( PDF ) Estudo do comportamento da deposição das partículas em diferentes meios filtrantes

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

ESTUDO DO COMPORTAMENTO DA DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS EM

DIFERENTES MEIOS FILTRANTES

Eduardo Hiromitsu Tanabe

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

ESTUDO DO COMPORTAMENTO DA DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS DE

DIFERENTES MEIOS FILTRANTES

Eduardo Hiromitsu Tanabe

Orientadora: Prof.Dra. Mônica Lopes Aguiar

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de

Pós-Graduação em Engenharia Química da

Universidade Federal de São Carlos como parte dos

requisitos necessários à obtenção do título de Mestre

em Engenharia Química, área de concentração em

Pesquisa e Desenvolvimento de Processos Químicos.

São Carlos – SP

2008

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Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da

Biblioteca Comunitária da UFSCar

T161ec

Tanabe, Eduardo Hiromitsu.

Estudo do comportamento da deposição das partículas

em diferentes meios filtrantes / Eduardo Hiromitsu Tanabe. -

- São Carlos : UFSCar, 2008.

152 f.

Dissertação (Mestrado) -- Universidade Federal de São

Carlos, 2008.

1. Filtração de gases. 2. Filtros de tecido. 3. Planejamento

experimental. I. Título.

CDD: 660.284245 (20

)

MEMBROS DA BANCA EXAMINADORA DA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO DE

EDUARDO HIROMITSU TANABE APRESENTADA AO PROGRAMA DE PÓS-

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUíMICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE

SÃO CARLOS, EM 17 DE MARÇO DE 2008.

BANCA EXAMINADORA:

ftô~ÚÃ jp~ ;1~tv1 .

Prata.Dra.MônicaLapasAguiar

Orientadora, PPG-EQ/UFSCar

P~fJDr. J~:-c5'-

PG-EQ/UFSCar

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer primeiramente a Deus por nunca me abandonar nos momentos

difíceis de minha vida e sempre estar direcionando os meus caminhos.

Aos meus pais, Takashi Tanabe e Tochie Tanabe, por acreditarem em mim e sempre

estarem presentes em todos os momentos da minha vida. Quero dedicar também aos irmãos e

primos que sempre me ajudaram e incentivaram nas minhas decisões.

À Professora Mônica Lopes Aguiar pela dedicação, sugestões, apoio, compreensão e por

acreditar e confiar em meu trabalho. Gostaria de agradecer também pela grande amizade

construída durante todo esse tempo de mestrado.

Ao Professor José Renato Coury e a Doutora Ana Beatriz Neves Brito pela contribuição e

sugestões no Exame de Qualificação.

Aos amigos do laboratório de controle ambiental, aos técnicos Juliana, Tiago e Oscar, e a

todas as pessoas que me ajudaram direta e indiretamente neste trabalho.

Aos amigos Edison Ricco Júnior, Lucas Meili, Robson Costa (Capixaba), César Augusto

da Rosa, André Felkl, André Leopoldo, Marcos Vinícius, Roger, Alexandre Bôscaro (Carioca)

pela amizade construída durante todo este tempo de mestrado.

Às amigas Letícia Marciniuk, Ivana Cruz, Elyzabeth Fontoura, Ballu, Bruna Nascimento,

Renata de Aquino, Ediane Scherer, Aruana Barros, Camila Silva, Natália Feitosa, Patrícia

Nagliate, Vádila Guerra, Débora Felisoni, Ana Oehler, Laura Siqueira, Nickeli Rossi pela grande

amizade que conquistei durante este tempo de convivência em São Carlos.

Às amigas que estão mais distantes Maureen Evelize, Patrícia Kuroiwa e Alessandra

Kuroiwa. À Elis de Souza que sempre me incentivou neste trabalho e pela amizade construída.

Aos velhos amigos Rodrigo Béttega e Alexandre Gallas pela grande amizade construída

nos tempos de graduação. Ao grande amigo Marcos Felicetti pela ajuda e força durante todo o

trabalho.

Ao CNPq pelo apoio financeiro.

Ao departamento de Engenharia Química pela estrutura e equipamentos utilizados no

trabalho.

SUMÁRIO

AGRADECIMENTOS.........................................................................................................

SUMÁRIO............................................................................................................................

LISTA DE SÍMBOLOS.....................................................................................................

LISTA DE FIGURAS........................................................................................................

LISTA DE TABELAS........................................................................................................

RESUMO.............................................................................................................................

xiii

ABSTRACT.........................................................................................................................

1. INTRODUÇÃO...............................................................................................................

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA......................................................................................

2.1.Classificação dos tecidos de filtração......................................................................

2.1.1. Tecidos Trançados..........................................................................................

2.1.2. Tecidos não trançados ou feltros...................................................................

2.2. Métodos de tratamentos de tecidos ou finalização................................................

2.3. Mecanismo de captura de material particulado...................................................

2.4. Formação das tortas de filtração............................................................................

2.5. Ciclos de filtração....................................................................................................

2.6. Remoção das tortas de filtração.............................................................................

2.7. Técnica de limpeza dos filtros................................................................................

2.8. Parâmetros importantes no processo de filtração................................................

2.8.1. Queda de pressão...........................................................................................

2.8.2. Velocidade de filtração..................................................................................

2.8.3. Porosidade do meio filtrante.........................................................................

2.8.4. Porosidade da torta........................................................................................

2.8.5. Permeabilidade do meio filtrante.................................................................

2.9. Estudos Experimentais............................................................................................

3. Materiais e métodos........................................................................................................

3.1. Caracterização dos materiais pulverulentos.........................................................

3.2. Caracterização dos meios filtrantes.......................................................................

3.3. Equipamentos de filtração e coleta de dados........................................................

iii

3.3.1. Alimentação do pó.........................................................................................

3.3.2. Sistema de filtração........................................................................................

3.3.3. Sistema de aquisição de dados......................................................................

3.3.4. Calibração da placa de orifício.....................................................................

3.4. Procedimento experimental....................................................................................

3.4.1. Ensaios gerais.................................................................................................

3.4.2. Obtenção das fotografias no MEV...............................................................

3.4.3. Análise de Imagens........................................................................................

3.5. Cálculo da perda de carga residual teórico...........................................................

3.6. Planejamento de experimento fatorial...................................................................

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................................................

4.1. Ensaios de filtração..................................................................................................

4.2. Estudo da profundidade de deposição das partículas de rocha fosfática no

tecido de acrílico.....................................................................................................

4.3. Estudo da profundidade de deposição das partículas de rocha fosfática no

tecido de polipropileno...........................................................................................

4.4. Estudo da profundidade de deposição das partículas de rocha fosfática no

tecido de poliéster tratado......................................................................................

4.5. Comparações da profundidade de deposição das partículas de rocha fosfática

entre os diferentes meios filtrantes........................................................................

4.6. Determinação da perda de carga residual teórico................................................

4.7. Estudo da profundidade de deposição das partículas de polvilho doce no

tecido de poliéster tratado......................................................................................

4.8. Estudo da profundidade de deposição das partículas de polvilho doce no

tecido de poliéster não tratado...............................................................................

4.9. Comparação da profundidade de deposição das partículas de polvilho doce

nos tecidos de poliéster tratado e poliéster sem tratamento...............................

4.10. Comparação da profundidade de deposição das partículas de rocha fosfática

e polvilho doce no tecido de poliéster tratado......................................................

4.11. Estudo do efeito das variáveis operacionais na profundidade de deposição

das partículas no tecido de poliéster tratado........................................................

5. CONCLUSÕES...............................................................................................................

6. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS........................................................

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................

ANEXO A............................................................................................................................

ANEXO B............................................................................................................................

103

ANEXO C............................................................................................................................

145

ANEXO D............................................................................................................................

152

LISTA DE SÍMBOLOS

A Área superficial de torta [L

]

dc Diâmetro do coletor [L]

dp Diâmetro de partículas [L]

Kc Resistência da torta [t

-1

]

Km Resistência do meio filtrante [M L

-2

]

Coeficiente de permeabilidade [M

]

L Espessura do meio filtrante [L]

M Massa de torta [M]

P Profundidade de deposição [M]

Q Vazão mássica de pó [M t

-1

]

S Arraste efetivo [M L

-2

-1

]

V Velocidade superficial defiltração [L t

-1

]

Velocidade filtração [L t

-1

]

Vs Velocidade do fluido [L t

-1

]

t Tempo de filtração [t]

Tempo de filtração [t

-1

]

W Massa de pó depositada por unidade de área [M L

-2

]

LETRAS GREGAS

∆H Diferença de altura [L]

∆P Perda de carga [M L

-1

-2

]

∆Pc Queda de pressão devido à formação da torta [M L

-1

-2

]

∆P

Queda de pressão no meio filtrante [M L

-1

-2

]

∆P

Queda de pressão total [M L

-1

-2

]

ε porosidade

µ viscosidade [M L

-1

]

ρ Densidade [M L

-3

]

Densidade do gás [M L

-3

]

Densidade do sólido [M L

-3

]

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Tipos de torcidas utilizadas na confecção de fios............................................. 6

Figura 2.2 Tipos de confecção de fios sintéticos................................................................ 7

Figura 2.3 Tipos de tecidos trançados................................................................................ 8

Figura 2.4 Tipos de tecidos: a) trançado:trama plana; b) trançado:trama sarja 2/1;

c)feltro agulhado..............................................................................................

Figura 2.5 Mecanismo de captura por interceptação direta............................................... 14

Figura 2.6 Mecanismo de captura por difusão ou movimento Browniano........................ 15

Figura 2.7 Mecanismo de captura por impactação inercial............................................... 16

Figura 2.8 Mecanismo de captura por gravidade............................................................... 16

Figura 2.9 Mecanismo de coleta eletrostática: (a) Coulômbico e (b) Dipolo Imagem...... 17

Figura 2.10 Ilustração da Filtração de profundidade.......................................................... 17

Figura 2.11 Fotografias com a formação de dendritos no tecido....................................... 18

Figura 2.12 Formação da torta de filtração......................................................................... 19

Figura 2.13 Ilustração da Filtração de Superfície............................................................... 19

Figura 2.14 Determinação do ponto de colmatação do meio............................................. 20

Figura 2.15

Curvas de queda de pressão inicial durante a filtração.............................................. 21

Figura 2.16 Ciclos de filtração ideais................................................................................. 22

Figura 2.17 Ciclos de filtração reais................................................................................... 23

Figura 2.18 Ciclos de filtração reais, com comportamento de limpeza por blocos............ 24

Figura 2.19 (a) Superfície do meio filtrante com a torta de filtração e (b) Fenômeno

Patchy Cleaning e (c) Imagem do fenômeno patchy cleaning geradas no

microscópio ótico............................................................................................

Figura 2.20 Filtração do gás sujo com a posterior limpeza pela técnica de vibração........ 26

Figura 2.21 Filtração do gás sujo com a posterior limpeza pela técnica do fluxo de ar

reverso............................................................................................................

Figura 2.22 Limpeza pela técnica do pulso de ar: a) Filtração do gás e b) processo de

limpeza............................................................................................................

Figura 3.1 Foto em microscopia eletrônica: a) rocha fosfática e b) polvilho doce.......... 41

Figura 3.2 Fotos da superfície dos tecidos: a) Polipropileno, b) Acrílico, c) Poliéster

tratado e d) Poliéster não tratadocom aumento de 50 vezes...........................

Figura 3.3 Esquema geral do equipamento de filtração e limpeza.................................. 44

Figura 3.4 Esquema do alimentador de pó....................................................................... 45

Figura 3.5 Esquema da caixa de filtração......................................................................... 46

Figura 3.6 Posicionamento da caixa de filtração: a) processo de filtração e b) processo

Limpeza..........................................................................................................

Figura 3.7 Ilustração da seção transversal do tecido desde da superfície torta-ar até

aproximadamente 500µm de profundidade, com aumento de 2000 vezes,

geradas no MEV..............................................................................................

Figura 3.8 Microfotografia das partículas no meio filtrante a) original e b) binarizada

com um aumento de 2000 vezes.....................................................................

Figura 4.1 Evolução da perda de carga utilizando como material particulado à rocha

fosfática...........................................................................................................

Figura 4.2 Evolução da perda de carga utilizando como material particulado o polvilho 54

Figura 4.3 Seção transversal do filtro de acrílico e rocha fosfática em diferentes ciclos. 55

vii

Figura 4.4 Comportamento do diâmetro médio das partículas de rocha fosfática no

tecido de acrílico em relação à profundidade de deposição............................

Figura 4.5 Comportamento do número médio de partículas de rocha fosfática no tecido

de acrílico em relação à profundidade de deposição.......................................

Figura 4.6 Seção transversal do filtro de polipropileno e rocha fosfática em diferentes

ciclos................................................................................................................

Figura 4.7 Comportamento do diâmetro médio das partículas de rocha fosfática no

tecido de polipropileno em relação à profundidade de deposição...................

Figura 4.8 Comportamento do número médio de partículas de rocha fosfática no tecido

de polipropileno em relação à profundidade de deposição.............................

Figura 4.9 Seção transversal do filtro de poliéster tratado e rocha fosfática em

diferentes ciclos...............................................................................................

Figura 4.10 Comportamento do diâmetro médio das partículas de rocha fosfática no

tecido de poliéster tratado em relação à profundidade de deposição...............

Figura 4.11 Comportamento do número médio de partículas de rocha fosfática no tecido

de poliéster tratado em relação à profundidade de deposição das partículas..

Figura 4.12 Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática para

diferentes tipos de tecidos................................................................................

Figura 4.13 Perda de carga residual em cada ciclo de filtração para a rocha fosfática....... 67

Figura 4.14 Comparativos da perda de carga residual experimental e teórica.................... 69

Figura 4.15 Eficiência teórica e experimental para o tecido de acrílico............................. 70

Figura 4.16 Eficiência teórica e experimental para o tecido de polipropileno................... 70

Figura 4.17 Eficiência teórica e experimental para o tecido de poliéster tratado............... 71

Figura 4.18 Seção transversal do filtro de poliéster tratado e polvilho doce em

diferentes ciclos...............................................................................................

Figura 4.19 Comportamento do número médio de partículas de polvilho doce no tecido

de poliéster tratado em relação à profundidade de deposição.........................

Figura 4.20 Seção transversal do filtro de poliéster não tratado e polvilho doce em

diferentes ciclos...............................................................................................

Figura 4.21 Comportamento do número médio de partículas de polvilho doce no tecido

de poliéster não tratado em relação à profundidade de deposição...................

Figura 4.22 Profundidade média de deposição de partículas de polvilho doce nos

tecidos de poliéster tratado e sem tratamento..................................................

Figura 4.23 Perda de carga residual em cada ciclo de filtração para o polvilho doce........ 78

Figura 4.24 Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática e

polvilho doce no tecido de poliéster tratado....................................................

Figura 4.25 Perda de carga residual em cada ciclo de filtração para o tecido de poliéster

tratado..............................................................................................................

Figura 4.26 Comportamento da curva de filtração para tempo 400 s................................. 82

Figura 4.27 Comportamento da curva de filtração para tempo 800s.................................. 82

Figura 4.28 Comportamento da curva de filtração para tempo de 1200 s.......................... 82

Figura 4.29 Diagrama de Pareto......................................................................................... 84

Figura 4.30 Valores experimentais versus valores previstos pelo modelo para a

profundidade média de deposição...................................................................

Figura 4.31 (a) Superfície de resposta e (b) curva de contorno para a profundidade

média de deposição das partículas em função da velocidade de filtração e

do tempo de filtração.......................................................................................

viii

Figura A.1 Equipamento para o pré-endurecimento da amostra...................................... 100

Figura A.2 Vista do equipamento de embutimento.......................................................... 101

Figura C.1 Fluxograma das etapas otimização de um processo....................................... 150

Figura D.1 Distribuição granulométrica das partículas de concentrado fosfático, de

polvilho doce e de maisena.......................................................................................................

152

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 Algumas aplicações dos tecidos utilizados para filtração................................ 12

Tabela 2.2 Propriedades gerais das fibras dos tecidos....................................................... 13

Tabela 3.1 Caracterização do Material pulverulento......................................................... 41

Tabela 3.2 Características dos meios filtrantes.................................................................. 42

Tabela 3.3 Valores utilizados no planejamento fatorial..................................................... 51

Tabela 3.4 Matriz com os valores utilizados no planejamento experimental.................... 52

Tabela 4.1 Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática no

tecido de acrílico.............................................................................................

Tabela 4.2 Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática no

tecido de polipropileno....................................................................................

Tabela 4.3 Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática no

tecido de poliéster tratado...............................................................................

Tabela 4.4 Resultados da perda de carga residual teórico e experimental........................ 68

Tabela 4.5 Profundidade média de deposição das partículas de polvilho doce no tecido

de poliéster tratado..........................................................................................

Tabela 4.6 Profundidade média de deposição das partículas do polvilho doce no tecido

de poliéster não tratado....................................................................................

Tabela 4.7 Matriz com os valores dos ensaios de filtração com os resultados da

profundidade de deposição das partículas.......................................................

Tabela 4.8 Estimativa dos efeitos das variáveis para a profundidade média de

deposição

Tabela 4.9 Coeficiente de regressão para a profundidade média de deposição das

Partículas.........................................................................................................

Tabela 4.10 Análise de variância para a profundidade média de deposição....................... 86

Tabela B1 Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo1:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido..................................

104

Tabela B2 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no acrílico para

cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 1..................................

105

Tabela B3 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

acrílico e rocha no Ciclo 1..............................................................................

105

Tabela B4 Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo 2:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...................................

106

Tabela B5 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no acrílico para

cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 2..................................

107

Tabela B6 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

acrílico e rocha no Ciclo 2...............................................................................

107

Tabela B7 Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo 3:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...................................

108

Tabela B8 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no acrílico para

cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 3..................................

109

Tabela B9 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

acrílico e rocha no Ciclo 3...............................................................................

109

Tabela B10 Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo 5:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...................................

110

Tabela B11 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no acrílico para

cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 5..................................

111

Tabela B12 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

acrílico e rocha no Ciclo 5...............................................................................

112

Tabela B13 Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo 10:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...................................

112

Tabela B14 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no acrílico para

cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 10................................

113

Tabela B15 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

acrílico e rocha no Ciclo 10.............................................................................

114

Tabela B16 Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo 1:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...................................

115

Tabela B17 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no polipropileno

para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 1..........................

115

Tabela B18 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

polipropileno e rocha no Ciclo 1.....................................................................

116

Tabela B19 Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo 2:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...................................

117

Tabela B20 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no polipropileno

para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 2..........................

118

Tabela B21 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

polipropileno e rocha no Ciclo 2.....................................................................

118

Tabela B22 Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo 3:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...................................

119

Tabela B23 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no polipropileno

para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 3..........................

120

Tabela B24 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

polipropileno e rocha no Ciclo 3....................................................................

120

Tabela B25 Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo 5:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido..................................

121

Tabela B26 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no polipropileno

para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 5.........................

122

Tabela B27 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

polipropileno e rocha no Ciclo 5.....................................................................

122

Tabela B28 Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo 10:

diâmetros de partículas com a profundidade do tecido..................................

123

Tabela B29 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no polipropileno

para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 10.......................

124

Tabela B30 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

polipropileno e rocha no Ciclo 10...................................................................

125

Tabela B31 Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo

1: diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...............................

125

Tabela B32 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no poliéster

tratado para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 1..............

126

Tabela B33 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

poliéster tratado e rocha no Ciclo 1.................................................................

127

Tabela B34 Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo

2: diâmetros de partículas com a profundidade do tecido............................... 128

Tabela B35 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no poliéster

tratado para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 2..............

128

Tabela B36 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

poliéster tratado e rocha no Ciclo 2.................................................................

129

Tabela B37 Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo

3: diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...............................

130

Tabela B38 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no poliéster

tratado para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 3..............

130

Tabela B39 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

poliéster tratado e rocha no Ciclo 3.................................................................

131

Tabela B40 Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo

5: diâmetros de partículas com a profundidade do tecido...............................

132

Tabela B41 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no poliéster

tratado para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 5..............

133

Tabela B42 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

poliéster tratado e rocha no Ciclo 5................................................................

133

Tabela B43 Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo

10: diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.............................

134

Tabela B44 Desvio padrão do diâmetro de partículas de rocha fosfática no poliéster

tratado para cada camada de profundidade analisada para o Ciclo 10............

135

Tabela B45 Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza, para o

poliéster tratado e rocha no Ciclo 10...............................................................

135

Tabela B46 Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo 1..................................................................................................

136

Tabela B47 Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo 2..................................................................................................

137

Tabela B48 Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo 3..................................................................................................

138

Tabela B49 Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo 5..................................................................................................

138

Tabela B50 Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo 10.................................................................................................

139

Tabela B51 Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo

1...................................................................................................

140

Tabela B52 Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo

2..................................................................................................

141

Tabela B53 Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo

3..................................................................................................

142

xii

Tabela B54 Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo

5...................................................................................................

143

Tabela B55 Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de

partículas com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce

para o Ciclo

10.................................................................................................

144

xiii

RESUMO

Muitos estudos relacionados aos filtros de mangas estão focados na minimização energética

do processo. Almejando ciclos de filtração mais longos, menor freqüência de limpeza e maior

vida útil do filtro, tais estudos buscam tecidos que apresentem maior facilidade de remoção da

torta e menor perda de carga residual. Existem muitos estudos relacionados com a formação e

remoção das tortas de filtração, mas pouco se sabe sobre o comportamento das partículas

depositadas no interior do meio filtrante e qual a influência destas partículas no desempenho dos

filtros. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento da deposição das

partículas no interior de diferentes meios filtrantes e materiais particulados após o processo de

limpeza, realizando um estudo microscópico, para avaliar o impacto destas partículas na

regeneração do tecido. Os materiais particulados utilizados foram à rocha fosfática e o polvilho

doce, com os meios filtrantes de poliéster tratado, de poliéster não tratado, de polipropileno e de

acrílico.

Os ensaios de filtração foram realizados com uma velocidade de filtração de 0,10 m/s. O

processo de remoção da torta foi através do fluxo de ar reverso com uma velocidade de limpeza

de 0,12 m/s. A perda de carga máxima admitida nos ensaios de filtrações foi 980 Pa.

Verificou-se, utilizando a rocha fosfática e os tecidos de acrílico, de polipropileno e de

poliéster tratado, que a profundidade de deposição das partículas no tecido de polipropileno foi

menor em relação aos outros dois tecidos estudados. Contudo, a perda de carga residual deste

tecido foi maior, mostrando que o acúmulo do material particulado neste meio filtrante

proporcionou uma maior resistência ao fluxo, devido ao menor espaçamento encontrado entre as

fibras deste tecido, proporcionando um fechamento dos poros.

Para as partículas de polvilho nos tecidos de poliéster tratado e não tratado, observou-se

que a maior profundidade de deposição das partículas aconteceu no tecido de poliéster sem

tratamento, mostrando que a ausência de tratamento permite que o tecido obtenha uma maior

deposição de partículas no interior do meio filtrante, aumentado à resistência do fluxo e também

à perda de carga residual do sistema. Isto mostra que tanto as características do meio filtrante e

do material particulado exercem uma influência na profundidade de deposição das partículas e na

perda de carga residual do sistema. Logo, o melhor desempenho encontrado utilizando os

xiv

materiais particulados de rocha fosfática e de polvilho doce, nestas condições experimentais foi o

tecido de poliéster tratado.

