada existentes na Usina;Cozedores em batelada existentes na Usina;
Agitadores Semco-Philadelphia para Cozedores de Acar
Caractersticas:
1. Impelidor tipo Hydrofoil modelo HS, especialmente desenvolvido, para a operao com massas viscosas, oferecendo alta capacidade de bombeio.
Agitadores Semco-Philadelphia para Cozedores de Acar
Caractersticas:
2. A posio de instalao do impelidor HS, na parte superior do tubo central dona parte superior do tubo central do Cozedor, transformando-o num direcionador de fluxo aumentando o rendimento dade fluxo, aumentando o rendimento da agitao, e melhorando o coeficiente de pelcula da massa (hc) e portantopelcula da massa (hc), e portanto aumentando a quantidade de calortransferida para o sistematransferida para o sistema.
Agitadores Semco-Philadelphia para Cozedores de Acar
Caractersticas:
3. Devido ao posicionamento do impelidor, na parte superior do tubo central do Cozedorparte superior do tubo central do Cozedor, existe uma maior atuao da agitao da massa na sua superfcie aumentando suamassa na sua superfcie, aumentando sua circulao dentro do cozedor, e portanto a homogeneidade da temperatura da massahomogeneidade da temperatura da massa.
Agitadores Semco-Philadelphia paraAgitadores Semco-Philadelphia para Cozedores de Acar
Vantagens: Grande capacidade de bombeio e circulao da
massa;massa; Melhora na cor e granulometria do acar; Menor tempo de cozimento; Menor tempo de cozimento;
Menor consumo de energia; Forma construtiva diferenciada;
Agitadores Semco-Philadelphia paraAgitadores Semco-Philadelphia para Cozedores de Acar
Parmetros no dimensionamento: Bombeio deve garantir um numero de renovaes
por hora acima de 400;por hora acima de 400;
Relao dimetro da calandra x dimetro do Tacho Relao dimetro da calandra x dimetro do Tacho Se 35% = 1 impelidor Se 35% = 2 impelidores
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