Introdução e Curiosidades históricas
Historicamente, a operação de peneiramento teve início no Egito antigo, sendo utilizada na classificação e separação dos grãos colhidos. Com o passar do tempo, devido a sua simplicidade de execução e eficiência, as peneiras evoluíram tecnologicamente e foram aplicadas a diversos processos. Elas começaram a ser empregadas na culinária, sendo largamente utilizadas na panificação, para separar partículas sólidas nas farinhas. A partir da segunda revolução industrial, os engenheiros notaram que as peneiras utilizadas nas cozinhas, também poderiam ser adaptadas e posteriormente aplicadas às operações industriais de larga escala.
As primeiras peneiras industriais, sobretudo as do tipo chinois, foram utilizadas nas indústrias químicas e de alimentos. Desde os dias dessas primeiras máquinas a manivela, a tecnologia se desenvolveu rapidamente, enquanto os princípios básicos por trás dela permaneceram os mesmos. Atualmente, diferentes tipos de peneiras automatizadas, vibratórias, graduadas, de malha, dentre outras são primordiais em diversas linhas de produção.
O que é o Peneiramento?
Para que os engenheiros químicos tenham sucesso no desenvolvimento de seus projetos, estes devem conhecer os princípios que são responsáveis por prever o comportamento da operação unitária.
Um dos fundamentos é que o peneiramento se trata de uma separação mecânica estática de sólidos. Ou seja, por meio de métodos mecânicos, como a vibração e a agitação, as fases serão separadas em um sistema heterogêneo devido a estratificação do material. Essas fases são chamadas de material grosso, que é composto pelas partículas de sólido que são retidas, e material fino, que é composto pelas que passam pelo diâmetro de corte da peneira. E ambas podem ser utilizadas como produto final da operação.
Outra base para o peneiramento são as características das peneiras utilizadas neste processo. Essas podem ser fabricadas de metais, seda ou plástico e possuir formas quadráticas, triangulares, circulares, entre outras.
Ainda, as peneiras possuem tipos, os quais são as estacionárias, sugeridas para blocos médios e grandes de sólido; as mecânicas, que podem ser rotativas, indicadas para sólidos granulares a blocos médios, ou agitadas, indicadas para blocos pequenos; e as vibratórias, muito utilizadas para pós.
Em relação à quantidade, com apenas uma peneira, obtemos as frações não classificadas, ou seja, só o maior tamanho do material fino e o menor do material grosso serão conhecidos ao fim do processo. No entanto, se a operação é realizada com mais peneiras, arranjamos as frações classificadas, isto é, as especificações de tamanho máximo e mínimo de cada conjunto de partículas de sólido são sempre especificadas.
Já falando sobre as posições que as peneiras podem assumir, essas dependem de cada aplicação. Apesar de ser comum que as peneiras sejam inclinadas, entre 15 e 30°, há casos em que as inclinações são inferiores a 5°, no caso das peneiras rotativas, ou mesmo que sejam superiores a 50°, no caso das peneiras estacionárias.
É importante ressaltar que a agitação exagerada, assim como a vibração intensa e a inclinação incorreta da peneira são fatores que acarretam na diminuição da capacidade do equipamento e de sua eficiência. Também podemos citar que a umidade do material peneirado é um fator relevante, em que se é preferível trabalhar com peneiramento a seco para materiais com baixa umidade e peneiramento a úmido ou combinado para materiais com maior umidade.
Importância e Aplicação industrial
Fica evidente, portanto, a grande importância industrial que possui o processo de peneiramento. Nas mineradoras e pedrarias, por exemplo, o sistema de peneiramento industrial é comum, indispensável e empregado em grande escala para a realização da Análise Granulométrica, também chamada de Granulometria, que, a partir do uso de tamisadoras, objetiva a obtenção de uma curva que mostra a proporção do tamanho dos grãos da amostra analisada, processo fundamental para a definição de diferentes usos aos materiais de acordo com a sua granulometria.
Ademais, o peneiramento é essencial para diversos outros setores industriais, como farmacêutico, agropecuário, químico, alimentício, entre outros. A divisão dos sólidos granulares em frações homogêneas e a obtenção de frações de partículas de mesmo tamanho. Isso serve tanto para filtrar impurezas como para garantir um maior controle de qualidade dos produtos.
Nos próximos textos dessa série, a AIChE Brasília, em parceria com a CSTQ Jr., continuará abordando as principais Operações Unitárias para a realidade industrial, conhecimento fundamental para engenheiros químicos. Fique de olho para não perder nossos próximos conteúdos! Enquanto isso, aproveite para ler nosso texto sobre “O que são Operações Unitárias?”.