Realizou-se também um estudo dos efeitos das variáveis operacionais na profundidade de

deposição das partículas, utilizando um planejamento experimental de três níveis, 3

avaliando o

efeito das variáveis, velocidade de filtração (V

) e tempo de filtração (t

). Notou-se através dos

resultados que estas duas variáveis apresentaram influência na variável resposta, mas a variável

que proporcionou um maior efeito significativo foi à velocidade de filtração. Logo quando se

deseja obter menores níveis da profundidade de deposição das partículas, sugere-se a utilização

de baixos valores de velocidades de filtração e baixos valores de tempos de filtração, porque o

aumento da deposição das partículas no interior do meio filtrante dificulta o processo de limpeza,

obstruindo a passagem do ar através do filtro, provocando assim um aumento na perda de carga

residual do processo.

ABSTRACT

Many studies related to bag filters have focused on minimizing the amount of energy used

in the process. Seeking longer filtration cycles, lower frequency of cleaning cycles and a longer

filter life, such studies search for fabrics which present easy cake removal and the least loss of

residual pressure drop. There are many studies related to the formation and removal of filtration

cakes but little is known about the behavior of particles deposited on the inside of the filter and

what influence these particles have on the performance of filters. For this reason, the objective of

this study was to investigate particle deposition behavior and particulate materials on the interior

of different filter materials after the cleaning process and to evaluate the impact of these particles

on the regeneration of the fabric under microscopic examination. Particulate materials utilized

were phosphatic rock and manioc starch with filter mediums of treated polyester, untreated

polyester, polypropylene and acrylic.

The filter trials were carried out at a filtration velocity of 0.10 m/s. The cake removal

process was done by reverse airflow at a cleaning velocity of 0.12 m/s. The maximum pressure

drop permitted in the filtration trials was 980 Pa.

Utilizing phosphatic rock and acrylic, polypropylene and treated polyester, the depth of

particle deposition on the polypropylene fabric was less deep in relation to the other two fabrics

studied. The residual pressure drop of this fabric was greater, demonstrating that the

accumulation of particulate material in this filter medium provided a greater resistance to flow,

due to the smaller spacing encountered between the fibers of this fabric and consequent closing

of pores.

For the manioc starch particles on treated and untreated polyester, a greater depth of

particle deposition was observed on the untreated polyester, showing that the absence of

treatment allowed the fabric to obtain greater particle deposition on the interior of the filter

medium, which increased the resistance to flow and the system residual pressure drop. This

shows that the characteristics of the filter medium and the particulate material both exercise an

influence on the depth of particle deposition and on residual pressure drop in the system. Thus,

the best performance encountered utilizing particulate materials of phosphatic rock or manioc

starch under the experimental conditions, was with the treated polyester.

xvi

A study on the effects of the operational variables on particle deposition depth was also

conducted, utilizing a three level experimental plan, 3

, to evaluate the effect of the variables,

filtration velocity (V

) and filtration time (t

). Results showed that both these variables presented

an influence on the response variable, but the variable that produced the greatest significant effect

was the filtration velocity. The utilization of lower values of velocity and lower values of

filtration times is suggested to achieve lower levels of particle deposition depth, because the

increase in particle deposition on the interior of the filter obstructs the air flow through the filter,

thus slowing the cleaning process and provoking an increase in residual pressure drop.

Introdução

1. INTRODUÇÃO

Com a crescente preocupação com o aumento da poluição atmosférica, agravada

principalmente pelo crescimento industrial desordenado e pela criação de legislações mais

rigorosas, tornou-se necessário o desenvolvimento de novas técnicas e equipamentos para a

limpeza dos gases.

Dentre os diversos processos de separação gás-sólido existentes, destaca-se a filtração, em

que partículas em suspensão na corrente gasosa passa através de um meio filtrante formando as

tortas de filtração. Na filtração gás-sólido, os filtros de tecido são atualmente bastante

empregados, porque são economicamente viáveis, de fácil operação e altamente eficientes na

remoção de partículas. Esses equipamentos, além de serem capazes de satisfazer as leis

ambientais, são importantes na recuperação do material particulado, sendo este, o principal

produto de algumas indústrias.

Apesar de serem equipamentos conhecidos e utilizados há muito tempo, os filtros manga

voltaram a ser amplamente empregados nas indústrias após o desenvolvimento de novas fibras

sintéticas, devido à ampliação na faixa de aplicação, principalmente sob condições críticas de

operação, como temperaturas elevadas e situação de abrasão e de corrosão.

Durante os ensaios de filtração, um variável de grande importância no desempenho dos

meios filtrantes é a perda de carga, que aumenta de acordo com a formação da torta de filtração.

Quando esta perda de carga atinge um valor máximo, determinado por questões operacionais e

econômicas, torna-se necessária à limpeza do filtro, de forma a manter a queda de pressão dentro

dos limites práticos de operação.

Na operação de limpeza dos tecidos, o destacamento da torta de filtração ocorre em

pedaços, denominada limpeza por blocos, no qual algumas partes da torta são completamente

removidas e outras permanecem intactas no tecido. Isto conduz a um aumento da queda de

pressão residual mesmo após a etapa de limpeza, resultando em ciclos mais curtos, ou seja, em uma

freqüência de limpeza maior durante os períodos de filtração.

Atualmente, existem muitas pesquisas direcionadas à formação e remoção das tortas de

filtração, mas pouco se sabe sobre o comportamento das partículas depositadas no interior

(colmatação) do meio filtrante após a limpeza. Entretanto, a excessiva deposição das partículas

no interior do meio filtrante pode causar um grande aumento na perda de carga residual,

Introdução

reduzindo o tempo de filtração e aumentando o número de regenerações com o decorrer dos

ciclos. Logo, o conhecimento da deposição das partículas no tecido poderia esclarecer melhor as

operações de filtração e de limpeza, visando minimizar o consumo energético e aumentar o

tempo de vida útil dos tecidos.

Pensando nisso, alguns autores estão pesquisando este comportamento como:

• Martins (2001) estudou a estrutura e as propriedades inerentes ao meio filtrante na

operação de filtração de aerossóis, utilizando o tecido de poliéster tratado e partículas de rocha

fosfática. Os ensaios de filtração foram realizados para velocidades de 5 cm/s e 10 cm/s. O autor

verificou que a profundidade de deposição de pó não foi homogênea para diferentes regiões do

tecido, sendo que para a maior velocidade de filtração, a profundidade de deposição foi maior e

que a permeabilidade do meio poroso diminuiu com o aumento da massa de pó residual.

• Rodrigues (2006) investigou a profundidade de deposição das partículas de rocha

fosfática em diferentes meios filtrantes.Os ensaios de filtração foram realizados a uma velocidade

de 10 cm/s. Em seu trabalho foi constatado que, apesar da heterogeneidade do meio filtrante,

houve um acúmulo de partículas nas camadas superficiais do tecido, que diminuía com a

profundidade de deposição. O autor verificou também que, para o polipropileno, tecido com

menor permeabilidade e porosidade, houve menor retenção de partículas após a limpeza. No

entanto, esse meio filtrante foi o que apresentou maior perda de carga residual e ciclos de

filtração mais curtos, fatos que foram associados às características do material e das partículas.

• Mauschitz et al.(2007) investigaram a deposição de partículas de carbonato de cálcio em

feltros de poliéster suportados à uma profundidade de 2 mm por telas com aberturas de 250 µm

(FM14c) e 1200 µm (FM14d). Os ensaios de filtração foram realizados a uma velocidade de 0,05

m/s e o método de limpeza aplicado foi o pulso de ar reverso. Os autores observaram que ocorreu

um aumento na massa residual depositada dentro do meio filtrante e uma diminuição da

porosidade superficial em determinadas profundidades do tecido com aumento no número de

ciclos, sendo estas partículas depositadas inicialmente próximas à superfície externa do tecido.

Verificaram também que o tecido FM14c apresentou uma maior perda de carga residual em

relação ao tecido FM14d. As altas cargas de partículas alojadas dentro do meio filtrante FM14c,

próximas das telas, ocasionaram o bloqueio da passagem do ar, aumentando a perda de carga

residual do sistema. Isto mostrou que a grande quantidade de partículas depositadas no interior do

filtro tornou-se prejudicial nos ensaios de filtração.

Introdução

Dessa forma, a proposta deste trabalho foi investigar a deposição das partículas após a

operação de remoção da torta de filtração, estudando o comportamento destas partículas no

interior do meio filtrante, como a profundidade de deposição, a quantidade e o tamanho das

partículas, avaliando os impactos proporcionados por estas partículas nas características da

filtração, principalmente na perda de carga residual. Propôs-se também realizar um estudo para

avaliar o efeito das variáveis operacionais, como velocidade superficial de filtração e o tempo de

filtração, na profundidade de deposição das partículas utilizando um planejamento experimental.

Revisão Bibliográfica

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Neste capítulo serão abordados alguns conceitos importantes utilizados em filtros mangas,

principais variáveis de projeto, tipos de tecidos empregados, métodos de finalização do tecido,

mecanismos de remoção das tortas, e também alguns estudos dos principais trabalhos

encontrados na literatura.

O grande desenvolvimento industrial desperta cada vez mais o interesse na conservação do

meio ambiente e na recuperação de matérias primas. Particularmente, a limpeza de gases recebe

uma atenção especial de pesquisadores e fabricantes de filtros que buscam conhecer melhor o

fenômeno da filtração e, conseqüentemente, desenvolver meios filtrantes e mecanismos de

limpeza mais eficientes.

A escolha do equipamento de remoção de partículas depende de alguns fatores muito

importantes que devem ser levados em consideração, tais como: o tamanho das partículas, a sua

densidade e concentração, a vazão de gás, a sua temperatura e as características físicas e

químicas.

Dentre os diversos tipos de equipamentos utilizados nos processos de separação gás-sólido, os filtros

de mangas são os mais empregados, porque possuem alta eficiência para amplas faixas granulométricas,

são facilmente operados, apresentam simples manutenção e possuem a capacidade de operar com altas

cargas de pó e grandes volumes de gás (THEODORE E BUONICORE, 1998). Esses filtros podem ser

utilizados em diversas aplicações, tais como: proteção respiratória, recuperação de particulados,

em operações industriais, limpezas de ambientes, entre outros (HINDS, 1999).

O emprego dos filtros manga nas indústrias está se tornando cada vez maior, devido ao

desenvolvimento de novas fibras sintéticas, que ampliaram o campo de utilização dos filtros de

mangas em diversos processos, principalmente sob condições críticas de operação, com melhor

resistência ao calor, a materiais corrosivos, entre outras características.

2.1 CLASSIFICAÇÃO DOS TECIDOS DE FILTRAÇÃO

Os tipos de tecidos utilizados em filtração industrial atualmente englobam uma variedade

de materiais, incluindo tecidos trançados e tecidos não trançados, também denominados feltros,

Revisão Bibliográfica

que são confeccionados com diversas fibras. A classificação existente para as fibras comerciais é

apresentada pela ABRAFAS – Associação Brasileira dos Produtores de Fibras Artificiais e

Sintéticas. Os materiais de fabricação incluem as cerdas naturais e as sintéticas. As primeiras

fibras a serem utilizadas foram as naturais, principalmente a lã e o algodão. Embora estas fibras

possuam algumas limitações de suas propriedades físicas, elas são ainda empregadas em muitas

aplicações de filtração (DONOVAN, 1985). As fibras sintéticas são atualmente as mais utilizadas

e incluem acetatos, acrílicos, poliamidas, poliésteres, poliolefinas, entre outros materiais. Isto se

deve ao baixo custo, a uma maior resistência química e física e a um menor diâmetro das fibras.

Para altas temperaturas empregam-se filtros de teflon e algumas fibras de carbono foram

desenvolvidas para esta aplicação. No entanto, o material sintético mais empregado é a fibra de

vidro (MARTINS, 2001).

A fibra de poliéster, por exemplo, tem uma baixa resistência ao calor úmido, o que leva a

uma redução na sua durabilidade. Barnett (2000) realizou um ensaio para testar a fibra de

poliéster a uma umidade relativa de 10% e operando a uma temperatura de 140ºC. A fibra de

poliéster resultou numa redução de 12% na durabilidade depois de sete dias de operação.

Em 1991, a temperatura máxima para um filtro disponível comercialmente era de cerca de

260ºC. E este fato mudou com o advento dos filtros cerâmicos e metálicos (DAVIS e

BUONICORE 1992).

Para uma melhor compreensão da estrutura de um tecido, cabe definir a seguir alguns

outros termos e classificações relativas à sua fabricação (RODRIGUES 2006):

Fibras

: são as componentes básicas do fio. O fio pode ser confeccionado com materiais

sintéticos ou naturais, e ser constituído por fibras curtas (segmentadas), que são denominadas

fibras cortadas ou “staple”, ou por filamentos, que é uma fibra contínua (CHEREMISINOFF e

YOUNG, 1977).

Fios

: a fiação transforma as fibras em fios por um processo em que as mesmas são

“torcidas” em fios, sendo esta torcida medida pelo número de voltas por polegada. Quanto mais

torcido o fio, mais forte este será, até certo ponto limitante (DONOVAN, 1985). De acordo com

Cheremisinoff e Young (1977), para fios formados por filamentos é considerado ótimo seis voltas

por polegada e para fibras cortadas de 10 a 20 voltas. Ultrapassados estes valores, o fio perde

elasticidade e torna-se quebradiço.

Revisão Bibliográfica

As propriedades de resistência lateral e longitudinal dos tecidos podem ser atribuídas, pelo

menos em parte, às combinações de torcidas à esquerda ou à direita, denominadas torcidas “S” e

“Z”, respectivamente, como ilustra a Figura 2.1.

Figura 2.1: Tipos de torcidas utilizadas na confecção de fios.

Fonte: BILLINGS e WILDER (1970)

Padronização

: Apesar da existência de vários parâmetros de caracterização dos tecidos, a

industria têxtil padronizou sistemas mais convenientes, como o Tex e o Denier. O número Tex é

definido pela massa em gramas de um quilômetro de fio. Multiplicando este valor por 9 obtém-se

o número em Denier (CHEREMISINOFF e YOUNG, 1977).

Os fios formados por fibras sintéticas, para fabricação de tecidos trançados, podem se

apresentar em três configurações: o monofilamento, formado pela extrusão de um filamento de

fibra contínua, após a solidificação; o fio multifilamentoso, formado quando várias fibras são

torcidas juntas, assim que se solidificam, apresenta maior flexibilidade quando comparado ao

monofilamento, maior espessura e pode ser trançado em estruturas mais justas; os fios estirados

(“spun”) são formados por fibras sintéticas cortadas em partes curtas (40-70 mm) e processadas

(ou cardadas) como as fibras cortadas naturais (DONOVAN, 1985). Os tecidos trançados desta

formas são mais volumosos, mais rígidos, e têm maior capacidade de coleta. As desvantagens

englobam a baixa resistência ao estiramento e dificuldades na limpeza da torta. Uma

representação destes tipos de fios pode ser vista na Figura 2.2.

Revisão Bibliográfica

Monofilamento contínuo

Fio multifilamentoso

Fio estirado

Figura 2.2: Tipos de confecção de fios sintéticos.

Fonte: DONOVAN, 1985

A seguir serão apresentadas as formas de confecção dos tecidos.

2.1.1 Tecidos Trançados

A maior parte dos tecidos utilizados na filtração de gases é confeccionada completamente

ou parcialmente por trançamento das fibras. O filtro de manga no qual o gás flui de dentro das

mangas para fora, usam tecidos trançados quase que exclusivamente (MYCOCK et al,1995).

Exemplos seriam filtro de mangas com sistema de limpeza por fluxo de ar reverso e vibração

mecânica. Os filtros de tecido trançado oferecem baixa resistência ao fluxo de gás e seu

acabamento macio confere boa característica de liberação da torta de filtração (TOGNETTI,

2007).

Conforme a ABNT/TB-392, um tecido trançado é uma estrutura produzida pelo

entrelaçamento de um conjunto de fios de trama formando um ângulo de (ou próximo de) 90º. O

conjunto de fios que correm longitudinalmente em um pano é chamado de urdume que forma a

estrutura básica do tecido trançado, que deverá suportar o tecimento. O fio que é entrelaçado com

o urdume é perpendicular a este, é designado trama, formando-se assim o tecido trançado.

Os tecidos podem ser trançados de várias formas. O trançado plano é a forma mais simples,

com cada fio da trama passando acima e abaixo do urdume. O tecido trançado sarja é um segundo

tipo de tecido, formado pelo entrelaçamento de mais de um e menos de quatro fios longitudinais

em seqüência do fio transversal. Ao fim de cada linha sucessiva, o padrão é mudado em um passo

para a direita ou à esquerda. Este tipo de trançado fornece um tecido mais resistente e mais

flexível que o trançado plano.

Revisão Bibliográfica

O terceiro tipo de trançado é o de cetim, no qual mais de quatro fios longitudinais são

entrelaçados por vez. Este tipo de trançado promove um acabamento acetinado ao tecido, mas

não confere boa resistência como os outros trançados. Tais tecidos podem aparecer em duas

variedades, sendo uma a face de fios longitudinais e a outra a de fios transversais, dependendo de

qual fio aparece na superfície. Na Figura 2.3 estão apresentados os tipos de entrelaçamento.

Figura 2.3: Tipos de tecidos trançados (BUONICORE&DAVIS, 1992).

2.1.2 Tecidos não trançados ou feltros

Um tecido não trançado é formado por uma estrutura plana, flexível e porosa, constituído

de um véu ou manta de fios em que as fibras podem ser orientadas numa direção ou depositadas

ao acaso e consolidado por vias mecânicas, químicas ou térmicas. Os tecidos não trançados ou

feltros são mais apropriados para filtros manga com sistema de limpeza por jato pulsante que

oferece alta energia para limpeza e alto fluxo operacional de gás. Filtros não trançados trabalham

bem com pós mais pesados como areia seca, pedra calcária, e grãos. Em geral os tecidos não

trançados possuem vida útil mais longa das mangas, mas oferecem maior resistência ao fluxo do

que os tecidos trançados (MYCOCK et.al, 1995).

Revisão Bibliográfica

A fabricação dos feltros se inicia pela formação de uma manta, constituída por uma ou mais

camadas de véus. Estes véus são obtidos por processos de cardagem, por fluxo de ar, por

deposição eletrostática, por suspensão em meio líquido ou por fiação direta de filamentos

contínuos. Em seguida, a manta é consolidada por processos químicos, utilizando resina, secagem

e polimerização; por meios mecânicos, usando agulhas que entrelaçam as fibras, costuras ou jatos

de água; ou físicos, utilizando calor e pressão. Pelo próprio processo de produção, os feltros

exibem muito mais poros por unidade de área que os tecidos trançados (HARDMAN, 2001).

Donovan (1985) afirmou que em tecidos não trançados a formação da torta ocorre mais

lentamente que em tecidos trançados. Isto porque o espaço disponível para passagem do fluxo em

um tecido trançado é mais concentrado que em um não trançado, e o bloqueio desta passagem

ocorre mais rapidamente por causa deste fluxo concentrado.

A fabricação dos feltros poliméricos pode ser classificada em três categorias básicas,

conforme o processo de manufatura da rede inicial (véu) que constitui o tecido:

1. Processo a seco: a rede é formada por um processo de cardagem, que separa, alinha e

libera as fibras como uma rede para a posterior etapa de ligação.

2. Processo a úmido: semelhante ao processo de fabricação do papel, onde as fibras são

dispersas em meio líquido, e alimentadas em uma esteira aquecida que seca as fibras.

3. Processo de ligação dos fios: é um processo que, que diferentes dos outros dois,

envolve desde a produção do polímero até a finalização do tecido em si. Os produtos

de entrada não são as fibras, mas sim o predecessor, o polímero fundido. Este é

extrudado e em seguida, as fibras assim formadas são orientadas durante a queda em

uma esteira. A seguir, a rede formada passa pela etapa de ligação, que pode ser

térmica, química, ou por pressão (DONOVAN, 1985).

A técnica da agulhagem é um método mecânico de ligação da rede formada, que consiste

em combinar duas ou mais camadas de fibras em um feltro produzido pelas técnicas apresentadas

nos itens 1 e 2, ou naturais, e atravessá-las com agulhas farpadas. Este processo visa distribuir as

fibras uniformemente pela matriz trançada (CLARK, 2001). Algumas modificações na estrutura

básica produzida no processo de perfuramento podem determinar a performance de filtração dos

tecidos agulhados. Quando a densidade de perfuração é aumentada durante o processo, um dos

resultados é um aumento na densidade do tecido, que promove um aumento na eficiência de

filtração (BAKER, 2001).

Revisão Bibliográfica

Theodore e Buonicore (1998) afirmam que os feltros limpos são mais eficientes que tecidos

trançados limpos, mas que estes últimos são capazes de alcançar eficiências comparáveis após uma

camada de partículas ter se acumulado em sua superfície. Na indústria, este processo de formação da

torta pode durar, dependendo da carga e da natureza das partículas, desde algumas horas até alguns dias.

Por esse motivo, no caso dos tecidos trançados, deve-se cuidar para que a limpeza não elimine

completamente a camada superficial da torta, o que diminuiria a eficiência da filtração. Como afirmam

os autores, este problema é mais difícil de ocorrer nos feltros pela grande quantidade de partículas

retidas no interior do tecido após a limpeza. Assim, os feltros necessitariam de técnicas de limpeza mais

rigorosas, empregando freqüentemente métodos de pulso de ar.

A Figura 2.4 mostra alguns exemplos de tecidos trançados e feltro.

a) b)

Figura 2.4: Tipos de tecidos: a) trançado:trama plana; b) trançado:trama sarja 2/1; c) feltro

agulhado.

Revisão Bibliográfica

2.2 MÉTODOS DE TRATAMENTOS DE TECIDOS OU FINALIZAÇÃO

Existem várias formas de tratamento de tecidos, dentre eles os mecânicos, térmicos e

químicos para melhorar a performance dos meios filtrantes utilizados no processo de filtração

(DONOVAN, 1985).

Dentre os motivos que estimulam a realização de tratamentos finalizadores estão: (i)

assegurar a estabilidade adequada ao tecido (contra o encolhimento, por exemplo), (ii) modificar

as características superficiais, alterando inclusive a capacidade de liberação da torta, (iii) regular

a permeabilidade do tecido e conseqüentemente a capacidade de coleta (HARDMAN, 2001), e

(iv) minimizar a penetração das partículas e diminuição da colmatação do tecido ( MAUSCHITZ

et al., 2005). Entre os processos pode-se citar:

Calandragem

: Processo utilizado para tecidos não trançados, onde o tecido passa através de rolos

quentes que o comprimem uma ou mais vezes, agindo como o compactador fundindo a superfície

das fibras. Na calandragem a quente, a temperatura é uma variável do processo.

Escovação:

Nesta operação, uma vigorosa escovação da superfície resulta no levantamento dos

fios do tecido. Esta técnica é aplicada em tecidos trançados, onde a eficiência inicial de coleta é

baixa (ROTHWELL, 1989).

Chamuscagem:

Este processo utiliza uma chama para eliminar fibras preponderantes da

superfície, como se fosse um processo inverso à escovação. Este processo evita que as fibras da

superfície sejam incorporadas à torta e formem uma espécie de “armadilha”, dificultando a

limpeza.

Impregnação química:

Consiste na imersão do tecido em banho químico. Este processo é

utilizado para melhorar a performance do filtro, reduzindo o ataque químico, aumentando a

resistência aos ácidos, facilitando a liberação da torta e retardando a propagação da chama

(CLARK, 2001).

Alguns meios filtrantes podem receber tratamento antiestático, tratamento de orientação

das fibras, recobrimento com membranas, receber resinagem com PTFE, ou ainda, ser

plastificado em um ou ambos os lados, além de muitos outros tipos de tratamento disponíveis

(LORA, 2002).

Revisão Bibliográfica

Na Tabela 2.1 estão apresentados alguns tipos de aplicações dos tipos de tecidos utilizados

nos processos de filtração.

Tabela 2.1: Algumas aplicações dos tecidos utilizados para filtração (Renner Têxtil Ltda, 2001).

TIPO MARCA PRINCIPAIS APLICAÇÕES

PP (polipropileno)

Polipropileno

Meraklon

Indústria alimentícia (leite, açúcar, farinha), de

detergente (condições de temperatura abaixo de

100

AC (Poliacrilonitrila

copolímero)

Acrílico

Secadores por atomização, Indústria calcárea,

gesso (condições úmidas até 120

DT (Poliacrilonitrila

Homopolímero)

Dolanit

Ricern

Dralon T

Secadores por atomização, Indústria calcárea,

gesso (condições úmidas até 125

RO (Olefina resistente à alta

temperatura)

Trol

Calcinação, filtração líquida, condições de

extrema umidade e temperatura.

PE (Poliéster ) Poliéster

Mineração, cimento, siderúrgicas, madeireiras,

cerâmicas, asbestos, britagem, plástico, pigmentos

(condições secas até 150

NO (Poliamida aromática)

Nomex

Conex

Asfalto, siderúrgicas, indústrias de cimento e cal,

fundições, indústria de cerâmica.

RY (Polifenilsulfeto)

Ryton

Procon

Caldeiras a carvão (em leito fluidizado) e indústria

química (aplicações em campos com ataque

químico e hidrólise acentuados)

PI (Polimida aromática) P-84

Asfalto, siderúrgicas, indústrias de cimento e cal,

fundições, indústrias cerâmica.

TF ou PR ( Teflon ou

politetrafluoretileno)

Teflon

profilen

Negro de fumo, incineradores de lixo, caldeiras a

carvão (condições extremas de ataques químicos e

temperatura)

A seleção adequada dos tecidos a serem utilizados como meio filtrante, depende da

compatibilidade destes com o material particulado que será coletado e das características e

aplicações de cada processo de filtração, que abrangem a temperatura, a abrasão, à energia de

absorção, as propriedades da filtração, a resistência aos álcalis, aos ácidos, ao oxigênio e o custo

relativo do material (BARNETT, 2000).

Na Tabela 2.2 estão apresentadas as propriedades gerais de algumas fibras.

Revisão Bibliográfica

Tabela 2.2: Propriedades gerais das fibras dos tecidos (DONAVAN, 1985).

FIBRA Algodão Lã Polipropileno Poliamida Acrílico Poliéster

Aramida

aromática

Vidro Metal

SIGLA DIN

60001

CO WO PP PA PAC PES PAI GL MT

MARCAS - -

Courlene

Hostalen

Meraklon

Pylen

Nailon

Nylon6.6

Perlon

Rilsan

Crylon

Drylon T

Orlon

Redon

Ricem

Dracon

Tergal

Terital

Terylene

Trevira

Nomex

Tejin

Conex

Fiberglass

Vetrolon

Vetrotex

Bekinox

Teor de

umidade

absorvida

pela fibra,

base seca(%)

65%U.R. e

21ºC

8 14,5 0,01 4,00 1,50 0,50 4,50 0,00 0,00

Temperatura

máxima de

trabalho

contínuo em

ºC

90 94 90 110 120

150

(Calor

Seco)

200 260 550

Resistência

ao calor

úmido

(hidrólise)

Regular Fraca Excelente

Não

resiste

Boa

Não

resiste

Não

Resiste

Boa Boa

Resistência a

abrasão

Regular Regular Boa Excelente Boa Excelente Excelente Fraca Regular

Resistência

aos ácidos

minerais

Fraca Boa Excelente Fraca Boa

Não

resiste

Não resiste Boa Boa

Resistência

aos ácidos

orgânicos

Fraca Boa Excelente Fraca Boa Fraca Fraca Boa Boa

Resistência

aos álcalis

Boa Fraca Excelente Boa Fraca Fraca Boa Fraca Excelente

Resistência

aos agentes

oxidantes

Fraca Fraca Fraca Fraca Boa Boa Fraca Excelente Excelente

Resistência

aos solventes

orgânicos

Excelente Excelente Excelente Boa Excelente Boa Excelente Boa Excelente

Densidade

específica

1,50 1,31 0,90 1,14 1,16 1,38

1,37 a

1,38

2,54 7,9

Ácidos(em

alta

concentração)

que a fibra

não resiste

H2SO4 H2SO4

H2SO4

HNO3

HCOOH

HCI

H2SO4

HNO3

H2SO4 H2SO4

Sem

Análise

Propagação

da Combustão

Sim Não Sim Sim Sim Sim Não Não Não

Diferentemente do mecanismo de ação de uma peneira, em que apenas as partículas com

diâmetros superiores à abertura da malha ficam retidas (HINDS, 1999), os filtros de tecido

possuem elevada eficiência de coleta para uma ampla distribuição granulométrica. Apesar da

abertura dos poros dos tecidos comerciais utilizados como meio filtrante serem de

Revisão Bibliográfica

aproximadamente 100 µm, estes removem adequadamente partículas menores que 0,5 µm e

coletam uma quantidade substancial de partículas menores que 0,01 µm (THEODORE e

BUONICORE, 1988).

Segundo ROSS (1972), a captura de partículas de diâmetros inferiores às aberturas dos

poros dos tecidos se deve, a mecanismos como a impactação de partículas grandes com as fibras;

a difusão de partículas submicrômicas pelas fibras; a atração e repulsão eletrostática e a retenção

das partículas grossas pelo tecido e das finas pela torta formada, este último sendo o mecanismo

que se assemelha ao peneiramento. Os principais mecanismos serão ilustrados na seção 2.3.

2.3 MECANISMO DE CAPTURA DE MATERIAL PARTICULADO

A corrente de gás passando através de um filtro carrega as partículas em direção aos corpos

coletores, que no caso dos filtros de tecidos, são as fibras. Para que ocorra a filtração, é

necessário que haja contato físico entre partícula e coletor. Além disso, é necessário que a

partícula fique retida no coletor. Durante o escoamento do gás carregado de partículas, este é

forçado a passar através de um meio contendo os coletores (fibras), e essa coleta se dá através de

vários mecanismos (COURY, 1986), que serão apresentados a seguir:

Interceptação Direta:

Ocorre quando uma partícula segue o fluxo de gás entre as fibras do tecido.

Tais partículas possuem um raio significativamente maior que o espaçamento entre as fibras,

assim as partículas batem na fibra no qual são capturadas. Na interceptação direta, como mostra a

Figura 2.5, as partículas seguem o fluxo da linha original (KIM et al, 2000).

Interceptação direta LINHAS DE FLUXO

LINHA CENTRAL

CORTE SECCIONAL DA FIBRA

Figura 2.5: Mecanismo de captura por interceptação direta.

Revisão Bibliográfica

Difusão ou movimento Browniano: Este mecanismo funciona bem para partículas submicrômicas

(0,01µm) e baixas velocidades de filtração. Quanto menor o tamanho da partícula melhor este

mecanismo trabalha, devido à difusão ou ao movimento Browniano. Neste caso, as partículas são

tão pequenas e têm tão pouca massa que podem ser influenciadas pelo bombardeamento de

moléculas de gás ao redor da partícula que afeta o caminho até colidir na fibra (BILLINGS e

WILDER,1970). Na Figura 2.6 está ilustrado o mecanismo de difusão ou movimento Browniano.

LINHAS DE FLUXO

LINHA CENTRAL

CORTE SECCIONAL DA FIBRA

Caminho atual da partícula devido

ao movimento Browniano

Linha de fluxo

inicial da partícula

(não interceptaria)

Figura 2.6: Mecanismo de captura por difusão ou movimento Browniano.

Impactação inercial:

Neste caso, admite-se que as partículas possuem massa finita. A presença de

um corpo no caminho do escoamento produz uma curvatura nas linhas de corrente, seja ele uma

fibra ou uma esfera. As partículas são projetadas de suas linhas de corrente originais por ação

inercial e se chocam com o corpo coletor, podendo ou não se depositar em sua superfície. Neste

mecanismo é evidente a influência da velocidade e da massa das partículas (DULLIEN, 1989).

Na Figura 2.7 está ilustrado o mecanismo de impactação inercial.

Gravidade ou sedimentação:

Este mecanismo é o resultado do efeito da gravidade sobre a

partícula, que causa um desvio da trajetória normal. É o mecanismo dominante para baixas

velocidades de gás e grandes partículas. A eficiência depende da direção do fluxo, ou seja, a

eficiência é maior quando o fluxo ocorre de cima para baixo do que debaixo para cima

(AGUIAR,1991). Na Figura 2.8 está ilustrado o mecanismo de gravidade.

Revisão Bibliográfica

Impactação

Inercial

LINHAS DE FLUXO

LINHA CENTRAL

CORTE SECCIONAL DA FIBRA

TRAJETÓRIA

DA PARTÍCULA

Figura 2.7: Mecanismo de captura por impactação inercial.

LINHAS DE FLUXO

LINHA CENTRAL

CORTE SECCIONAL DA FIBRA

Atração gravitacional

Figura 2.8: Mecanismo de captura por gravidade.

Forças eletrostáticas:

Além dos mecanismos denominados mecanismos mecânicos, vários estudos

mostram que as forças eletrostáticas podem ser de grande importância na operação de filtração.

Tais forças podem proporcionar aumento na eficiência da filtração, e no caso de existência da

torta, causar a formação de tortas menos compactas, que oferecem menos resistência ao

escoamento do gás. A presença de forças elétricas num filtro pode ser devida a cargas

eletrostáticas nas partículas e/ou coletores ou pode ser induzida por um campo elétrico externo.

(COURY, 1986).

Os principais mecanismos em que se dá a coleta são a atração entre as partículas carregadas

e coletor carregado, com carga oposta (Coulômbico) e a atração entre partícula carregada e dipolo

induzido do coletor globalmente neutro (Dipolo-imagem) (AGUIAR, 1991). Na Figura 2.9 estão

Revisão Bibliográfica

ilustrados os mecanismos de coleta eletrostática onde existe uma partícula carregada e o coletor

carregado com carga oposta.

Linhas de

corrente do

gás

Linhas de

corrente do

gás

(a) (b)

Figura 2.9: Mecanismo de coleta eletrostática: (a) Coulômbico e (b) Dipolo Imagem.

2.4 FORMAÇÃO DAS TORTAS DE FILTRAÇÃO

Geralmente os processos de formação de tortas de filtração acontecem em três etapas

distintas conhecidas como: a filtração de profundidade, etapa de transição e a filtração superficial.

Na filtração de profundidade, em princípio, as partículas penetram intensamente no interior

do tecido, ficando retidas nos interstícios das fibras, como ilustra a Figura 2.10. A captura pode

ocorrer por ação dos mecanismos de captura como gravidade, inércia, interceptação direta e

difusionais (THEODORE e BUONICORE, 1998).

Figura 2.10: Ilustração da Filtração de profundidade (Renner Têxtil Ltda, 2001).

Revisão Bibliográfica

Com o transcorrer da filtração e conseqüente aumento das partículas coletadas, inicia-se a

etapa de transição, com a formação de dendritos, ilustrada na Figura 2.11. Estes dendritos são

estruturas formadas pela aglomeração de partículas no interior do meio filtrante, que passam agir

como novos elementos coletores (RODRIGUES, 2006).

(a)

(b)

Figura 2.11: Fotografias com a formação de dendritos no tecido obtido por (a) Song et.al, 2006 e (b)

Thomas et.al, 2001

Payatakes (1977) subdivide esta fase intermediária em duas, sendo que inicialmente ocorre

a deposição de partículas sobre partículas, e segue-se a fase em que estes dendritos crescem e

interagem com seus vizinhos, formando uma cobertura de espessura não uniforme ao redor da

fibra, o que o autor denomina de matriz porosa interna.

Como resultado da formação destas estruturas, tem-se o acréscimo na taxa de queda de

pressão e significativa diminuição da penetração das partículas através do filtro. Os dendritos

formados vêm a constituir, finalmente, uma camada superficial de material particulado,

denominado de torta de filtração ilustrada pela Figura 2.12.

Revisão Bibliográfica

Figura 2.12: Formação da torta de filtração (SONG et.al, 2006).

A partir da existência da torta na superfície do tecido, tem-se a terceira fase da filtração.

Esta fase é conhecida como filtração superficial, ilustrada na Figura 2.13, no qual o meio filtrante

passa a atuar como suporte para a torta, sendo esta capaz de remover as partículas mais finas da

corrente gasosa por peneiramento, ou por outros mecanismos de captura já descritos

anteriormente. Desta forma, é interessante que se estabeleça a filtração superficial o quanto antes,

para que o sistema alcance maior eficiência de remoção (RODRIGUES, 2006).

Figura 2.13: Ilustração da Filtração de Superfície (Renner Têxtil Ltda, 2001).

A previsão do momento exato de formação de torta é difícil de se obter fisicamente, mesmo

porque os tecidos não são materiais uniformes. Vários autores admitem um valor experimental

para demarcar o ponto em que a torta se forma, designado por ponto de colmatação.

Revisão Bibliográfica

Este ponto pode ser entendido também como sendo a capacidade de retenção do meio

(JAPUNTICH et al., 1994).

Segundo Walsh (1996), o ponto de colmatação é dado pelo lugar geométrico obtido pelo

gráfico de perda de carga em função da carga mássica, correspondente ao cruzamento da

assíntota da curva com o eixo das abscissas, como apresentado pela Figura 2.14. Assim se obtém

a massa de material particulado necessária para formar a torta.

Figura 2.14: Determinação do ponto de colmatação do meio, conforme Walsh (1996).

A colmatação é tanto mais rápida quanto menores as partículas envolvidas (WALSH e

STENHOUSE, 1997), e quanto mais densamente empacotados forem os filtros utilizados

(GRAEF et al., 1995; WALSH, 1996), uma vez que há um menor espaço disponível entre as

fibras para a deposição das partículas.

Kanaoka e Hiragi (1990) verificaram um crescimento mais acelerado dos dendritos que

antecedem a formação da torta nos casos em que prevalece a captura de partículas pelo

mecanismo de difusão, sendo este crescimento mais moderado na faixa de coleta da interceptação

direta e mais lento quando a coleta se dava no regime inercial. Estas informações foram

ratificadas no trabalho de Japuntich et al. (1997) que comentaram que, no caso dos filtros de

papel, este ponto é função do mecanismo de coleta que rege o processo e sugeriram que, para um

dado mecanismo, este ponto é proporcional ao diâmetro do poro.

Revisão Bibliográfica

Durante a filtração gasosa, a curva de filtração, representada pela perda de carga no filtro

em função do tempo, pode apresentar três comportamentos distintos: côncava para baixo,

côncava para cima e linear, como pode ser observado na Figura 2.15.

Segundo Dennis (1982), a curvatura com concavidade para baixo é a mais comum, sendo

que a deposição das partículas ocorre inicialmente no interior do meio filtrante. O

comportamento linear é também possível, representado uma deposição na superfície estritamente

uniforme em série com o tecido, ou seja, a não penetração de pó no tecido. A curva com

concavidade para cima ocorre quando a torta já foi formada e removida parcialmente conhecido

como fenômeno de Patchy Cleaning.

Linear

Concavidade

para baixo

Concavidade

para cima

Arraste

tempo

Figura 2.15: Curvas de queda de pressão inicial durante a filtração.

O aumento da espessura da torta resulta em um aumento da perda de carga no sistema,

tornando necessária à limpeza periódica do filtro para remover a mesma e manter a perda de

carga em níveis adequados de operação. O processo de filtração, portanto, ocorre através de

vários ciclos de filtração e limpeza, que serão descritos a seguir.

2.5 CICLOS DE FILTRAÇÃO

Nesse seção serão apresentados os comportamentos de ciclos de filtração ideais, reais e

reais com regeneração incompleta, segundo a Comissão Alemã de Preservação do Ar (Norma

VDI3926, 2003).

Revisão Bibliográfica

Conforme ilustrado na Figura 2.16, no comportamento de funcionamento descrito como

“ideal” a perda de carga segue como função linear com o tempo durante um ciclo de filtração.

O comportamento ideal de ciclos de filtração considera uma compactação imperturbada de

material particulado no filtro, com fluxos de volume e concentrações de pó constantes e limpezas

uniformes do meio filtrante, levando a ciclos uniformes, com o mesmo tempo de filtração que o

primeiro ciclo, quando o filtro está limpo e novo, fato que não é observado na prática. Neste caso,

o aumento da perda de carga residual se deve a incorporação irreversível de partículas no interior

do meio filtrante ou pela permanência de uma fina camada de pó, com espessura uniforme, após a

regeneração do meio filtrante (Norma VDI3926, 2003).

Figura 2.16: Ciclos de filtração ideais (Norma VDI3926, 2003).

O comportamento real dos ciclos de filtração pode ser visualizado na Figura 2.17. Nota-se

que o tempo de filtração reduz muito em comparação com a Figura 2.16 e as curvas de filtração

não possuem o comportamento linear nos primeiros ciclos. Isto se deve à compressão da torta de

pó formada resultando em um tempo de filtração bem menor comparado com o comportamento

ideal (VDI 3926, 2003).

Revisão Bibliográfica

Figura 2.17: Ciclos de filtração reais (Norma VDI3926, 2003).

As partículas aderem ao meio filtrante através da passagem do ar sujo pelo meio filtrante e

as partículas seguintes se sobrepõem umas sobre as outras, comprimindo dessa forma a torta.

Durante a compressão da torta, a porosidade é reduzida aumentando a resistência à passagem da

corrente de gás. Essa compressão da torta foi verificada no trabalho de Aguiar (1995) e de Ito

(2002).

De acordo com a Norma VDI3926, são necessários no mínimo 100 ciclos de filtração para

chegar ao comportamento estável, sendo em muitos casos, necessários mais de 1000 ciclos de

filtração, dependendo da carga de pó. A estabilidade da queda de pressão residual, também pode

ser determinada contando o número de ciclos de mesma duração e verificando o valor constante

da queda de pressão residual, durante os ciclos. É preciso um certo cuidado em afirmar a

estabilidade, porque podem ser percebidas alterações após grandes quantidades de ciclos. Quando

se têm essas alterações nos ciclos, elas podem ser notadas em um tempo de 5 segundos (Norma

VDI3926, 2003).

Após o primeiro ciclo de filtração, a torta de pó é removida incompletamente, ou seja,

permanecem partículas na superfície do meio filtrante, reduzindo a efetividade da filtração. A

remoção parcial da torta de pó é também conhecida como “Patchy Cleaning” (limpeza por

blocos). Em caso de vazão volumétrica constante, a velocidade do ciclo aumenta formando mais

rapidamente a mesma quantidade de torta de pó levando a diminuição do tempo de filtração. A

Revisão Bibliográfica

diminuição do tempo de filtração faz com que a curva de filtração fique convexa, como pode ser

verificado na Figura 2.18 (Norma VDI3926, 2003).

Figura 2.18: Ciclos de filtração reais, com comportamento de limpeza por blocos (peatchy cleaning)

(Norma VDI3926, 2003).

2.6 REMOÇÃO DA TORTA DE FILTRAÇÃO

A remoção da torta de filtração ocorre quando a força de desaglomeração exercida sobre a

camada de partículas é maior que a força de adesão que liga as partículas ao meio filtrante

(CALLE, 2001).

Após a limpeza do filtro ser realizada, seria de se esperar que o tecido voltasse a ter suas

propriedades iniciais, ou seja, que a torta fosse removida completamente e uniformemente em

todas as partes do tecido, pela imposição de uma força suficiente para romper as forças de coesão

entre as partículas e as forças de adesão entre torta e tecido, porém não é isso o que acontece na

prática. O que se observa na pratica é o fenômeno conhecido como “patchy cleaning” ou limpeza

de blocos, no qual parte da torta é removida completamente, exceto por uma fina camada de pó, e

outras partes da torta permanecem intactas. Na Figura 2.19 estão ilustradas a formação da torta de

filtração e o fenômeno de Patchy Cleaning.

Revisão Bibliográfica

(a) (b) (c)

Figura 2.19: (a) Superfície do meio filtrante com a torta de filtração e (b) Fenômeno Patchy Cleaning e (c)

Imagem do fenômeno patchy cleaning geradas no microscópio ótico

(ampliação 200 vezes) (TANABE et al., 2008).

Uma das explicações, sugerida por Koch (1996), para que esse fenômeno ocorra é que

geralmente, a torta formada e o meio filtrante não são uniformes, e possuem propriedades que

variam nas direções paralela e perpendicular ao filtro, então podem existir regiões mais fracas, ou

seja, irregularidades na força de adesão entre as partículas e o meio filtrante, gerando áreas

preferenciais de limpeza, onde as rachaduras se iniciam e se propagam.

A força de coesão também tem um papel importante na limpeza da torta. Quanto maior a

força de coesão, maior o tamanho dos fragmentos de torta destacados (CALLE, 2001).

Após a limpeza da torta, pode ser observada uma perda de carga residual. O valor da perda

de carga residual aumenta com o número de ciclos e tende a um valor limite. Este período é

denominado período de condicionamento e pode durar dezenas ou centenas de ciclos. Em alguns

casos extremos a saturação do tecido não é atingida, o equilíbrio não é estabelecido, e a queda de

pressão residual não se torna constante.

Mauschitz et al. (2004) diz que a perda de carga residual poderia ser dividida em duas

frações: a primeira constituída por partículas depositadas nas camadas internas próximas à

superfície do meio filtrante, responsáveis pela resistência ao fluxo do ar no interior do meio

filtrante; e a segunda composta pelas partículas depositadas na camada externa do filtro,

consistindo da torta remanescente.

Callé et al. (2002 a) afirmam que a perda de carga residual está relacionada ao fato de

algumas partículas coletadas pelo meio filtrante não conseguirem ser removidas. Segundo

Stocklmayer e Hollinger (1998), a queda de pressão residual está ligada à compressão da camada

de partículas coletadas pelo meio filtrante.

“

”

Revisão Bibliográfica

Durante algum tempo a perda de carga residual era tida como parâmetro de indicativo de

grau de limpeza do filtro. Porém, de acordo Duo et al (1997) o aumento na camada residual de pó

não explica o aumento na perda de carga residual.

2.7 TÉCNICAS DE LIMPEZA DOS FILTROS

Conforme mencionado anteriormente, quando a torta de filtração atinge uma dada

espessura, determinada pela queda de pressão máxima desejável, é necessário que esta seja

destacada do meio filtrante por métodos de limpeza.

Deve-se ser muito cauteloso no que diz a respeito a limpeza do filtro, porque uma limpeza

mal feita ocasiona um aumento na queda de pressão residual. E uma limpeza muito rigorosa pode

danificar o tecido, reduzindo seu tempo de vida útil (LORA, 2002).

O desprendimento da torta formada no meio filtrante pode ser feito por várias técnicas de

limpeza de filtros dentre as quais as mais usadas são:

Vibração mecânica:

É a técnica mais antiga de limpeza de filtros e é de custo relativamente

baixo. Geralmente, o tecido é vibrado por meio de um motor excêntrico que provoca a vibração

do tecido criando uma aceleração no mesmo, que é função da freqüência e da amplitude de

vibração que promove a limpeza. Esta técnica requer a interrupção do processo de filtração

durante a limpeza, que dura de 2 a 5 minutos. A Figura 2.20 mostra a filtração do gás sujo com a

posterior limpeza através da técnica de vibração.

Figura 2.20: Filtração do gás sujo com a posterior limpeza pela técnica de vibração (Renner Têxtil Ltda,

2001).

Revisão Bibliográfica

Fluxo de ar reverso: A limpeza por fluxo de ar reverso é realizada com o auxílio de um ventilador

que produz um fluxo de ar no sentido inverso ao da filtração, que fratura e depois desloca a torta.

Neste caso, a coleta da partícula é realizada no interior das mangas. Esta técnica também exige a

interrupção da filtração durante a limpeza. O tempo de limpeza varia de 2 a 5 minutos. A sua

vantagem em relação ao vibratório é uma maior duração no tempo de vida do tecido. A Figura

2.21 mostra a filtração do gás sujo com a posterior limpeza através da técnica do fluxo de ar

reverso.

Figura 2.21: Filtração do gás sujo com a posterior limpeza pela técnica do fluxo de ar reverso (Renner

Têxtil Ltda, 2001).

Pulso de ar reverso:

Este método de limpeza é semelhante ao método de fluxo de ar reverso. A

limpeza se processa por meio de pulso de ar comprimido que é direcionado para o venturi,

situado no topo das mangas. Dessa forma é induzido ar já filtrado para o interior da manga,

invertendo momentaneamente o sentido do fluxo de gases, fazendo com que o material

particulado acumulado no exterior das mangas seja removido. A limpeza ocorre em frações de

segundos dispensando a interrupção da filtração. A Figura 2.22 mostra a filtração do gás sujo

com a posterior limpeza através da técnica do pulso de ar reverso

Revisão Bibliográfica

(a) (b)

Figura 2.22: Limpeza pela técnica do pulso de ar: a) Filtração do gás e b) processo de limpeza (Renner

Têxtil Ltda, 2001).

2.8 VARIÁVEIS IMPORTANTES NO PROCESSO DE FILTRAÇÃO

Durante a filtração algumas variáveis devem ser melhor estudadas para o sucesso do

projeto e operação de filtros, que serão analisados a seguir.

2.8.1 Queda de Pressão

A queda de pressão ou perda de carga é uma importante variável de projeto, que descreve a

resistência que enfrenta o fluxo de gás ao passar pelo filtro. A queda de pressão total de um

sistema é determinada pela medida da diferença de pressão total em dois pontos do filtro,

usualmente medida na entrada e na saída (SEVILLE, 1997).

O aumento da perda de carga do sistema ocorre à proporção que as partículas são

depositadas durante os ciclos de filtração. Esta variável é muito importante, uma vez que

determina a freqüência de limpeza do filtro e, conseqüentemente, afeta o tempo de vida do tecido

(JEON e JUNG 2004). Além disso, a máxima perda de carga, antes da limpeza, pode ser

empregada para determinar a potência requerida no sistema. Os valores das perdas de carga

operacionais são geralmente na faixa de 750 a 2000 Pa (SEVILLE, 1997).

A perda de carga residual tende a aumentar após cada ciclo, pelo crescente acúmulo de

partículas no tecido (DULLIEN, 1989). Após vários ciclos este valor tende a se estabilizar,

Revisão Bibliográfica

porque o tecido fica saturado de pó. O tempo de saturação do tecido depende do tipo do material

do filtro, do tamanho das partículas e do tempo e tipo de remoção da torta (CALLÉ et al, 2002 b).

Existem diferentes equações para descrever a queda de pressão durante a filtração. Uma

delas é uma aproximação cumulativa, que divide a queda de pressão total no filtro em duas

partes: a queda de pressão do meio filtrante, ∆Pm, e a queda de pressão devido a torta de filtração

formada, ∆Pc. Logo, a pressão total é dada pela Equação (2.1).

cmT

PPP

∆

(2.1)

A lei de Darcy pode ser usada para descrever a queda de pressão através do meio filtrante e

da torta de filtração, quando a filtração é conduzida a baixos valores de Reynolds. Desta maneira,

a Equação (2.2) é denominada de equação da filtração.

WVKVKP

cmT

...

=∆

(2.2)

Sendo K

a resistência específica do meio filtrante, K

a resistência específica da torta, V a

velocidade superficial do gás e W a massa de pó depositada por unidade de área.

Se ambos os membros da Equação (2.2) forem divididos por V, obtém-se a Equação (2.3).

WKKS

..+==

∆

(2.3)

A razão entre a queda de pressão e a velocidade específica do gás é denominada de arraste

(S). O arraste, ao invés da queda de pressão, é a medida da resistência aerodinâmica do filtro

preferida por modeladores, porque o seu uso preserva o conceito da propriedade da camada do

meio, independente da velocidade de escoamento (DONOVAN, 1985).

Revisão Bibliográfica

2.8.2 Velocidade de Filtração

A velocidade de filtração é um variável importante no processo de filtração de gases,

porque está diretamente relacionado com o tempo necessário para a filtração, o desgaste do tecido

e a profundidade que o material particulado consegue penetrar no tecido e, juntamente com o

método de limpeza, determina as dimensões do filtro.

Sendo assim, essa variável é altamente influente no custo inicial do equipamento, e também

no custo operacional. Recomendam-se, velocidades de 0,5 a 10 cm/s (LEITH e ALLEN, 1986).

Altos valores na velocidade de filtração levam a um tempo de filtração pequeno, porém

com alta penetração das partículas no tecido, o que dificultaria a remoção da torta, além de

aumentar a queda de pressão durante a filtração e após a remoção da torta (queda de pressão

residual); conseqüentemente, a vida útil do tecido seria menor. Por outro lado, altas velocidades

de filtração reduzem a área de filtração requerida, diminuindo o custo inicial, operacional e de

manutenção dos filtros.

No caso de baixos valores de velocidade de filtração, tem-se um maior consumo de energia,

já que o tempo de retenção das partículas seria maior (DONAVAN, 1985). Entretanto, a

interação entre a partícula e tecido é reduzida, facilitando a remoção da torta.

Silva Neto (1996), estudando a remoção da torta em tecidos de poliéster, realizou ensaios

de filtrações com velocidades de 7 cm/s, 11 cm/s e 15 cm/s e verificou que a porcentagem massa

desprendida da torta decresce e a queda de pressão aumenta com o aumento da velocidade de

filtração.

Lucas (2001), estudando também remoção de tortas em diferentes materiais particulados, e

com três velocidades de filtração de 6 cm/s, 9 cm/s e 11 cm/s, concluiu que a resistência

específica da torta aumentou com a velocidade de filtração para todos os materiais estudados e

que a porosidade da torta diminuiu com o aumento da velocidade de filtração para a rocha

fosfática.

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2.8.3 Porosidade do meio filtrante

A porosidade do meio filtrante é um importante parâmetro estrutural do meio filtrante. Esse

parâmetro define a relação de espaços vazios, poros, presentes no meio. A porosidade total ε

que contribuem e que não contribuem para o escoamento (poros abertos e poros fechados) é

obtida pela Equação (2.4).

−=1

(2.4)

Sendo ρ

a densidade do sólido, ρ a densidade total do meio (ρ = massa de sólidos/ volume total

da amostra).

A porosidade do meio filtrante geralmente é dada pelo fabricante e também pode ser

estimada por equações existentes na literatura, que descrevem a resistência de um meio poroso ao

escoamento de um fluido. Entre elas pode-se destacar a Equação (2.5) de Ergun (1952),

largamente aplicada para leitos granulares com porosidade entre 0,1 e 0,75; e para partículas com

diâmetro entre 10

e 10

µm e número de Reynolds de partículas maiores que a unidade.

()

(

)

323

.75,1

.150

−

∆

(2.5)

Sendo ρ

a densidade do gás, µ a viscosidade do gás, V

a velocidade superficial do fluido, d

diâmetro da partícula (diâmetro de Stokes), L a espessura do meio. (RODRIGUES, 2006).

Mauschistz et al. (2004), estudando a porosidade dos tecidos, verificaram que os filtros de

feltro de poliéster mais porosos (85%) apresentam maior retenção de partículas que o filtro de

menor porosidade (51%). Segundo os autores, as partículas se acomodaram mais na superfície do

filtro menos poroso, devido ao maior número de pontos fundidos encontrados por este tecido.

Além disso, estes pontos apresentaram menores forças de adesão, facilitando a remoção e

minimizando a massa retida após a limpeza.

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2.8.4 Porosidade da torta

Coury (1983) desenvolveu um método, denominado de método indireto, no qual a equação

clássica de Ergun (Equação 2.5), foi adaptada para estimar os valores de porosidade das tortas e L

passou a ser a espessura da torta que pode ser obtida pelas Equações (2.6) e (2.7).

)1.(...

−

ALtQM

(2.6)

Sendo M a massa de torta, Q a vazão mássica de pó, A é a área superficial de torta, ρ

densidade das partículas e t o tempo de filtração. Rearranjando a Equação (2.6) chega-se na

Equação (2.7):

)1.(.

ερ

−

(2.7)

Substituindo L na Equação (2.5), encontra-se a Equação (2.8) que é a Equação de Ergun

Modificada em relação ao tempo de filtração.

()

323

75,1

150

ρε

−

∆

(2.8)

A primeira parcela do segundo membro da Equação (2.8) é relativa ao componente viscoso

e a segunda parcela é relativa ao componente inercial, sendo esta última desprezível no caso de

escoamentos puramente viscosos, como nos gases. Neste caso a Equação (2.8) pode ser reduzida

para a Equação (2.9):

(

)

150

ρε

−

∆

(2.9)

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Outros métodos para determinar porosidade foram estudados por Aguiar (1995) e Cheng e

Tsai (1998). Aguiar (1995) determinou a porosidade a partir da obtenção de imagens

representativas da seção transversal de tortas de filtração de gases obtidas através de um

microscópio eletrônico de varredura (MEV) e, posteriormente, analisadas em programas de

análises de imagens, sendo este método denominado de método direto. Cheng e Tsai (1998)

determinaram a porosidade usando valores de espessura da torta medida em um equipamento a

laser e da massa de pó depositada no meio filtrante por unidade de área.

Negrini et al. (2001) estudaram a determinação da porosidade de tortas em função da

velocidade de filtração e concluíram que a porosidade média experimental diminuiu com o

aumento da velocidade superficial de filtração.

Ito (2002) estudou a porosidade das tortas para diferentes materiais particulados como a

rocha fosfática, o amido de milho e o polvilho doce. Entre os materiais orgânicos, os valores da ε

do polvilho doce foram menores do que os do amido de milho. Isso pode ter ocorrido devido às

características físicas e químicas do pó, mais precisamente o formato das partículas. O polvilho

doce possui partículas esféricas e é um material que sofreu maior compactação, aumentando o

empacotamento e com isso tendendo a menores valores de porosidades. Já o amido de milho

possui partículas com formatos irregulares e é menos coeso, pois apresentou um menor

compactação, durante a filtração.

Segundo Cheng e Tsai (1998), as partículas de formatos irregulares com pequena faixa de

distribuição granulométrica, são conduzidas ao filtro intercalando uma sobra à outra ao acaso e

de maneira irregular, aumentado à porosidade, enquanto as partículas esféricas, por terem o

mesmo formato, preenchem mais os espaços intersticiais permitindo uma menor porosidade.

2.8.5 Permeabilidade do meio filtrante

A permeabilidade é a propriedade de um meio poroso que indica a maior ou menor

facilidade à passagem do fluido através de seus poros ou vazios. Idealmente, o filtro deveria

remover o máximo de impurezas com a mínima resistência ao fluido de arraste. Isso pode ocorrer

aumentando o volume de vazios na estrutura (porosidade) ou o tamanho da passagem do fluido

(poro). Nas aplicações de filtração, baixas permeabilidades implicam em baixas taxas de

Revisão Bibliográfica

filtração, o que não é economicamente vantajoso pra o processo. No entanto, estrutura com baixa

permeabilidade pode ser requerida como prevenção à penetração de agentes indesejáveis que

deterioram o material (INNOCENTINI et al, 1999).

A permeabilidade de tecidos de filtração é bastante reduzida pelo depósito de pó residual.

Isto leva a uma pequena relação entre a permeabilidade do tecido limpo e a do tecido usado. O

objetivo ao confeccionar um filtro é mantê-lo altamente permeável, tanto limpo quanto

impregnado de pó, considerando mínima, ou nenhuma quantidade de pó (DAVIS e

BUONICORE, 1992).

Duas equações são tradicionalmente empregadas para avaliar o escoamento de fluidos em

meios porosos, sendo que ambas relacionam os valores de perda de carga com a velocidade

superficial. Estas duas equações estão apresentadas a seguir e são conhecidas como as equações

de Darcy (Equação 2.10) e de Forchheimer (Equação 2.11).

∆

(2.10)

∆

(2.11)

Sendo L a espessura do meio filtrante, µ a viscosidade do fluido e ρ a densidade. O termo

representa os efeitos viscosos, enquanto

representa os efeitos cinéticos ou inerciais.

Para os casos de escoamentos puramente viscosos, a Equação (2.10) pode ser utilizada.

Nesta equação, a constante 1/K

é conhecida como sendo o coeficiente de permeabilidade do

meio poroso. Com o aumento da velocidade de escoamento, a equação de Darcy deixa de ser

satisfatória, já que os efeitos inerciais tornam-se importantes e devem ser considerados. Nestes

casos observa-se um comportamento parabólico da perda de carga em relação à velocidade

superficial, sugerindo-se o uso da equação de Forcheimmer para caracterizar o sistema.

Innocentini et al. (1999), estudando a equação de Forchheimmer, verificou que esta

equação é amplamente aplicada para uma larga faixa de velocidades e em muitos leitos porosos.

Revisão Bibliográfica

Além de simples, é a que descreve, de um modo mais geral, os principais fatores que influenciam

a permeabilidade do meio poroso. No entanto, os referidos autores testaram a importância da

parcela não linear ou inercial, verificando a mesma poderia ou não ser desconsiderado. Para tal,

foi utilizado um parâmetro de comparação, o número de Forchheimer, Fo, que relaciona as forças

viscosas e cinéticas que contribuem para a perda de carga, apresentado pela Equação (2.12).

(2.12)

Desta forma, para Fo << 1, a Equação (2.11) pode ser reduzida a Equação (2.10), enquanto

que para Fo=1, a desconsideração do termo quadrático da equação ocasiona desvios de até 50%

do valor real da permeabilidade.

2.8 ESTUDOS EXPERIMENTAIS

A seguir serão apresentados os principais trabalhos que abrangem o estudo da remoção e

deposição das partículas em meios filtrantes de tecido.

Nóbrega e Coury (1992), empregando o método de vibração mecânica, estimaram a força

de adesão por unidade de área para 4 frações de rocha fosfática com diâmetros médios de 15 ; 7 ;

4,8 ; 1,5

µm, em aproximadamente 4,2 ; 6,9 ; 14,6 e 32,6 N/m

. Estes autores fundamentaram-se

na teoria de Rumpf relacionando a força de adesão com a tensão de ruptura e encontraram

resultados semelhantes ao da força de adesão estimada. Avaliando também a influência da

espessura da torta na taxa de remoção, encontraram que em tortas com espessuras maiores que

0,07 g/cm

, a remoção foi mais rápida e eficiente.

Rembor e Kasper (1996) estudando deposição das partículas, a perda de carga e a eficiência

de filtração em partículas de sílica e pentacarbonil, concluíram que variando o diâmetro das

partículas, as partículas de menor tamanho penetram mais intensamente no meio filtrante. Da

mesma forma, outros autores concordaram que a penetração de partículas no interior do filtro é

menos intensa quando se trabalha com partículas de maior diâmetro, sob condições experimentais

semelhantes (THOMAS et al., 2001; DAVIS E KIM, 1999; LISOWSKI et. al., 2001;

JAPUNTICH et al., 1994; WALSH, 1996).

Revisão Bibliográfica

Walsh (1996), investigando o comportamento das partículas de ácido esteárico em filtros

de fibra de vidro, afirmou que quanto maior a retenção de partículas no interior destes filtros,

antes da transição de filtração interna para filtração da torta, melhor é o desempenho em termos

de custos, uma vez que o aumento da capacidade de captação de partículas significa menor

necessidade de troca de tecido e maior vida útil.

Morris e Allen (1996), usando a técnica do pulso mecânico, determinaram a força de

adesão para as partículas de sílica com diâmetro igual a 6,2

µm, onde o valor encontrado para a

força de adesão foi de 25,4 N/m

. Eles observaram também que a força de adesão aumentou com

o aumento da massa de pó depositada por unidade de área.

Lucas (2000) estudou a influência das variáveis operacionais na remoção das tortas para os

materiais particulados de talco, de rocha fosfática e de polvilho doce para o tecido de poliéster.

Os ensaios de filtração foram realizados nas velocidades de 6, 9 e 11 cm/s. O autor concluiu que

o grau de limpeza final das tortas variou significativamente para os matérias estudados, sendo

que para o talco e polvilho foi de aproximadamente 90%, enquanto que para a rocha fosfática foi

menor que 60%. Observou-se também que para as partículas de rocha fosfática, a porosidade, a

resistência específica e a tensão de remoção da torta foram maiores que aos encontrados para o

polvilho doce, mostrando uma menor coesividade da torta deste último material.

Thomas et al. (2001), utilizando partículas de soda fluorescente e filtros de fibra de vidro,

verificaram que ocorreu um decréscimo exponencial das partículas no interior do meio filtrante,

para velocidades variando de 1 a 50 cm/s, sendo que a camada superficial reteve entre 40 a 70 %

das partículas. Verificaram também que nos ensaios com maior tempo de filtração a penetração

das partículas foi maior em relação a períodos de menor tempo de filtração, sob a mesma

concentração de pó.

Callé et al. (2001) estudaram a performance de dois meios filtrantes para limpeza de ar

industrial, utilizando as partículas de alumina para uma velocidade de 2 cm/s. Os autores

concluíram que a força de coesão também tem um papel importante para a limpeza da torta.

Quanto maior a força de coesão, maior será o tamanho de fragmentos de torta destacados.

Mauschitz et al. (2003) estudaram os efeitos do tratamento térmico na superfície e o

comportamento da limpeza para feltros de poliéster. Os ensaios de filtração foram realizados para

uma velocidade de filtração de 0,05 m/s e partículas de carbonato de cálcio com diâmetro de

0,75

µm. O processo de remoção das tortas foi realizado através do pulso de ar reverso. Os

Revisão Bibliográfica

autores concluíram que a massa residual alojada dentro do meio filtrante e a perda de carga

residual diminuíram com o aumento do tempo de tratamento térmico e com o aumento da

temperatura e da pressão de finalização na superfície do tecido. A mudança na estrutura da

superfície tecido causou um efeito de barreira para as partículas, devido ao aumento no número

de pontos fundidos nas fibras, prevenindo a penetração destas partículas dentro do meio filtrante.

Rodrigues (2004) estudou a remoção de tortas de filtração em filtros de polipropileno e de

algodão com partículas de rocha fosfática para as velocidades de filtração de 4,5; 6; 7,5 e 9 cm/s.

O autor concluiu que o tecido de polipropileno apresentou os maiores valores médios de tensão

de remoção da torta e maior percentual de torta removida em relação ao tecido de algodão. Uma

possível explicação para esta observação está no fato de que, segundo Billmeyer (1975), o

algodão é uma fibra composta por 95% de celulose, com três grupos hidroxilas na estrutura

química, tem possibilidade de formar diversas pontes de hidrogênio, que aumentam as forças de

Van der Waals entre partícula e tecido. O que não aconteceu com o polipropileno que é um

polímero formado por átomos de carbono e hidrogênio, portanto sem a possibilidade de formação

de pontes de hidrogênio.

Mauschitz et al. (2005) investigaram a deposição das partículas dióxido de titânio em

diferentes feltros de poliimide para uma velocidade de filtração de 0,05 m/s. O processo de

remoção da torta foi realizado através do pulso de ar reverso. Comparando os tecido de poliimide

sem tratamento (FM1) e poliimide com tratamento superficial (FM3), os autores concluíram que

nos períodos iniciais dos ensaios de filtração a porosidade superficial do tecido FM1 foi maior

em relação ao tecido FM3, porém, após os 100 ciclos analisados, a porosidade superficial dos

dois tecidos se aproximaram. Eles observaram também que a perda de carga residual nos

períodos iniciais da filtração foi menor para o tecido FM1 em relação ao tecido FM3. Entretanto,

após os 70 ciclos de filtração e limpeza, os dois tecidos apresentavam aproximadamente a mesma

perda de carga residual e que a massa residual depositada no interior do tecido FM1 foi superior

ao tecido FM3. Além disso, após os 100 ciclos a deposição das partículas para o tecido FM3 foi

quase desprezível, em contraste do tecido FM1 que as partículas alojadas dentro ficaram

constantes somente após os 200 ciclos. Por causa desta maior massa de partículas de dióxido de

titânio alojadas dentro do tecido FM1, estas partículas capturadas nas diferentes camadas do

tecido provocaram uma redução dos poros, aumentando a perda de carga residual do sistema.

Revisão Bibliográfica

Tieni (2005) realizou um estudo do fenômeno de limpeza de blocos utilizando o material

particulado de rocha fosfática e meio filtrante de poliéster e comprovou que a regeneração do

tecido está relacionada com a velocidade de limpeza, sendo que a massa de torta removida

aumentou conforme aumentou a velocidade de limpeza. Verificou-se também que a maior

eficiência de limpeza foi encontrada quando se aumentou a espessura da torta. A melhor

velocidade de limpeza para a remoção da torta foi de 13 cm/s e o aumento do tamanho de

pedaços removidos foi observado com o aumento na perda de carga máxima.

Tognetti (2007) realizou um estudo da influência das variáveis operacionais na formação e

remoção de tortas para tecidos de polipropileno, de poliéster e de acrílico, utilizando a rocha

fosfática como material particulado. O autor concluiu que o aumento do tamanho dos pedaços

removidos foi observado com o aumento da massa coletada, comprovando que tortas mais

espessas são mais facilmente removidas. Verificou também que o número de blocos removidos

para o tecido de acrílico é significativamente menor que o número de pedaços removidos para o

polipropileno, apesar da pequena diferença entre a área total removida. Isto mostrou que o tecido

de acrílico apresentou maiores pedaços removidos de torta em relação ao polipropileno.

Paschoal (2007) realizou um estudo da influência das variáveis operacionais na formação e

remoção das tortas apenas para o tecido de polipropileno. O autor observou que para a menor

velocidade de limpeza de 5 cm/s ocorreu a menor fração mássica removida no tecido,

apresentando uma média de 60,94% nos 10 ciclos observados. Para as velocidades de limpeza de

10 cm/s e de 15 cm/s, obteve-se, respectivamente, as médias de 75,86% e 79,14% de fração de

limpeza.

O autor estudou também diferentes valores de perda de carga máxima, 20 cmH

O e 40 cmH

e verificou-se que para o maior valor da perda de carga máxima, obteve-se os menores valores da

resistência específica da torta e os maiores valores da porosidade da torta. Isso demonstrou que

variando apenas a espessura da torta, ou seja, variações na perda de carga máxima, provocaram

mudanças na estrutura da torta de filtração. Para os maiores valores de perda de carga máxima foram

encontrados os maiores valores de área removida, o que contribuiu para a ocorrência de menores

valores de perda de carga residual.

Saleem e Krammer (2007) realizaram um estudo do efeito da velocidade de filtração e da

concentração de pó na formação de tortas, utilizando partículas de calcário e filtros de manga de

poliimide e de polifenilsulfide. Os ensaios foram realizados com velocidades de 20,5 mm/s e 34,1

mm/s e concentrações de pó 4,53 g/m

e 7,32 g/m

. Os autores concluíram que a velocidade de

Revisão Bibliográfica

filtração teve um efeito mais pronunciado quando comparado com a concentração de pó na perda

de carga, bem como nas propriedades da torta, na densidade da torta e na resistência específica.

Eles observaram que a resistência específica e a densidade da torta aumentaram com o aumento da

velocidade de filtração mantendo-se a concentração do pó constante. Além disso, a densidade da

torta também foi afetada pela concentração do pó.

Rud et al. (2007) estudaram o processo de limpeza de diferentes superfícies de tecidos não

trançados, utilizando partículas de óxido de alumínio com diâmetro de 4,40

µm e velocidade de

filtração de 0,05 m/s. O processo de remoção da torta foi realizado através do pulso de ar reverso.

Os autores concluíram que meios filtrantes com menor porosidade superficial e menor volume de

poros equivalentes obtiveram menor massa de pó residual no tecido, alojando um menor número de

partículas no interior dos meios filtrantes, em 100 ciclos analisados.

Face ao exposto é pertinente o estudo da deposição de partículas em diferentes meios

filtrantes, visto que a grande presença de partículas se torna à operação de filtração prejudicial,

aumentando os valores da perda de carga residual do processo.

Materiais e Métodos

3. MATERIAIS E MÉTODOS

Neste capítulo encontram-se descritos os principais componentes do aparato utilizado para

a execução do trabalho experimental. Esta descrição envolve o funcionamento do equipamento de

filtração, a coleta dos dados e a caracterização dos materiais particulados e dos meios filtrantes

utilizados nos experimentos. Serão mostrados todos os procedimentos adotados no processo de

filtração e limpeza, realização das microfotografias no microscópio eletrônico de varredura e no

microscópio óptico e as análises das imagens no programa Image-Pró Plus 3.0, para a

determinação do diâmetro médio, do número de partículas e da profundidade de deposição das

partículas.

Os ensaios de filtração foram realizados no Departamento de Engenharia Química na

Universidade Federal de São Carlos.

3.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS PULVERULENTOS

Os materiais pulverulentos utilizados nos ensaios de filtração foram o concentrado fosfático

de Patos de Minas (MG), fornecido pela FÓSFERTIL S.A e também o polvilho doce, da marca

Yoki. As Figuras 3.1 (a) e (b) apresentam as fotografias dos materiais particulados obtidas

através da microscopia eletrônica de varredura (MEV).

A densidade das partículas foi determinada por picnometria a Hélio, através do

equipamento AccyPyc 1330 da Micromeritics, sendo o valor da massa específica obtido pela

média de três análises. O diâmetro médio volumétrico de partículas foi determinado pelo

equipamento Malvern Mastersizer Microplus, que foi realizada a média de cinco medidas. O

diâmetro aerodinâmico das amostras foi determinado através do equipamento designado

Aerodinamic Particle Sizer (APS) 3320, da TSI, pelo valor médio de duas análises. O diâmetro

de Stokes foi determinado no Departamento de Matérias - UFSCar, no equipamento CAPA 700-

Particle Sizer Distribution Analiser – HORIBA, pela média de três análises.

Os resultados da caracterização destes materiais particulados foram realizados por

Rodrigues (2006) e estão apresentados na Tabela 3.1. As distribuições granulométricas dos

materiais particulados foram obtidas e estão apresentadas no Anexo D.

Materiais e Métodos

(a)

(b)

Figura 3.1: Fotografia dos materiais particulados: a) rocha fosfática (aumento de 5000 vezes) e b) polvilho

doce (aumento de 3500 vezes), gerados no MEV.

Tabela 3.1: Caracterização do material particulado (RODRIGUES, 2006).

Material

Caracterização

Rocha fina Polvilho doce

Massa Específica (10

-3

Kg/m

) 2,79 1,48

Diâmetro Médio Volumétrico (µm) 4,55 14,0

Diâmetro de Stokes (µm) 3,71 8,67

Diâmetro Aerodinâmico (µm) 4,13 9,68

Esfericidade 0,73 0,94

3.2 CARACTERIZAÇÃO DOS MEIOS FILTRANTES

Os meios filtrantes utilizados neste trabalho foram fornecidos pela empresa Gino Cacciari.

Os resultados de caracterização destes meios filtrantes estão apresentados na Tabela 3.2.

Materiais e Métodos

Tabela 3.2: Características dos meios filtrantes.

Meio Filtrante

Polipropileno

(PP)

Acrílico

(AC)

Poliéster Tratado

(PT)

Poliéster não

tratado (PNT)

*Especificação 3008PP 7002AC 1016P 1016P

*Contextura Feltro agulhado Feltro agulhado Feltro agulhado Feltro agulhado

*Gramatura

(g/cm

)

600 550 550 550

*Tratamento

Superficial

Calandrado/

Chamuscado

Calandrado/

Chamuscado

Calandrado/

Chamuscado

nenhum

*Espessura

nominal

2,5-2,8 2,2 1,9 Não fornecido

*Diâmetro

nominal de fibras

(µm)

21,0 21,0 21,0 21,0

**Porosidade de

Ergun

0,78 0,83 0,82 0,87

**Porosidade

Superficial

0,72 0,77 0,81 0,88

**Densidade de

Empacotamento

0,28 0,23 0,19 0,12

**Permeabilidade

Meio Filtrante

)

2,20.10

-8

5,50.10

-8

5,90.10

-8

9,40. 10

-8

Dados fornecidos: * pelo fabricante ** Obtidos por Rodrigues, 2006.

Estes tecidos disponibilizados pelo fabricante tiveram os tratamentos de calandragem e

chamuscagem em uma face. Os meios filtrantes estudados foram cortados em seções circulares

de 18 cm de diâmetro, resultando em uma área filtrante igual a 254 cm

A Figura 3.2 apresenta a superfície dos tecidos de polipropileno, de acrílico, de poliéster e

de poliéster não tratado geradas no MEV com uma ampliação de 50 vezes.

Materiais e Métodos

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 3.2: Fotos da superfície dos tecidos: a) Polipropileno, b) Acrílico, c) Poliéster tratado e d) Poliéster

não tratado, geradas no MEV com aumento de 50 vezes.

Analisando a Figura 3.2 nota-se que o tecido de polipropileno (a) apresenta uma estrutura

superficial mais fechada que os demais tecidos, devido ao número de pontos quentes (hot spots),

resultantes dos processos de calandragem e chamuscagem. Esta característica ocorre porque as

fibras da superfície são fundidas pelo calor do tratamento, resultando em pontos mais fechados na

superfície do tecido.

3.3 EQUIPAMENTO DE FILTRAÇÃO E COLETA DE DADOS

O sistema utilizado para a filtração e limpeza consistia em uma caixa de filtração, um

alimentador de pó, um soprador, um sistema de aquisição de dados e um suprimento de ar

comprimido. Este sistema encontra-se montado no Departamento de Engenharia Química da

Universidade Federal de São Carlos e está apresentado na Figura 3.3.

Materiais e Métodos

Sistema de aquisição de dados

Caixa de

alimentação e

desumidificação

Placa de

orifício

Suporte do

filtro

comprimido

Colunas de

desumidificação

Sistema de filtração

Caixa de

filtração

Figura 3.3: Esquema geral do equipamento de filtração e limpeza.

O controle da umidade do ar comprimido utilizado nos ensaios de filtração era feito pela

passagem deste, através de dois desumidificadores contendo sílica gel antes de entrar no sistema.

Este processo mantinha a umidade do ar entre 8 à 15%.

Para o controle da rotação do soprador foi instalado um transdutor que garantia uma

velocidade de filtração constante durante os experimentos tanto para filtração quanto para a

realização da remoção da torta.

3.3.1 Alimentação do pó

O alimentador de pó consistia de um prato giratório de aço inoxidável com um sulco

semicircular e sobre ele fixou-se um cone de alumínio onde o pó era alimentado. Para que o pó

pudesse deslocar com facilidade, sem ficar retido no cone, colocou-se um sistema de vibração na

parede externa do alimentador de pó, de tal forma que este ficasse vibrando à medida que o pó se

deslocasse. Devido ao movimento de rotação e a presença de niveladores, o pó era forçado a

preencher o sulco semicircular localizado sobre o prato. Na Figura 3.4 está apresentado o sistema

de alimentação do pó.

Materiais e Métodos

Figura 3.4: Esquema do alimentador de pó.

A velocidade de rotação do alimentador era ajustada através de um controlador e expresso

em porcentagem (%) da velocidade máxima. Antes de cada experimento era realizada uma

calibração de forma a garantir uma rotação de 0,68 rpm do prato, ou seja, que o prato

completasse uma volta a cada 1 minuto e 47 segundos.

Para a sucção do pó foi colocado um sugador do tipo venturi (uma trompa de vácuo), que

era alimentado com ar comprimido. A tomada de baixa pressão era conectada ao sulco do prato

por um tubo de alumínio, que injetava o pó permanentemente na corrente gasosa à medida que o

prato girava. Esse prato era conectado a um variador de velocidade que permitia utilizar

diferentes taxas de alimentação de pó. Todo esse conjunto foi isolado em uma caixa de acrílico

bem vedada, de modo que a umidade da corrente gasosa fosse controlada e mantida abaixo de

15%.

3.3.2 Sistema de filtração

O sistema de filtração, mostrado na Figura 3.5, constituía-se de uma caixa de filtração, que

era composta por dois cilindros de PVC que possuíam tampas cônicas uma superior, ligado ao

alimentador de pó através de uma mangueira de 2 polegadas, e outra inferior, conectada ao

soprador. Entre os dois cilindros era instalada uma moldura de aço inoxidável, para sustentação

do meio filtrante.

Materiais e Métodos

Figura 3.5: Esquema da caixa de filtração.

Acima e abaixo do filtro foi conectado um sensor de pressão para a determinação da perda

de carga do filtro. Assim, a placa de aquisição de dados armazenava os valores da perda de carga

e o tempo de filtração durante todo o processo.

Este módulo era móvel permitindo que a caixa de filtração fosse mantida na posição

vertical durante o processo de filtração e na posição horizontal para o modo de limpeza. As

Figuras 3.6 (a) e (b) ilustram melhor estes posicionamentos.

(a)

(b)

Figura 3.6: Posicionamento da caixa de filtração: a) processo de filtração e b) processo limpeza.

Materiais e Métodos

3.3.3 Sistema de aquisição de dados

O sistema de aquisição de dados era constituído por um microcomputador 486 DX2,

provido de uma placa de aquisição de dados para computadores compatíveis com o padrão IBM-

PC, que permitia a leitura de 16 sinais de sensores externos e controle de dois atuadores e 24

linhas de entrada-saída digitais (tipo liga-desliga). Todo o experimento era controlado através do

software Visual Basic 3.0, que realizava os registros das variáveis de interesse no processo.

As velocidades do ar durante a filtração e a limpeza eram mantidas constantes, em um valor

previamente estipulado através do programa com o auxílio de um controlador. Durante a

operação de filtração ocorre um aumento contínuo da perda de carga, que tende a diminuir a

vazão de ar, para evitar isto, o controlador operava de forma a aumentar a rotação e manter a

velocidade constante. Este controle era feito por uma placa de aquisição de dados e por uma placa

de orifício calibrada colocada na linha entre os dois medidores de pressão que eram ligados ao

micromanômetros digitais.

Para os registros das variáveis, a perda de carga era instrumentada por um sensor de

pressão e lida pela placa de aquisição de dados, sendo registrada juntamente com o tempo e a

velocidade.

3.3.4 Calibração da placa de orifício

Para calibrar a placa de orifício foi utilizado uma outra placa de orifício com equação

conhecida (placa padrão). Esta placa é um dispositivo extremamente simples, constituído de uma

placa plana, com um orifício central. Ela é inserida perpendicularmente à direção do escoamento

e o fluido passa através do orifício.

As medidas de queda de pressão foram obtidas utilizando-se dois manômetros digitais, um

foi conectado na placa padrão de 5 mm de diâmetro e o outro na placa de orifício a ser calibrada

de 8 mm de diâmetro. Com a equação fornecida pelo medidor padrão, pode-se ajustar uma curva

de vazão na placa de orifício uma para filtração e a outra para limpeza em função da queda

pressão através das Equações (3.1) e (3.2) (GONÇALVES, 1999).

Q = 555,88 (

∆h)

0,455

(Filtração)

(3.1)

Materiais e Métodos

Q = 445,12 (∆h)

0,398

(Limpeza)

(3.2)

sendo Q a vazão volumétrica em cm

/s e ∆h diferença de altura em cm.

Observa-se que ocorreu uma pequena diferença entre as Equações (3.1) e (3.2). Como a

calibração foi realizada nos dois sentidos da placa de orifício (uma na filtração e outra para

limpeza), as imperfeições no orifício podem ter provocado esta pequena diferença nas curvas.

3.4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.4.1 Ensaios Gerais

Para a realização dos ensaios de filtração foi estabelecida uma velocidade de filtração de

0,10 m/s e foram coletados dados de perda de carga em função do tempo para dez ciclos de

filtração e limpeza. A remoção da torta foi realizada através do fluxo de ar reverso com a velocidade

de limpeza de 0,12 m/s, durante um período de dois minutos, através da inversão do sentido do ar.

O aumento da perda de carga estabelecida em cada ciclo foi de 980 Pa. Este valor foi

estipulado no experimento por ser usualmente aplicado na indústria.

A pesagem do filtro limpo foi realizada por meio de uma balança Marte Modelo AM5500

de dois dígitos. Após cada filtração o conjunto torta-filtro era novamente pesado para obter a

massa de pó depositada. Considerando-se que a alimentação do sistema era constante, obtinha-se

o valor da carga mássica aplicada no filtro.

Na operação de limpeza, a posição da caixa de filtração era fixada na posição horizontal e a

tampa de PVC superior era removida. Através do software, alterava-se o programa para o modo

“limpeza” e estabelecia-se a velocidade de limpeza desejada. A massa de pó removida nesta

operação era coletada e pesada, assim como a massa do filtro após a limpeza. Este procedimento

foi repetido para cada ciclo.

Antes da realização da análise em microscopia eletrônica, o tecido obtido após a limpeza

foi tratado através do procedimento desenvolvido por AGUIAR (1995) constituído pelas etapas

de pré-endurecimento, embutimento, seccionamento, esmerilhamento e polimento. Estas etapas

estão apresentadas no Anexo A.

Materiais e Métodos

As partes analisadas foram retiradas preferencialmente das mesmas regiões do filtro, sendo

cada amostra cortada em quadrados de cerca de 1 cm

3.4.2 Obtenção das fotografias no Microscópio Eletrônico de Varredura

As imagens foram geradas em um microscópio eletrônico de varredura (MEV), modelo

WDX-3PC, obtidas no Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais (CCDM) e no

microscópio óptico (MO), modelo OLYMPUS Bx60, obtidas no Laboratório de Controle

Ambiental do Departamento de Engenharia Química (DEQ).

Os estudos da profundidade de deposição das partículas no interior do meio filtrante foram

realizados em duas amostras do tecido, escolhendo-se aleatoriamente um total de 10 perfis

transversais do filtro para cada ciclo realizado. Estes perfis foram fotografados, tirando-se dez

fotografias seqüenciais do comprimento de cada coluna, desde a superfície torta-ar até

aproximadamente 1mm de profundidade. A ampliação para estas imagens foi de 2000 vezes para

o MEV e 200 vezes para o MO. Adotou-se esta profundidade limite, porque a partir desta

profundidade não se observava mais nenhuma partícula. A Figura 3.7 apresenta uma ilustração de

uma seção transversal do tecido com aproximadamente 500 µm de profundidade.

Figura 3.7: Ilustração da seção transversal do tecido desde da

superfície torta-ar até aproximadamente 500µm de profundidade,

com aumento de 2000 vezes, geradas no MEV.

3.4.3 Análise de Imagens

Posteriormente, as fotografias geradas no MEV e no MO foram processadas no analisador

de imagem Image-Pro Plus 3.0, no qual foi possível determinar o diâmetro médio, a profundidade

de deposição e o número médio de partículas em cada seção transversal analisada.

Materiais e Métodos

Para a realização destas medidas foi utilizado um recurso de binarização, no qual a imagem

passava por um processo de transformação em dois níveis de cor: o preto e o branco. Este

processo permitiu verificar a distribuição granulométrica das partículas no interior do meio

filtrante, em que as partículas de pó apareciam brancas e as resinas como regiões pretas. A Figura

3.8 apresenta as partículas no meio filtrante original e sua binarização realizada pelo software.

Figura 3.8: Microfotografia das partículas no meio filtrante a) original e b) binarizada com um aumento

de 2000 vezes, geradas no MEV.

Desta forma foi possível obter os dados da profundidade de deposição, o número de

partículas e o diâmetro médio das partículas depositadas no interior dos meios filtrantes.

3.5 CÁLCULO DA PERDA DE CARGA RESIDUAL TEÓRICO

Para estimar os valores da perda de carga residual no meio filtrante foi utilizada a Equação

clássica de Ergun (1952) dado pela Equação (2.5):

()

(

)

323

.75,1

.150

−

∆

(2.5)

Sendo L a espessura do meio poroso,

µ viscosidade do gás, V

velocidade superficial do gás, ρ

densidade do gás

ε porosidade do meio filtrante, d

diâmetro do coletor. Os dos valores utilizados

nos cálculos estão apresentados a seguir:

Materiais e Métodos

L=0,0025 m ρ

=1,1876 kg/m

= 21µm

µ=1,835.10

-5

N.s/m

=0,1 m/s

Dessa forma as imagens geradas no MEV foram levadas para um analisador de imagens

Image-Pró Plus 3.0, em que se conseguiu determinar o volume de partículas depositadas em cada

região do tecido. Assim a partir destes resultados utilizou uma planilha do excel para efetuar os

cálculos da porosidade do meio filtrante e da perda de carga residual teórico em cada faixa de

profundidade analisada.

3.6 PLANEJAMENTO DE EXPERIMENTO FATORIAL

Muitos experimentos envolvem o estudo dos efeitos de duas ou mais variáveis durante um

processo. Geralmente, planejamentos fatoriais são muito eficientes para este tipo de

experimento.Um planejamento fatorial é realizado quando todas as combinações possíveis dos

fatores são investigadas num processo.

Os experimentos foram realizados segundo um planejamento estatístico fatorial de três

níveis. As variáveis investigadas no processo foram: a velocidade superficial de filtração (V

) e o

tempo de filtração (t

) com o intuito de avaliar os efeitos destas variáveis na profundidade de

deposição das partículas. A Tabela 3.3 apresenta os níveis utilizados neste planejamento fatorial.

Tabela 3.3: Valores utilizados no planejamento fatorial.

Variáveis

-1 0 +1

(m/s) 0,05 0,10 0,15

(s) 400 800 1200

Na Tabela 3.4 está apresentado um planejamento experimental 3

, com todas as possíveis

combinações entre as variáveis estudadas.

Materiais e Métodos

Tabela 3.4: Matriz com os valores utilizados no planejamento experimental.

Ensaios V

(m/s) t

(s)

1 0,05 400

2 0,05 800

3 0,05 1200

4 0,10 400

5 0,10 800

6 0,10 1200

7 0,15 400

8 0,15 800

9 0,15 1200

Após a realização do planejamento fatorial utilizou-se a matriz com os valores fornecidos

na Tabela 3.4 para iniciar os ensaios de filtração e encontrar os resultados de profundidade de

deposição das partículas de rocha fosfática no poliéster tratado.

Resultados e Discussões

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Neste capítulo serão apresentados os resultados obtidos para a profundidade de deposição

das partículas em diferentes meios filtrantes e diferentes tipos de materiais particulados e

também, os efeitos das variáveis operacionais na profundidade de deposição das partículas

através de um planejamento fatorial.

A primeira etapa deste estudo teve como objetivo estudar os comportamentos da

profundidade de deposição das partículas de rocha fosfática e a quantificação das mesmas para

três diferentes tipos de tecidos: o acrílico, o poliéster tratado e o polipropileno. Logo em seguida

foi realizado o mesmo estudo para os meios filtrantes de poliéster tratado e poliéster não tratado

utilizando como material particulado o polvilho doce. E por fim comparou-se o resultado

variando-se o tipo de material particulado: a rocha fosfática e o polvilho doce, no tecido de

poliéster tratado.

Na segunda etapa deste trabalho foi realizado um planejamento experimental fatorial a três

níveis, 3

, utilizando apenas o tecido de poliéster tratado e o material particulado de rocha

fosfática, para avaliar os efeitos proporcionados pelas variáveis independentes, velocidade de

filtração (V

) e tempo de filtração (t), nos resultados da profundidade de deposição das partículas.

4.1 ENSAIOS DE FILTRAÇÃO

Com o intuito de avaliar melhor o comportamento das operações de filtração e regeneração

do filtro, construiu-se curvas de perda de carga (Pa) em função da massa acumulada por unidade

de área (kg/m

), para 10 ciclos de filtração e limpeza, realizados em diferentes tipos de tecidos e

de materiais particulados. Estes comportamentos podem ser visualizados para as partículas, de

rocha fosfática e de polvilho doce nas Figuras 4.1 e 4.2, respectivamente.

Resultados e Discussões

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20

200

400

600

800

1000

Perda de carga (Pa)

Massa acumulada (Kg/m

)

Acrílico

Polipropileno

Poliéster tratado

024

200

400

600

800

1000

Perda de carga (Pa)

Massa acumulada (Kg/m

)

Poliéster tratado

Poliéster não tratado

Figura 4.1: Evolução da perda de carga utilizando

como material particulado à rocha fosfática.

Figura 4.2: Evolução da perda de carga utilizando

como material particulado o polvilho doce.

A análise da Figura 4.1 mostra que, no início dos primeiros ciclos, para todos os tecidos,

houve uma maior coleta de massa em relação aos demais ciclos, uma vez que no interior destes

tecidos havia uma maior quantidade de espaços entre as fibras para acomodação destas partículas.

Sendo assim, o comportamento da filtração interna é facilmente observado. No caso do

polipropileno, nota-se que esta primeira fase é menos pronunciada em relação ao acrílico e ao

poliéster tratado. Isto mostra que os menores valores da permeabilidade ao ar (2,2 10

-8

) e da

porosidade superficial (0,72) do tecido de polipropileno, resultaram em uma baixa penetração das

partículas no interior do meio filtrante, ocasionando os menores períodos de filtração sendo

necessário uma maior freqüência de limpeza.

De acordo com Tognetti (2007), os meios filtrantes de acrílico e de poliéster apresentaram

um período de filtração interna consideravelmente maior que o obtido para o meio filtrante de

polipropileno. Este comportamento foi atribuído às diferentes características dos meios filtrantes,

como porosidade e permeabilidade, observando-se que quanto maior a permeabilidade ao ar mais

significativa era a filtração interna.

Comportamentos similares foram observados por Osório (2006), que comparou dois meios

filtrantes de celulose, chegando à mesma conclusão em relação à permeabilidade dos meios

filtrantes e o período de filtração interna.

Este fato também foi observado nos trabalhos de Graef et al. (1995) e de Walsh (1996), que

concluíram que a colmatação do tecido ocorre mais rapidamente para filtros mais densamente

Resultados e Discussões

empacotados, já que há um menor volume disponível entre as fibras para a deposição das

partículas.

Analisando a Figura 4.2, pode-se observar que a ausência de tratamento na superfície do

tecido permitiu que um maior número de partículas fossem coletadas e acomodadas no interior do

meio filtrante, ou até mesmo atravessassem o tecido, proporcionando um aumento na perda de

carga residual, diminuindo a eficiência de coleta e a vida útil do material.

Com a utilização de diferentes materiais particulados, observa-se que as filtrações

realizadas com o polvilho doce coletaram maior massa em relação à rocha fosfática, resultando

em tortas significativamente mais espessas. Isto sugere que a acomodação das partículas quase

esféricas do polvilho doce favoreceu a passagem do ar, conferindo uma menor perda de carga

durante os ensaios de filtração.

4.2 ESTUDO DA DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS DE ROCHA FOSFÁTICA NO

TECIDO DE ACRÍLICO

As imagens das partículas remanescentes na torta de filtração e no interior do meio

filtrante, após a operação de limpeza podem ser visualizadas na Figura 4.3. Estas imagens foram

obtidas em um microscópio eletrônico de varredura (MEV), mostrando a seção transversal do

tecido de acrílico com as partículas depositadas em seu interior.

Interface

torta-ar

500 µm

Partículas

Fibras

Interface

torta-ar

500 µm

Partículas

Fibras

Interface

torta-ar

500 µm

Partículas

Fibras

Ciclo 1 Ciclo 5 Ciclo 10

Figura 4.3: Seção transversal do filtro de acrílico e rocha fosfática em diferentes ciclos (aproximadamente

500 µm da superfície do tecido com o aumento de 2000 vezes).

Resultados e Discussões

A Figura 4.3 mostra que ocorreu uma grande quantidade de partículas remanescentes no

tecido de acrílico, sendo a maior concentração visualizada na interface torta-ar.

A fim de verificar melhor o comportamento da distribuição granulométrica das partículas

de rocha fosfática no tecido de acrílico, construíram-se curvas do diâmetro médio em função do

adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras. Para a realização das curvas

escolheram-se 10 perfis transversais do filtro e realizou-se a média do diâmetro das partículas,

para cada faixa de profundidade estudada, sendo estes resultados apresentados na Figura 4.4.

0 1020304050

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 5

Ciclo 10

Acrílico e rocha

Diâmetro médio das partículas (µm)

Profundidade de deposição/diâmetro das fibras

Figura 4.4: Comportamento do diâmetro médio das partículas de rocha fosfática no tecido de acrílico em

relação ao adimensional da

profundidade de deposição/diâmetro das fibras.

Nota-se na Figura 4.4 que, o diâmetro médio das partículas encontradas no meio filtrante

foi maior na superfície torta-ar, havendo uma tendência de diminuir com o aumento do

adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras. Em relação ao número de ciclos

não se conseguiu observar tendência clara do diâmetro médio das partículas aumentar ou

diminuir com os ciclos.

Com o objetivo de analisar a quantificação das partículas depositadas no interior do meio

filtrante, construíram-se curvas do número médio de partículas em função do adimensional da

profundidade de deposição/diâmetro das fibras. A obtenção das curvas também ocorreu a partir

da escolha de 10 perfis transversais do filtro, realizando uma média do número de partículas

Resultados e Discussões

depositadas no tecido, para cada faixa de profundidade estudada, sendo estes resultados

apresentados na Figura 4.5.

0 1020304050

100

200

300

400

500

600

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 5

Ciclo 10

Acrílico e rocha

Número médio de partículas

Profundidade de deposição/ diâmetro das fibras

Figura 4.5: Comportamento do número médio de partículas de rocha fosfática no tecido de acrílico em

relação ao adimensional da

profundidade de deposição/diâmetro das fibras.

Na Figura 4.5 observa-se que a maior concentração de partículas foi encontrada nas

camadas superficiais do tecido variando entre 42 a 65%, com uma diminuição exponencial do

número de partículas com o aumento do adimensional da profundidade de deposição/diâmetro

das fibras, independentemente do número de ciclos. Verifica-se também que os resultados

obtidos para o número de partículas apresentaram um alinhamento dos pontos praticamente na

mesma curva.

A Tabela 4.1 apresenta os valores da profundidade média de deposição das partículas no

tecido de acrílico. Como para cada ciclo foram analisados 10 perfis transversais do filtro, obteve-

se uma média destes resultados.

Tabela 4.1: Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática no tecido de acrílico.

CICLO

PROFUNDIDADE MÉDIA

DE DEPOSIÇÃO (µm)

DESVIO PADRÃO

1 615,7 161,79

2 700,0 184,44

3 643,9 169,38

5 588,6 205,24

10 588,5 161,59

Resultados e Discussões

Através da Tabela 4.1, pode-se observar que, a profundidade média de deposição das

partículas no tecido de acrílico apresentou valores variando entre 588,5 µm a 700 µm. Estes altos

valores encontrados para profundidade de deposição mostram que as diferentes características

estruturais do tecido, como os maiores valores da permeabilidade (5,9 10

-8

)

e da porosidade

superficial (0,77), permitiram que ocorressem um grande acúmulo de partículas e uma das

maiores profundidade de deposição das partículas de rocha fosfática no meio filtrante de acrílico.

4.3 ESTUDO DA DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS DE ROCHA FOSFÁTICA NO

TECIDO DE POLIPROPILENO

As imagens das partículas remanescentes na torta de filtração e no interior do meio

filtrante, após a operação de limpeza apresentadas na Figura 4.6. Estas imagens foram obtidas no

(MEV), mostrando a seção transversal do tecido de polipropileno com as partículas depositadas

em seu interior.

Interface

torta-ar

500 µm

Partículas

Fibras

Inter

ace

torta-ar

500 µm

Partículas

Fibras

Interface

torta-ar

500 µm

Partículas

Fibras

Ciclo 1 Ciclo 5 Ciclo 10

Figura 4.6: Seção transversal do filtro de polipropileno e rocha fosfática em diferentes ciclos

(aproximadamente 500 µm da superfície do tecido com um aumento de 2000 vezes).

Observa-se na Figura 4.6 que há uma menor quantidade de partículas no interior do filtro

em relação ao tecido de acrílico como visto na Figura 4.3. Este comportamento indica que pelo

fato do tecido de polipropileno apresentar uma filtração mais superficial em relação ao acrílico, a

rápida formação da torta de filtração e grande acúmulo de partículas na superfície do tecido

Resultados e Discussões

facilitaram o processo de limpeza, evidenciando uma menor quantidade de partículas contidas no

interior deste tecido.

Para a verificação do comportamento da distribuição granulométrica das partículas de

rocha fosfática, contidas no tecido de polipropileno, construíram-se curvas do diâmetro médio em

função do adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras e estes resultados

estão apresentados na Figura 4.7.

5 101520253035

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 5

Ciclo 10

Polipropileno e rocha

Diâmetro médio das partículas (µm)

Profundidade de deposição/ diâmetro das fibras

Figura 4.7: Comportamento do diâmetro médio das partículas de rocha fosfática no tecido de

polipropileno em relação ao adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras.

Analisando a Figura 4.7, pode-se observar que as partículas de maior diâmetro ficaram

contidas na superfície do tecido, enquanto as de menor diâmetro adentraram mais profundamente

no interior do tecido, comportamento muito semelhante ao encontrado no acrílico. Em relação ao

número de ciclos não se conseguiu observar tendência clara do diâmetro médio das partículas

aumentar ou diminuir com os ciclos.

Para avaliar a quantidade de partículas depositadas no interior do meio filtrante,

construíram-se curvas do número médio de partículas de rocha fosfática em função do

adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras e estes resultados estão

apresentados na Figura 4.8.

Resultados e Discussões

5 101520253035

100

200

300

400

500

600

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 5

Ciclo 10

Polipropileno e rocha

Número médio das partículas

Profundidade de deposição/diâmetro das fibras

Figura 4.8: Comportamento do número médio de partículas de rocha fosfática no tecido de polipropileno

em relação ao adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras.

Na Figura 4.8 verifica-se que o número de partículas encontradas no interior deste tecido

foi inferior em relação ao tecido de acrílico como visto na Figura 5. Isto mostra que, a menor

abertura superficial entre as fibras do tecido de polipropileno, ocasionou uma barreira para a

penetração das partículas no interior deste meio filtrante. Nota-se que a maior concentração das

partículas foi localizada na superfície do tecido variando entre 61 a 70%, diminuindo

exponencialmente com o aumento do adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das

fibras, independente do número de ciclos. Verificou-se também que os resultados obtidos para o

número de partículas, apresentaram um alinhamento dos pontos praticamente na mesma curva,

como já visto para o tecido de acrílico. Em relação ao ciclo não conseguiu verificar-se nenhuma

tendência da quantidade das partículas aumentar ou diminuir com os ciclos.

A Tabela 4.2 apresenta os valores da profundidade média de deposição das partículas de

rocha fosfática no interior do tecido de polipropileno. Como para cada ciclo foram analisados 10

perfis transversais do filtro, obteve-se uma média aritmética destes resultados.

Resultados e Discussões

Tabela 4.2: Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática

no tecido de polipropileno.

CICLO

PROFUNDIDADE MÉDIA

DE DEPOSIÇÃO (µm)

DESVIO PADRÃO

1 377,8 82,79

2 352,6 74,26

3 365,2 75,22

5 359,1 153,87

10 409,2 174,29

A análise da Tabela 4.2 mostra que, a profundidade média de deposição das partículas

variou entre 352,6 µm a 409,2 µm. Esta baixa profundidade de deposição das partículas mostra

que as diferentes características estruturais do tecido, como a menor permeabilidade (2,2 10

-8

)

e a menor porosidade superficial (0,72), impediram que as partículas penetrassem mais

intensamente no interior do meio filtrante, ficando estas retidas na superfície do tecido.

4.4 ESTUDO DA DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS DE ROCHA FOSFÁTICA NO

TECIDO DE POLIÉSTER TRATADO

Neste item serão apresentados os resultados da profundidade de deposição das partículas de

rocha fosfática e também a quantificação dos mesmos encontrados no tecido de poliéster tratado.

As imagens das partículas remanescentes da torta de filtração e no interior do meio filtrante

de poliéster tratado, após a operação de limpeza estão apresentadas na Figura 4.9. Estas

fotografias foram geradas no MEV, mostrando a seção transversal do tecido de poliéster tratado

com as partículas de rocha fosfática depositadas no interior desse meio filtrante.

Resultados e Discussões

Interface

torta-ar

500 µm

Partículas

Fibras

Interface

torta-ar

500 µm

Partículas

Fibras

Interface

torta-ar

500 µm

Partículas

Fibras

Ciclo 1 Ciclo 5 Ciclo 10

Figura 4.9: Seção transversal do filtro de poliéster tratado e rocha fosfática em diferentes ciclos

(aproximadamente 500 µm da superfície do tecido com um aumento de 2000 vezes).

Analisando a Figura 4.9 observa-se que a quantidade de partículas remanescentes no tecido

foi superior ao tecido de polipropileno como visto na Figura 4.6. Isto indica que a maior abertura

entre as fibras do tecido proporcionou um maior período de filtração interna e uma maior

deposição das partículas em relação ao tecido de polipropileno.

A fim de verificar melhor o comportamento da distribuição granulométrica das partículas

de rocha fosfática no tecido de poliéster tratado, construíram-se curvas do diâmetro médio em

função do adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras e os resultados estão

apresentados na Figura 4.10.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 5

Ciclo 10

Poliéster tratado e rocha

Diâmetro médio das partículas (µm)

Profundidade de deposição/diâmetro das fibras

Figura 4.10: Comportamento do diâmetro médio das partículas de rocha fosfática no tecido de poliéster

tratado em relação ao adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras.

Resultados e Discussões

Nota-se na Figura 4.10 que o diâmetro médio das partículas encontrados na superfície foi

maior aos encontrados no interior do meio filtrante, comportamentos muito próximos ao do

acrílico e do polipropileno vistos nas Figuras 4.4 e 4.7, respectivamente. Em relação ao número

de ciclos não conseguiu observar tendência clara do diâmetro médio das partículas aumentar ou

diminuir com os ciclos.

A fim de verificar a quantificação das partículas encontradas no interior do meio filtrante,

construíram-se curvas do número médio das partículas de rocha fosfática no tecido de poliéster

tratado em função do adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras, para cada

faixa do tecido analisado, ilustradas na Figura 4.11.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

100

200

300

400

500

600

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 5

Ciclo 10

Poliéster tratado e rocha

Número médio de partículas

Profundidade de deposição/diâmetro das fibras

Figura 4.11: Comportamento do número médio de partículas de rocha fosfática no tecido de poliéster

tratado em relação ao adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras.

Verificou-se na Figura 4.11 que, como para os demais tecidos, o maior número de

partículas concentrou-se na superfície do tecido, que variou entre 43 a 58%, tendendo a diminuir

exponencialmente com o aumento do adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das

fibras. Observou-se também que este tecido obteve a menor quantidade de partículas contidas na

superfície entre os tecidos estudados e que os resultados obtidos para o número de partículas,

apresentaram um alinhamento dos pontos praticamente na mesma curva, como visto para os

outros dois tecidos. Em relação ao efeito do número de ciclos de filtração não se conseguiu

verificar tendência clara do aumento ou diminuição da quantidade de partículas com os ciclos.

Resultados e Discussões

Os resultados da profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática no

tecido de polipropileno estão apresentados na Tabela 4.3. Como para cada ciclo foram analisados

10 perfis transversais do filtro realizou-se uma média aritmética da profundidade de deposição

das partículas para cada ciclo analisado.

Tabela 4.3: Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática

no tecido de poliéster tratado.

CICLO

PROFUNDIDADE MÉDIA

DE DEPOSIÇÃO (µm)

DESVIO PADRÃO

1 565,2 92,64

2 517,2 161,94

3 523,3 56,17

5 510,1 113,70

10 544,9 62,61

Analisando a Tabela 4.3 nota-se que, a profundidade média de deposição das partículas no

tecido de poliéster tratado variou entre 510,1 µm a 565,2 µm. Estes altos valores encontrados para

profundidade de deposição mostraram que as características estruturais semelhantes ao do

acrílico, como os maiores valores da permeabilidade (5,9.10

-8

)

e da porosidade superficial

(0,76), permitiram um grande acúmulo de partículas e uma das maiores profundidade de

deposição das partículas de rocha fosfática neste meio filtrante.

4.5 COMPARAÇÕES DA DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS DE ROCHA FOSFÁTICA

ENTRE OS DIFERENTES MEIOS FILTRANTES

A Figura 4.12 apresenta os resultados da profundidade média de deposição das partículas

encontradas para os tecidos de polipropileno, de poliéster tratado e de acrílico com o material

particulado de rocha fosfática em função do número de ciclos.

Resultados e Discussões

0246810

350

400

450

500

550

600

650

700

Poliéster tratado

Polipropileno

Acrílico

Rocha fosfática

Profundidade média de deposição (µm)

Número de ciclos

Figura 4.12: Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática

para diferentes tipos de tecidos.

Através da análise da Figura 4.12, pôde-se constatar que o tecido de acrílico apresentou

uma maior profundidade média de deposição das partículas em relação aos demais tecidos

estudados. Isto indica que a maior permeabilidade ao ar (5,50.10

-8

) e a maior porosidade

superficial (0,77) do tecido, resultaram em maiores períodos de filtração interna, o que provocou

a maior profundidade de deposição entre os tecidos. Já em relação ao polipropileno, este tecido

apresentou uma baixa penetração das partículas no interior do meio filtrante. Isto provavelmente

se deve ao fato da sua menor abertura entre as fibras e a menor permeabilidade ao ar (P=2,20.10

-8

), o que impede que as partículas penetrassem e alojassem mais intensamente no tecido,

caracterizando um tecido de filtração superficial.

No caso do poliéster tratado, este tecido apresentou uma profundidade média de deposição

das partículas intermediária entre os meios filtrantes estudados. Apesar das propriedades muito

semelhantes ao do acrílico como visto na Tabela 3.2, a profundidade de deposição das partículas

para este tecido foi menor. Isto mostra que a maior intensidade no tratamento superficial do

tecido (chamuscagem/calandragem) conferiu uma estrutura mais fechada que o acrílico

interferindo no processo de deposição das partículas no interior do tecido.

Quanto à distribuição granulométrica das partículas no interior do meio filtrante verificou-

se que, para os três tecidos estudados com a rocha fosfática, as partículas de maior diâmetro

concentraram-se na superfície do tecido, havendo uma tendência de diminuição com o aumento

do adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras. Em relação ao número de

Resultados e Discussões

ciclos, não foi possível observar nenhuma tendência clara sobre o diâmetro médio das partículas

aumentar ou diminuir com o número de ciclos.

Desempenho muito semelhante foi encontrado por Rembor e Kasper (1996) que

concluíram, a partir de seus experimentos, que variando o diâmetro das partículas, as partículas

de menores diâmetros penetraram mais intensamente no interior do meio filtrante, em

concordância com os resultados apresentados neste trabalho. Outros autores observaram o mesmo

comportamento, em que a penetração de partículas no interior foi menos intensa quando se

trabalhou com partículas de maiores diâmetros, sob condições experimentais semelhantes

(THOMAS et al., 2001, DAVIS E KIM, 1999, LISOWSKI et. al., 2001, JAPUNTICH, et al,

1994, WALSH, 1996).

Entretanto, Martins (2001) concluiu que o diâmetro médio das partículas que se infiltraram

no tecido foi maior que as que foram encontradas na superfície do tecido, diferentes aos

encontrado neste trabalho. O autor justificou que as maiores partículas que infiltraram no tecido

foram de difícil remoção na operação de limpeza, o que levou a média dos diâmetros a aumentar

com aumento da profundidade.

Em relação ao número de partículas no interior do tecido, observou-se um comportamento

semelhante para os três tecidos estudados, em que a maior concentração das partículas foi

encontrada na superfície torta-ar, havendo uma tendência de diminuição exponencial com o

adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras, em concordância com o trabalho

realizado por Thomas et al. (2001).

Constatou-se também que o tecido de polipropileno obteve o maior número de partículas

remanescentes em sua superfície, variando entre 61 a 70% das partículas, seguido pelo acrílico

com 42 a 65% das partículas e pelo poliéster tratado com 43 a 58% das partículas. Estudos

realizados por Tognetti (2007) mostraram que o tecido de acrílico apresentou a maior área de

torta removida, com tamanhos de pedaços de tortas superiores aos do tecido de polipropileno.

Isto pode indicar que maiores forças de coesão e de adesão das partículas proporcionaram

maiores áreas de tortas removidas, como pôde ser observado nos trabalhos de Callé et.al. (2001) e

de Rodrigues (2004).

A fim de verificar qual a influência da profundidade de deposição das partículas de rocha

fosfática nos tecidos estudados na perda de carga residual, construiu-se uma curva da perda de

carga residual em função do número de ciclos, apresentada na Figura 4.13.

Resultados e Discussões

0246810

100

150

200

250

300

350

Acrílico

Polipropileno

Poliéster tratado

Perda de carga residual (Pa)

Número de ciclos

Figura 4.13: Perda de carga residual em cada ciclo de filtração para a rocha fosfática.

Nota-se que apenas a profundidade de deposição das partículas não seria suficiente para

determinar um bom filtro. Analisando a Figura 4.13, verificou-se que, apesar do tecido de

polipropileno apresentar a menor profundidade de deposição, como visto anteriormente, este

tecido produziu o maior valor da perda de carga residual entre os tecidos estudados. Isto indica

que além das tortas remanescentes no tecido, a perda de carga residual teve uma forte influência

com as partículas depositadas internamente no tecido e com as características estruturais do meio

filtrante.

Logo, as partículas capturadas entre as fibras mais fechadas do tecido de polipropileno

provocaram uma maior obstrução dos poros e uma maior resistência à passagem de ar,

contribuindo para o aumento da perda de carga residual em relação aos demais tecidos.

Comportamentos similares foram verificados por Mauschitz et al. (2005), sendo que nos períodos

iniciais da filtração, o tecido FM3, com tratamento superficial, apresentou uma maior perda de

carga residual em relação ao tecido FM1, nas condições originais. Porém, após os 100 ciclos de

filtração, o tecido FM1 foi o que apresentou a maior perda de carga residual. Isto explica que a

grande quantidade partículas alojadas dentro do tecido FM1 reduziu o volume de poros presentes

no meio filtrante, criando uma barreira à passagem do ar, resultando em maiores valores na perda

de carga residual do sistema.

Portanto, pode sugerir que as filtrações realizadas nestas condições experimentais

apresentaram melhores resultados utilizando o tecido de poliéster tratado. Apesar deste tecido

Resultados e Discussões

proporcionar um dos maiores valores de profundidade média de deposição das partículas, foi o

que apresentou a menor perda de carga residual entre os tecidos estudados. Isto mostra que, a

maior profundidade de deposição nos períodos iniciais da filtração, não implicou nos

entupimentos dos poros, mas numa distribuição mais homogênea das partículas no interior do

meio filtrante. Isto garantiu ao tecido uma maior permeabilidade ao ar e uma menor resistência

ao escoamento, o que resultou em menores perdas de cargas residuais, maiores períodos de

filtração, tortas menos resistentes e uma maior eficiência de coleta de partículas, tornando este

tecido vantajoso, econômico e com maior tempo de vida útil.

4.6 DETERMINAÇÃO DA PERDA DE CARGA RESIDUAL TEÓRICA

Com o objetivo de avaliar os efeitos das partículas no desempenho dos filtros,

determinaram-se através de um método semi-empírico, os valores da perda de carga residual

encontrados para os meios filtrantes de poliéster tratado, polipropileno e acrílico, utilizando as

partículas de rocha fosfática depositadas em cada um dos tecidos. Na realização destes cálculos

utilizou-se o procedimento descrito na seção 3.5, que exigiu a obtenção dos volumes de partículas

ocupados no meio filtrante obtidos através de um analisador de imagens no laboratório de

controle ambiental da UFSCar. Com estes resultados determinou-se a porosidade do meio

filtrante com a presença das partículas e, posteriormente, com a utilização da Equação de Ergun,

obtiveram-se os valores teóricos da perda de carga residual após os processos de regeneração do

tecido. Os resultados da perda de carga residual teórico e experimental estão apresentados na

Tabela 4.4

Tabela 4.4: Resultados da perda de carga residual teórico e experimental.

Perda de carga residual

Teórico (Pa)

Perda de carga residual

Experimental (Pa)

Acrílico Polipropileno Poliéster

Tratado

Acrílico Polipropileno Poliéster

Tratado

Ciclo 1 211 365 232 212 325 190

Ciclo 2 219 378 236 228 331 201

Ciclo 3 223 387 240 229 346 217

Ciclo 5 226 392 251 234 378 217

Ciclo 10 236 396 254 313 453 296

Resultados e Discussões

A partir dos resultados da Tabela 4.4, construiu-se a Figura 4.14, que compara as perdas de

cargas teórica e experimental, em relação ao número de ciclos.

0246810

200

250

300

350

400

450

acr-teórico

pp-teórico

pt-teórico

acr-exp

pp-exp

pt-exp

Perda de carga residual (Pa)

Número de ciclos

Figura 4.14: Comparativos da perda de carga residual experimental e teórica.

Analisando a Figura 4.14 observa-se que no decorrer dos ciclos de filtração ocorre um

aumento da perda de carga residual experimental e teórico sem a tendência de estabilização. Isto

evidência que as partículas depositadas no interior do tecido podem estar obstruindo os poros dos

tecidos e formando também tortas mais resistentes com aumento dos ciclos, contribuindo para o

aumento da perda de carga residual. Mauschitz et al. (2007), realizando 3000 ciclos de filtração,

confirmaram esta expectativa do aumento da perda de carga residual com o aumento no número

de ciclos, sendo que as partículas depositadas no interior do tecido prejudicaram o desempenho

do meio filtrante.

Para uma melhor visualização dos resultados das perdas de carga residuais experimentais e

teóricas, construiram-se as Figuras 4.15, 4.16 e 4.17, para os tecidos de acrílico, de polipropileno

e de poliéster tratado, respectivamente.

Resultados e Discussões

200 220 240 260 280 300 320

200

220

240

260

280

300

320

Perda de carga residual teórico (Pa)

Perda de carga residual experimental (Pa)

15%

-15%

Acrílico

Figura 4.15: Eficiência teórica e experimental para o tecido de acrílico.

320 340 360 380 400 420 440 460

320

340

360

380

400

420

440

460

Perda de carga residual teórica (Pa)

Perda de carga residual experimental (Pa)

15%

-15%

Polipropileno

Figura 4.16: Eficiência teórica e experimental para o tecido de polipropileno.

Resultados e Discussões

180 200 220 240 260 280 300

180

200

220

240

260

280

300

Perda de carga residual teórico (Pa)

Perda de carga residual experimental (Pa)

15%

-15%

Poliéster tratado

Figura 4.17: Eficiência teórica e experimental para o tecido de poliéster tratado.

Observa-se na Figura 4.15 que, para o tecido de acrílico, os valores da perda de carga

residual teórico subestimaram os valores experimentais e o último ponto obteve desvios maiores

que 15%. Já na Figura 4.16, para o tecido de polipropileno, os valores teóricos superestimaram os

valores experimentais, exceto para o último ponto, em que o valor foi subestimado, ficando todos

dentro dos desvios de 15%. E por fim, na Figura 4.17 os valores teóricos superestimaram os

valores experimentais, exceto o último ponto, sendo que alguns valores apresentaram desvios

maiores que 15%. Estes desvios podem estar provavelmente relacionados a erros experimentais

na coleta de dados, na obtenção do volume das partículas ocupados no tecido, nos valores

encontrados para porosidade do meio filtrante com a presença de partículas, da correlação

utilizada para o cálculo que foi desenvolvido para diferentes condições experimentais, entre

outros fatores.

Logo, um grande aumento das partículas depositadas no interior do meio filtrante com o

aumento do número de ciclos provocou um aumento na perda de carga residual. Sendo assim, um

tratamento adequado na superfície do tecido, evitaria uma deposição excessiva de partículas no

interior do tecido diminuindo a perda de carga residual, tornando a operação economicamente

vantajosa, com ciclos de filtração mais longos.

Nos próximos itens serão apresentados os estudos realizados com as partículas de polvilho

doce nos tecidos de poliéster tratado e poliéster sem tratamento.

Resultados e Discussões

4.7 ESTUDO DA DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS DE POLVILHO DOCE NO

TECIDO DE POLIÉSTER TRATADO

Os experimentos com poliéster tratado também foram realizados utilizando o polvilho doce

como material particulado, possibilitando uma avaliação mais ampla do efeito da forma da

partícula sobre a filtração e a remoção da torta. As imagens das partículas remanescentes na torta

de filtração e no interior do meio filtrante, após a operação de limpeza do tecido estão

apresentadas na Figura 4.18. Estas fotografias foram geradas no microscópio óptico (MO),

mostrando a seção transversal do tecido de poliéster tratado com as partículas de polvilho doce

depositadas no interior desse meio filtrante.

Para o polvilho doce, nota-se que não foram encontradas as variações do diâmetro médio

das partículas com a profundidade de deposição e com o número de ciclos, devido ao fato deste

material apresentar praticamente partículas monodispersas em sua distribuição granulométrica.

Interface

torta-ar

1500 µm

Partículas

Fibras

Interface

torta-ar

1500

Partículas

Fibras

Interface

torta-ar

1500 µm

Partículas

Fibras

Ciclo 1 Ciclo 5 Ciclo 10

Figura 4.18: Seção transversal do filtro de poliéster tratado e polvilho doce em diferentes ciclos

(aproximadamente 1500 µm da superfície do tecido com um aumento de 200 vezes).

Pode-se notar na Figura 4.18 que as partículas ficaram retidas próximas à superfície do

tecido. Isto mostra que o tratamento superficial (chamuscagem/calandragem) impediu que uma

maior quantidade de partículas penetrassem intensamente no interior do filtro.

Resultados e Discussões

Com o objetivo de avaliar a quantidade de partículas de polvilho doce alojadas no tecido de

poliéster tratado, construíram-se curvas do número médio de partículas em função do número

adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras, para cada faixa do tecido

analisado, apresentadas na Figura 4.19.

0 20 40 60 80 100 120 140

100

150

200

250

300

350

400

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 5

Ciclo 10

Poliéster tratado e polvilho

Número médio de partículas

Profundidade de deposição/diâmetro das fibras

Figura 4.19: Comportamento do número médio de partículas de polvilho doce no tecido de poliéster

tratado em relação ao adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras.

Verifica-se na Figura 4.19 que o maior número de partículas foi encontrado na superfície

torta-ar, que variou entre 49 a 85 %, havendo uma diminuição exponencial de partículas com o

aumento do adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras. Observou-se

também que os resultados obtidos para o número de partículas, apresentaram um alinhamento dos

pontos em uma mesma curva, como já verificado com a rocha fosfática. Em relação ao número

de ciclos não se observou tendência da quantidade de partículas aumentar ou diminuir com os

ciclos.

Os resultados da profundidade média de deposição das partículas de polvilho doce no

tecido de poliéster tratado estão apresentados na Tabela 4.5. Como foram analisados 10 perfis

transversais do filtro, realizou-se uma média da profundidade de deposição das partículas para

cada ciclo analisado.

Resultados e Discussões

Tabela 4.5: Profundidade média de deposição das partículas de polvilho doce

no tecido de poliéster tratado.

CICLO

PROFUNDIDADE MÉDIA DE

DEPOSIÇÃO (µm)

DESVIO PADRÃO

1 1448,9 374,19

2 1983,4 436,45

3 1315,9 534,23

5 1411,1 303,83

10 1814,2 483,22

Observa-se na Tabela 4.5 que a profundidade média de deposição das partículas variou

entre 1315,9 µm a 1983,4 µm. Isto mostra que as diferentes características atribuídas no

tratamento superficial do tecido de poliéster tratado, como a menor permeabilidade ao ar

(5,90.10

-8

) e menor porosidade superficial (0,76), foram de grande importância na estrutura

das fibras, evitando que uma grande quantidade de partículas de polvilho doce penetrassem e

alojassem no interior deste tecido em comparação ao tecido de poliéster sem tratamento.

4.8 ESTUDO DA DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS DE POLVILHO DOCE PARA O

TECIDO DE POLIÉSTER NÃO TRATADO

Com a intenção de comparar o efeito do tratamento superficial sobre o tecido, realizaram-se

ensaios de filtração para o tecido de poliéster não tratado utilizando o polvilho doce.

As imagens das partículas remanescentes na torta e no interior do meio filtrante, após a

operação de limpeza estão apresentadas na Figura 4.20. Estas fotografias foram geradas no MO,

mostrando a seção transversal deste tecido de poliéster não tratado com as partículas de polvilho

doce depositadas no interior em seu interior.

Resultados e Discussões

Figura 4.20: Seção transversal do filtro de poliéster não tratado e polvilho doce em diferentes ciclos

(aproximadamente 1500 µm da superfície do tecido com um aumento de 200 vezes).

Como pode ser visto na Figura 4.20, este tecido apresentou uma maior quantidade de

partículas retidas no interior do meio filtrante em relação ao poliéster tratado como visto na

Figura 4.18. Isto mostra que, o não tratamento da superfície ocasionou um maior período de

filtração interna, facilitando que as partículas penetrassem mais intensamente no interior do

tecido.

Com o objetivo de verificar o comportamento da quantidade de partículas retidas no meio

filtrante, construíram-se curvas do número médio de partículas em função do número

adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras, para cada faixa do tecido

analisado, apresentado na Figura 4.21.

0 20406080100120140160180200

100

200

300

400

500

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 5

Ciclo 10

Poliéster não tratado e

polvilho

Número médio de partículas

Profundidade de deposição/diâmetro das fibras

Figura 4.21: Comportamento do número médio de partículas de polvilho doce no tecido de poliéster não

tratado em relação ao adimensional da profundidade de deposição/diâmetro das fibras.

Interface

torta-ar

1500 µm

Partículas

Fibras

Interface

torta-ar

1500 µm

Partículas

Fibras

Interface

torta-ar

1500 µm

Partículas

Fibras

Ciclo 1 Ciclo 5 Ciclo 10

Resultados e Discussões

Analisando a Figura 4.21, pode-se observar que o número médio de partículas na superfície

do tecido variou entre 17 a 39 %, diminuindo com o adimensional da profundidade de

deposição/diâmetro das fibras. Nota-se que este tecido apresentou um maior acúmulo de

partículas no interior deste meio filtrante em relação ao tecido de poliéster tratado. Isto mostra

que a maior permeabilidade ao ar (9,40. 10

-8

) e o maior espaçamento entre as fibras,

proporcionaram um maior período de filtração interna e um maior acúmulo de partículas no

interior do meio filtrante. Verificou-se também que os resultados obtidos para o número de

partículas, não apresentaram um alinhamento dos pontos em uma mesma curva, e sim uma

dispersão destes pontos, em relação ao poliéster tratado, indicando que há uma maior quantidade

de partículas acumuladas no interior do tecido. Já em relação ao número de ciclos não se

observou nenhuma tendência da quantidade de partículas aumentar ou diminuir com os ciclos.

Os resultados da profundidade média de deposição das partículas de polvilho doce no

tecido de poliéster não tratado estão apresentados na Tabela 4.6. Como para cada ciclo foram

analisados 10 perfis transversais do filtro realizou-se uma média da profundidade de deposição

das partículas para cada ciclo analisado.

Tabela 4.6: Profundidade média de deposição das partículas do polvilho doce

no tecido de poliéster não tratado.

CICLO PROFUNDIDADE MÉDIA DE

DEPOSIÇÃO (µm)

DESVIO PADRÃO

1 2565,7 786,83

2 2394,4 382,98

3 2042,2 391,94

5 2496,3 635,48

10 3126,4 293,66

Na Tabela 4.6 verificou-se que, em alguns casos, do tecido de poliéster não tratado, a

penetração das partículas ocorreu até a última camada, com um número considerável de

partículas, o que pode indicar que houve um possível atravessamento destas partículas através do

Resultados e Discussões

filtro, evidenciando uma baixa eficiência de captura deste tecido. Isto mostra que o não

tratamento da superfície do tecido permitiu que as partículas de polvilho doce penetrassem mais

intensamente no interior do tecido, provocando um maior acúmulo de partículas e uma maior

profundidade média de deposição como foi observado através dos resultados obtidos.

Na próxima seção serão apresentadas as comparações da profundidade de deposição das

partículas nos tecidos de poliéster tratado e sem tratamento com o polvilho doce e também a

influência destes resultados na perda de carga residual do processo.

4.9 COMPARAÇÃO DA DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS DE POLVILHO DOCE

NOS TECIDOS DE POLIÉSTER TRATADO E POLIÉSTER SEM TRATAMENTO

Através destes experimentos desejou-se analisar a influência do tratamento do filtro na

profundidade de deposição das partículas no interior do meio filtrante. A Figura 4.22 apresenta as

comparações dos resultados obtidos da profundidade média das partículas em função do número

de ciclos para o poliéster tratado e poliéster não tratado.

0246810

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

Profundidade média de deposição (µm)

Número de ciclos

poliéster tratado

poliéster sem tratamento

Figura 4.22: Profundidade média de deposição de partículas de polvilho doce

nos tecidos de poliéster tratado e sem tratamento.

Resultados e Discussões

Fazendo a análise da Figura 4.22 observa-se que no tecido sem tratamento a profundidade

de penetração foi maior em relação ao tecido tratado. Isto leva a conclusão que a ausência do

tratamento permite que as partículas penetrem mais intensamente no interior do meio filtrante,

ocasionando um maior período de filtração interna, menores eficiências de remoção destas

partículas e menores tempo de vida útil do meio filtrante. Verificou-se também que em alguns

casos do tecido de poliéster sem tratamento que a penetração das partículas de polvilho foi tão

elevada que se pode considerar que houve uma penetração total através do tecido.

Tratando-se do número de partículas, observou-se, para o tecido de poliéster tratado, que o

maior número de partículas ficou concentrado na superfície do tecido, que variando entre 49 a

85%, havendo uma tendência de diminuir com o aumento do adimensional da profundidade de

deposição/diâmetro das fibras, como visto na Figura 4.19. Já em relação ao tecido sem tratamento

a proporção de retenção de partículas na superfície foi bem menor em relação ao poliéster tratado

variando entre 17 a 39%, como visto na Figura 4.21. Observou-se também que o poliéster sem

tratamento apresentou um maior número de partículas no interior do meio filtrante em relação ao

poliéster tratado. Isto mostra que o tratamento da superfície impediu que as partículas penetrem

intensamente no meio filtrante, sendo elas capturadas principalmente na superfície do tecido.

Com o objetivo de verificar a influência da profundidade de deposição das partículas de

polvilho doce nos tecidos estudados na perda de carga residual, construiu-se uma curva da perda

de carga residual em função do número de ciclos que está apresentado pela Figura 4.23.

0246810

100

200

300

400

500

600

700

800

Perda de Carga Residual (Pa)

Número de Ciclos

Poliéster Tratado

Poliéster Não Tratado

Figura 4.23: Perda de carga residual em cada ciclo de filtração para o polvilho doce.

Resultados e Discussões

A partir da análise da Figura 4.23, observa-se que o tecido de poliéster sem tratamento

atingiu valores superiores de perda de carga residual em relação ao tecido de poliéster tratado a

partir do terceiro ciclo. Isto mostra que, o grande acúmulo e a maior profundidade de deposição

das partículas adquiridas pelo tecido sem tratamento, causaram uma obstrução dos poros e uma

grande resistência à passagem do ar, aumentando a perda de carga residual do sistema. Sabe-se

que estas partículas depositadas no interior destas fibras são de difícil remoção. Estes valores

elevados da perda de carga residual prejudicam o tempo de vida útil do tecido, já que o mesmo

deve ser substituído para que a queda de pressão esteja dentro dos limites práticos de operação.

Comportamentos similares foram encontrados por Mauschitz et al. (2005), mostrando que o

não tratamento na superfície do tecido permitiu que uma grande quantidade de partículas fosse

depositada no interior do meio filtrante. Esta deposição proporcionou uma grande redução da

porosidade superficial nas diversas profundidades do tecido, aumentando a resistência à

passagem do ar e conseqüentemente ocorre um aumento da perda de carga residual.

Dessa forma, pode-se concluir que o tratamento superficial do tecido é de fundamental

importância, pois não permite que as partículas penetrem intensamente no tecido, realizando uma

rápida formação da torta de filtração e grande acúmulo de partículas na superfície do tecido

facilitando o processo de limpeza. Isto resultou ao tecido, menores valores de perda de carga

residual e menor acúmulo de partículas, sendo o poliéster tratado o mais indicado para a

realização dos ensaios com o polvilho.

4.10 COMPARAÇÃO ENTRE A DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS DE ROCHA

FOSFÁTICA E POLVILHO DOCE NO TECIDO DE POLÍESTER TRATADO

Com intuito de avaliar os efeitos do tipo de material particulado sobre a profundidade de

deposição foram realizados um estudo com as partículas de rocha fosfática e o polvilho doce no

tecido de poliéster tratado. Os resultados da profundidade de deposição estão apresentados na

Figura 4.24.

Resultados e Discussões

0246810

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

rocha fosfática

polvilho doce

Profundidade média de deposição (µm)

Número de ciclos

Figura 4.24: Profundidade média de deposição das partículas de rocha fosfática e polvilho doce

no tecido de poliéster tratado.

Verifica-se na Figura 4.24 que a profundidade de deposição das partículas de polvilho doce

foi superior aos encontrados para a rocha fosfática, no tecido de poliéster tratado. Isto se deve ao

fato das partículas de polvilho doce apresentarem um formato quase esférico, permitindo que

ocorresse uma melhor acomodação destas no conjunto torta-tecido, tornando-se os períodos de

filtração interna maiores, o que mostra a grande importância da característica do material

particulado.

Em relação à quantidade de partículas depositadas no tecido, observou um maior número

de partículas de rocha fosfática em relação às partículas de polvilho doce para cada camada

analisada no tecido, como visto nas Figuras 4.11 e 4.21 respectivamente. Estudo realizado por

Lucas (2000) mostrou que as tortas formadas pelo polvilho doce propiciaram uma remoção de

aproximadamente 90%, enquanto as tortas com a rocha fosfática, a remoção da torta atingiu

apenas 60%. O autor verificou que a maior espessura da torta formada pelo polvilho doce,

permitiu uma remoção mais rápida e eficiente do tecido.

Estes maiores destacamentos das tortas de filtração podem estar relacionados com as

diferenças na forças de adesão e coesão das partículas. Estudos realizados por Felicetti et al.

(2006) observaram que o material orgânico (polvilho doce) apresentou maiores valores de força

de adesão em relação ao material inorgânico (rocha fosfática), tanto para o substrato de aço

inoxidável quanto para o vidro. Ito (2002) observou que as partículas de polvilho doce

Resultados e Discussões

apresentaram menores porosidades de torta em relação às partículas de rocha fosfática, indicando

que as tortas formadas com o polvilho doce podem estar mais coesas. Estas maiores forças de

adesão e coesão permitiram que as partículas depositadas na superfície-tecido fossem destacadas

em maiores blocos, reduzindo o número de partículas de polvilho doce na superfície do tecido.

A fim de verificar qual a influência da profundidade de deposição das partículas de rocha

fosfática nos tecidos estudados na perda de carga residual, construiu-se uma curva da perda de

carga residual em função do número de ciclos, apresentada na Figura 4.25.

0246810

100

150

200

250

300

Rocha fosfática

Polvilho doce

Perda de carga residual (Pa)

Número de ciclos

Figura 4.25: Perda de carga residual em cada ciclo de filtração para o tecido de poliéster tratado.

Analisando a Figura 4.25, observa-se que apesar do polvilho apresentar uma maior

profundidade de deposição das partículas em relação à rocha fosfática, a perda de carga residual

foi somente um pouco superior ao encontrado para a rocha fosfática. Isto indica que a menor

quantidade de partículas no interior do meio filtrante, a distribuição granulométrica mais estreita

e formato quase esférico, levaram a uma melhor acomodação das partículas no tecido de tal

forma a não obstruir os espaços inter-partículas, proporcionando uma menor resistência à

passagem do ar e tortas menos resistentes.

Portanto pode-se concluir que não apenas as características dos meios filtrantes interferem

nos processos de formação e remoção de tortas, mas também os diferentes tipos de materiais

particulados empregados.

Resultados e Discussões

4.11 ESTUDO DO EFEITO DAS VARIÁVEIS OPERACIONAIS NA PROFUNDIDADE

DE DEPOSIÇÃO DAS PARTÍCULAS NO TECIDO DE POLIÉSTER TRATADO

Para analisar a influência das variáveis operacionais sobre a profundidade de deposição,

realizaram-se ensaios de filtração para diferentes velocidades de filtração e tempos de filtração, obtida

através do planejamento de experimentos, sem a operação de limpeza. Os comportamentos destes

ensaios de filtração para os tempos de 400 s, 800 s e 1200 s estão apresentados, respectivamente,

nas Figuras 4.26 a 4.28.

0 100 200 300 400

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

V=5 cm/s

V=10 cm/s

V=15 cm/s

Perda de carga (Pa)

Tempo (s)

0 200 400 600 800

2000

4000

6000

8000

10000

12000

V=5 cm/s

V=10 cm/s

V=15 cm/s

Perda de carga (Pa)

Tempo (s)

Figura 4.26: Comportamento da curva de filtração

para tempo 400 s.

Figura 4.27: Comportamento da curva de filtração

para tempo 800s.

0 200 400 600 800 1000 1200

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

V=5 cm/s

V=10 cm/s

V=15 cm/s

Perda de carga (Pa)

Tempo (s)

Figura 4.28: Comportamento da curva de filtração

para tempo de 1200 s.

Resultados e Discussões

A análise das curvas de filtração das Figuras 4.26; 4.27 e 4.28 mostram que o aumento da

velocidade de filtração superficial provoca um aumento da perda de carga do sistema. Nota-se

também que à medida que ocorre um aumento da velocidade de filtração, a curva de filtração

torna-se mais convexa nos períodos iniciais da filtração, indicando que pode estar ocorrendo um

maior período de filtração interna no tecido e um aumento na penetração das partículas no

interior do meio filtrante. Este acúmulo de material no tecido pode estar ocasionando um

aumento na resistência à passagem do ar, proporcionando um aumento da perda de carga residual

do sistema.

Os resultados da profundidade média de deposição das partículas, utilizando um

planejamento fatorial 3

, com a investigação das variáveis: velocidade de filtração e tempo de

filtração estão apresentadas na Tabela 4.7.

Tabela 4.7: Matriz com os valores dos ensaios de filtração com

os resultados da profundidade de deposição das partículas.

Ensaios V

(m/s) t (s)

Profundidade média

de deposição (µm)

Desvio Padrão

1 0,05 400 129 25,82

2 0,05 800 174 43,97

3 0,05 1200 219 32,16

4 0,10 400 262 36,46

5 0,10 800 320 33,57

6 0,10 1200 430 31,74

7 0,15 400 500 50,36

8 0,15 800 604 109,81

9 0,15 1200 786 111,18

As estimativas dos efeitos das variáveis operacionais investigadas na operação estão

apresentadas na Tabela 4.8, sendo estes valores considerados estatisticamente significativos ao

nível de significância de 5 %.

Resultados e Discussões

Tabela 4.8: Estimativa dos efeitos das variáveis para a profundidade média de deposição.

Efeito

Erro

padrão

t(3) p-valor

Lim.Conf.

-95%

Lim.Conf.

+95%

Média

380,44 4,940 77,000 0,000005 364,720 396,168

(1) V

(m/s) (L

)

456,00 12,102 37,678 0,000041 417,484 494,515

(m/s) (Q**)

-64,66 10,481 -6,169 0,008571 -98,022 -31,311

(2) t

(s) (L*)

181,33 12,102 14,983 0,000645 142,818 219,848

(s) (Q**)

-21,66 10,481 -2,067 0,130588 -55,022 11,688

(1L*) x (2L*)

98,00 14,822 6,611 0,007045 50,828 145,171

* termo linear ** termo quadrático

A partir da análise da Tabela 4.8 nota-se que as variáveis significativas encontradas para a

profundidade de deposição das partículas, foram os termos lineares para a V

e t

(p< 0,05), o

termo quadrático da V

(p<0,05) e a interação entre a V

(L) e o t

(L)(p<0,05).

As estimativas dos efeitos destas variáveis operacionais podem ser visualizadas também

através do diagrama de Pareto representada através da Figura 4.29.

-2,06723

-6,16988

6,611612

14,9832

37,67834

p=,05

Efeitos estimados (Valores absolutos)

(Q)

L x

(L)

Figura 4.29: Diagrama de Pareto.

Resultados e Discussões

Através da análise da Figura 4.29, pode-se observar que, ambas as variáveis foram

significativos na profundidade de deposição, sendo que a velocidade de filtração apresentou um

maior efeito entre as variáveis estudadas.

Os valores dos coeficientes de regressão para a profundidade média de deposição das

partículas foram determinados em nível de significância de 5%, e estão apresentados na Tabela

4.9.

Tabela 4.9: Coeficiente de regressão para a profundidade média de deposição das partículas.

Coeficiente

regressão

Erro

padrão

t(3) p-valor

Lim.Conf.

-95%

Lim.Conf.

+95%

Média

322,8889 11,04797 29,22609 0,000088 287,7293 358,0485

(1) Vf (m/s) (L)

228,0000 6,05122 37,67834 0,000041 208,7423 247,2577

Vf (m/s) (Q)

64,6667 10,48102 6,16988 0,008571 31,3114 98,0220

(2) t

(s) (L)

90,6667 6,05122 14,98320 0,000645 71,4090 109,9244

(s) (Q)

21,6667 10,48102 2,06723 0,130588 -11,6886 55,0220

(1L) x (2L)

49,0000 7,41120 6,61161 0,007045 25,4142 72,5858

O exame dos resíduos é fundamental, para que se possa avaliar a qualidade do ajuste de

qualquer modelo. Em primeiro lugar, os resíduos devem ser pequenos. Se um determinado

modelo deixa resíduo considerável, ele é um modelo ruim. No modelo ideal, todas as previsões

coincidiriam exatamente com as respostas observadas, e não haveria resíduo nenhum. O método

mais usado para se avaliar numericamente à qualidade do ajuste de um modelo é a análise de

variância. Para estes resultados construiu-se uma tabela para a análise de variância (ANOVA)

que está apresentada na Tabela 4.10.

Para avaliar se a equação de regressão é estatisticamente significativa, é possível

demonstrar através do cálculo da distribuição F. O cálculo para o valor de F

Cal

é realizado através

da razão entre as médias quadráticas MQ

Regressão

(média dos quadrados da regressão) e MQ

resíduo

(média dos quadrados do resíduo), bastando compará-lo com o valor tabelado de F

Tab

(gl

α),

Resultados e Discussões

sendo gl

: graus de liberdade da regressão, gl

: graus de liberdade dos resíduos e α: nível de

significância desejado.

Se verificar que F

Cal

> F

Tab

(gl

α), tem-se então evidência estatística suficiente para nos

fazer acreditar na existência de uma relação entre as variáveis. Uma regra prática que se pode

empregar é considerar a regressão como útil para fins de previsão se o valor de F

Cal

, for pelo

menos, cerca de dez vezes o valor do ponto da distribuição F com o número apropriado de graus

de liberdade, no nível de confiança escolhido (NETO et.al., 2002).

Tabela 4.10: Análise de variância para a profundidade média de deposição.

Fonte de

variação

Soma de

quadrados

Graus de

liberdade

Quadrado

médio

Cal

Regressão

380133,2 5 194868,6

Resíduo

659,1 3 219,7

Total

380792,2 8

886,98

A Tabela 4.10 mostra, através do teste F, que o valor encontrado para F

Cal

= 886,98 foi

muito superior ao valor encontrado para o F

Tab

(5;3;0,05)= 9,01, sendo o modelo encontrado

altamente significativo e adequado para descrever os resultados através da superfície de resposta.

A partir destes resultados obtidos foi possível obter um modelo de 2ª ordem para as variáveis

analisadas e verificar a validade do modelo ajustado para a profundidade de deposição,

apresentada através da Equação 4.1, com o coeficiente de determinação de 99,82%. Esses

resultados indicam uma boa concordância entre os valores experimentais e previstos pelo

modelo, nas condições experimentais estudadas, sendo visualizada através da Figura 4.30.

fffff

tVVtVP ..49.67,64.67,90.22889,322

++++=

(4.1)

Resultados e Discussões

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Profundidade de deposição observada (

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Profundidade de deposição prevista ( µm)

Figura 4.30: Valores experimentais versus valores previstos pelo modelo

para a profundidade média de deposição.

Com objetivo de visualizar melhor o efeito das variáveis do processo na profundidade de

deposição, construiu-se a superfície de resposta e a curva de contorno, visualizada através da

Figura 4.31.

(a) (b)

Figura 4.31: (a) Superfície de resposta e (b) curva de contorno para a profundidade média de deposição

das partículas em função da velocidade de filtração e do tempo de filtração.

Nota-se na Figura 4.31, da superfície de resposta, que a profundidade de deposição das

partículas foi mais sensível às variações apresentadas na velocidade de filtração. À medida que

Resultados e Discussões

ocorreu um aumento na velocidade e no tempo de filtração ocorreu um aumento na profundidade

de deposição, sendo a velocidade de filtração o parâmetro que apresentou um maior efeito

significativo na variável resposta desejada. Observou-se que para baixas velocidades de filtração

o tempo de filtração não obteve nenhuma influência na profundidade de deposição, sendo

necessário maiores valores de velocidades para começar a observar a influência da variável

tempo.

Comportamentos similares foram observados por Martins (2001) em que a profundidade de

deposição no interior do tecido foi maior para as maiores velocidades de filtração, mostrando que

esta variável foi influente na profundidade de deposição. Já Thomas et al. (2001), realizando

estudos de deposição de partículas para diferentes tempos de filtração, de 10 min e 25 min,

observaram que a profundidade de deposição das partículas para o tempo de filtração de 10 min

foi um pouco inferior ao encontrado para o tempo de 25 min. Isto indica que a partir da existência

da torta, a penetração através do tecido tende-se a se tornar constante, o que levou o tempo de

filtração a ter pouca influência na profundidade de deposição.

Portanto, quando se deseja obter menores níveis da profundidade de deposição das

partículas, sugere-se a utilização de baixas velocidades de filtração e menores tempos de

filtração, sabendo-se que as partículas depositadas no interior destas fibras são de difícil remoção

e provocam uma redução nos poros presentes no meio, aumentando a perda de carga residual

como já visto anteriormente. Estes elevados valores de perda de carga residual prejudicam o

tempo de vida útil do tecido, já que o mesmo deve ser substituído para que a queda de pressão

operacional esteja dentro dos limites práticos de operação.

Conclusões

5. CONCLUSÕES

Os resultados obtidos neste trabalho permitem apresentar as seguintes conclusões:

• Quanto à distribuição granulométrica nos ensaios realizados para a rocha fosfática,

verificou-se que os maiores diâmetros das partículas ficaram retidos na superfície do

tecido, enquanto que as de menor tamanho penetraram mais intensamente no tecido.

•

Em relação ao número de partículas também para a rocha fosfática, observou-se que a

maior quantidade de partículas ficaram concentradas na superfície do tecido, diminuindo

com o aumento da profundidade de deposição.

•

O maior número de partículas na superfície utilizando as partículas de rocha fosfática foi

encontrada para o tecido de polipropileno, seguido do acrílico e do poliéster tratado.

•

A menor profundidade de deposição utilizando as partículas de rocha fosfática foram

obtidas para o tecido de polipropileno, porém esta menor profundidade de deposição não

significou em menor perda de carga residual.

•

As partículas alojadas no interior do polipropileno proporcionaram uma redução nos

volumes de poros existentes, aumentando a perda de carga residual nos períodos iniciais

da filtração.

•

O tecido que apresentou melhores resultados nos ensaios com a rocha fosfática foi o

tecido de poliéster tratado, pois apesar de apresentar a maior da profundidade de

deposição, foi o tecido obteve menores perdas de carga residual nos ciclos iniciais da

filtração.

•

Analisando a superfície do tecido utilizado em ensaios com as partículas de polvilho,

notou-se que o poliéster sem tratamento permitiu uma maior deposição das partículas no

interior do meio filtrante, mostrando a importância do tratamento da superfície do tecido.

Conclusões

•

As maiores profundidades de deposição das partículas do polvilho doce foram

encontradas no poliéster não tratado, e conseqüentemente os maiores valores de perda de

carga residual, porque as partículas depositadas no interior do tecido são de difícil

remoção, diminuem a porosidade nas camadas internas do tecido e obstruem a passagem

do ar.

•

Comparando a utilização de pós de rocha fosfática e polvilho doce, observou-se que

apesar do polvilho doce produzir uma maior profundidade de deposição, os valores de

perda de carga residual foram apenas um pouco superiores aos da rocha fosfática,

mostrando que as características das partículas, como o formato e a distribuição

granulométrica, influenciaram nos ensaios de filtração.

•

Em relação à quantidade de partículas depositadas no tecido para diferentes materiais

particulados, observou um maior número de partículas de rocha fosfática em relação às

partículas de polvilho doce para cada camada analisada no tecido.

•

No planejamento de experimentos, verificou-se que tanto a velocidade de filtração quanto

o tempo de filtração foram estatisticamente significativos nos efeitos da profundidade de

deposição.

•

Quando se deseja obter menores profundidades de deposição de partículas sugere-se a

utilização de baixos valores de velocidades de filtração e baixos valores de tempos de

filtração.

Sugestões para trabalhos futuros

6. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Como prosseguimento dos estudos realizados neste trabalho ainda existem alguns aspectos

importantes a serem investigados, tais como:

•

Estimar propriedades, como a porosidade da torta remanescente no tecido, através

de microfotografias do tecido.

•

Trabalhar com diferentes diâmetros de partículas para investigar o efeito da

variável na profundidade de deposição.

•

Realizar estudos experimentais para determinação da força de adesão para os

tecidos estudados.

•

Realizar uma maior quantidade de ciclos de filtração e limpeza, analisando o

comportamento da profundidade de deposição, do número de partículas, da massa

residual depositada e da perda de carga residual para os tecidos estudados.

Referências Bibliográficas

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AGUIAR, M.L.

Filtração de ar em filtros de tecido. Dissertação de mestrado. Universidade

Federal de São Carlos, 1991.

AGUIAR, M.L.

Filtração de ar em filtros de tecido: deposição e remoção da camada de pó

formada

. Tese de Doutorado. Universidade Federal de São Carlos, 1995.

BAKER, J.F. No binder required to create composite media.

Filtration and Separation,. p.26-

28, 2001.

BARNETT, T. Improving the performance of fabric filter dry dust collection equipament.

Filtration and Separation, p.28-32, 2000.

BILLINGS, C.E.; WILDER, J.

Handbook of fabric filter technology – Fabric filter system

study

. Volume I. GCA Corporation, Bedford, Massachusetts December, 1970.

BILLMEYER, F.W. Ciência de los polímeros. 2º Ed. Barcelona, Espanha, Editorial Reverté S.A.,

p.447-448, 1975.

CALLÉ, S., BÉMER, D., THOMAS, D., CONTAL, P., LECLERC, D. Changes in the

performance of filter media during clogging and cleaning cycles.

Ann. Occup. Hyg, v.45, n.2,

p.115-121, 2001.

CALLÉ, S.; CONTAL, P.; THOMAS, D.; BÉMER, D.; LECLERC, D. Evolutions of efficiency

and pressure drop of filter media during clogging and cleaning cycles.

Powder Technology,

v.128, p.21-217, 2002 a.

CALLÉ, S.; CONTAL, P.; THOMAS, D.; BÉMER, D.; LECLERC, D. Descriptions of the

clogging and cleaning cycles of filter media. Powder Technology,v.123, p.40-52,2002 b.

CHENG, Y.H E TSAI, C. –

Journal of Aerosol Science and Technology, v.29, n.4, p.315-328,

1998.

Referências Bibliográficas

CHEREMESINOFF, P.N. & YOUNG, R.A. Air pollution control and design handbook, part

. New York, Marcel Dekker Inc. 1977, p.607.

CLARK, G. Design considerations of needlefelts used for air filtration applications.

The Journal

of the Filtration Society

, v.01, 2001.

COURY, J. R.

Electrostatic effects in granular bed filtration of gases. Tese de Doutorado,

Cambridge Univ., Inglaterra, 1983.

COURY, J. R.

Filtração de gases em filtros granulares. In: FREIRE, J. T; GUBULIN, J.C.

Tópicos especiais de sistemas particulados. José Teixeira Freire e José Carlos Gubulin, Volume

2, 1986.

DAVIS, W.T.; BUONICORE, A.J;

Air Pollution Engineering Manual. p.118-131. Air &

Waste Management Association. Van Nostrand Reinhold, New York, 1992.

DAVIS, W.T.; KIM, G.D. Effect of prefilters on the performance of HEPA filters.

Filtration

and Separations

, p.51-56, 1999.

DENNIS, R.; KLEMM, H.A. Recent concepts describing fabric filter system behaviour,

Filtration and Separation, Jan/Feb, 1982.

DONOVAN, R.P.

Fabric filtration for combustion sources. New York, Marcel Dekker

Inc.,1985.

DULLIEN, F.A.L.

Introduction to industrial gas cleaning. Academic Press, San Diego, 1989.

DUO, W.; KIRKBY, N.F.; SEVILLE, J.P.K.; CLIFT, R. Patchy cleaning of rigid gas filters:

Experimental and model validation.

Chemical Engeneering Science, v.52, n.1, p. 153-164,

1997.

ERGUN, S. Fluid flow through packed columns.

Chemical Engineering Progress, v.48, n.2,

p.889-94, 1952.

FELICETTI, M.A.; AGUIAR, M.L.; COURY, J.R. Investigação da influência dos tamanhos das

partículas de polvilho doce e de concentrado fosfático sobre a força de adesão em diferentes

Referências Bibliográficas

substratos aplicando a técnica de centrífuga. Anais XXXII ENEMP, Maringá-PR, 2006.1 CD

ROOM.

GRAEF, A., STENHOUSE, J.T.I., WALSH D.C. The effect of solid aerosol on prefilter

material performance

. Journal of Aerosol Science, v. 26, suppl 01, p.S741-S742, 1995.

HARDMAN, E. Filter media selection, science or black art?

The Journal of the Filtration

Society

, v.01, 2001.

HINDS, W.C.

Aerosol Technology: Properties, Behavior and Measurement of Airbone

Particles

. Wiley Interscience, New York, 1999.

INNOCENTINI, M.D.M.; PARDO, A.R.F.; SALVINI, V.R.; PANDOLFELLI, V.C. How

accurate is Darcy’s Law for refractories.

The American Ceramic Society Bullrin, november,

1999.

ITO, L. X.

Estudo da porosidade de tortas de filtração de gases. Dissertação

Mestrado.Universidade Federal de São Carlos, 2002.

JAPUNTICH, D.A.; STENHOUSE, J.I.T., LIU, B.Y.H. Experimental results of solids

monodisperse particle clogging of fibrous filters.

Journal of Aerosol Science, v.25, n.02,

pp.385-393, 1994.

JAPUNTICH, D.A.; STENHOUSE,J.I.T.; LIU, Y.H. Effective pore diameter and monodisperse

particle clogging of fibrous filter .

Journal of Aerosol Science, v.28, n.01, p.147-158, 1997.

JEON, K.; JUNG, Y. A Simulation study on the compression behavior of dust cakes.

Powder

Technology

, v. 141, p.1-11, 2004.

KANAOKA, C., HIRAGI, S. Pressure drop of air filter with dust load.

Journal of Aerosol

Science

, v. 21, n.1, p.127-137, 1990.

KIM, H.T.; KWON, S.B.; PARK, Y.O.; LEE, K.W. Diffusional filtration of polydispersed

aerosol particles by fibrous and packed-bed filters.

Filtration and Separation, p.37-42, 2000.

Referências Bibliográficas

KOCH, D.; SEVILLE, J.; CLIFT, R. Dust cake detachment from gas filters. Powder

Technology

, p.22, 1996.

LEITH, D.; ALLEN, R.W.K. Dust filtration by fabric filters.

In: Progress in filtration, R.J.

Wakman (ed), Elsevier, NL, v.4, p. 1-57,1986.

LISOWSKI, A., JANKOSWSKA, E., THORPE, A., BROWN, R.C. Performance of textile fibre

filter material measured with monodisperse and standard aerosols. Powder Technology, v.118,

p.149-159, 2001.

LORA, E.E.S.

Prevenção e controle da poluição nos setores energético, industrial e de

transporte

. Editora Interciência, 2º edição. Rio de Janeiro, 2002.

LUCAS, R.D.

Influência das variáveis operacionais e do tipo de material pulverulento na

formação e remoção de tortas de filtração de gases em filtros de tecidos

. Dissertação

mestrado. Universidade Federal de São Carlos, 2001.

MARTINS, J.C.

Estudo da deposição de material particulado no meio filtrante durante a

filtração gás-sólido

. Dissertação mestrado. Universidade Federal de São Carlos, 2001.

MAUSCHITZ, G.; KOSCHUTNIG, W.; HOFLINGER, W. The effect of thermal finishing on

surface structure and cleaning behaviour of textile dust filter media.

Anais FILTECH, V.II, p.II-

26 a II-33, 2003.

MAUSCHITZ, G.; KOSCHUTNIG, W.; HOFLINGER, W. The influence of filter regeneration

on the internal rearrangement of nonwoves for cleanable dust filters. 16 th INTERNACIONAL

CONGRESS OF CHEMICAL AND PROCESS ENGINEERING, 2004.

MAUSCHITZ, G.; KOSCHUTNIG, W.; HOFLINGER, W. Analysis of the clogging behavior of

thermally finished nonwoven dust filter media by optically detected porosity parameters.

Anais

FILTECH

, V.II, p.II-20 a II-28, 2005.

MAUSCHITZ, G.; RUD, H.; HOFLINGER, W. Particle deposition in the depth of nonwoven

dust filter media and its effect on filter clogging.

Anais FILTECH, V.II, p.II-34 a II-41, 2007.

MYCOCK, J.C.; MCKENNA, J.D.; THEODORE, L.

Handbook of air pollution control

engineering and technology

, 1995.

Referências Bibliográficas

MORRIS, K.; ALLEN, R.K.K. The influence of dust and gas properties on cake adhesion in

fabric filters.

Filtration and Separation. p339m April, 1996.

NEGRINI, V.S.; MARTINS, J.C.; COURY, J.R. E AGUIAR, M.L. Determinação da porosidade

de tortas de filtração de gases em função da velocidade superficial de filtração. In: XXIII

CONGRESSO BRASILEIRO DE SISTEMAS PARTICULADOS, São João Del-Rei, MG, 2000,

Anais do XXVIII ENEMP, Teresópolis, RJ, 2001, p. 191-197.

NETO, B.B.; SCARMINIO. I.S.; BRUNS, R.E.

Como fazer experimentos: pesquisa e

desenvolvimento na ciência e na indústria

. Editora Unicamp, 2º edição. Campinas, 2002.

NÓBREGA, S.W.; COURY, J.R. Remoção de torta de filtração por pulso mecânico. In; XX

Encontro sobre Escoamento em Meios Porosos, São Carlos, 1992,

Anais do XX ENEMP, São

Carlos, SP, v.2, p.335-346.

OSÓRIO, V.M.

Comportamento da filtração de gases em Meios Filtrantes de

Celulose.

Dissertação de mestrado. Universidade Federal de São Carlos, 2006.

PASCHOAL, P.A. Estudo da influência da velocidade de limpeza no processo de filtração de

gases em filtros de polipropileno.

Anais do XXXIII ENEMP, 2007.

PAYATAKES, A.C. Model of transient aerosol particles deposition in fibrous media with

dendritic pattern.

AICHE Journal, v.23, n.2, 1977.

REMBOR, H.J.; KASPER,G. Fibrous filter – measurements of spatial distribution of deposited

particle mass, pressure drop and filtration efficiency. III WORLD CONGRESS ON PARTICLE

TECHNOLOGY, 1996.

RENNER TÊXTIL LTDA.

Material técnico sobre filtros de mangas. Home page:

<http://www.rennertextil.com.br

>, 2001.

RODRIGUES, A.C.

Estudo da formação e remoção de tortas de filtração de gases em filtros

de tecidos de polipropileno e de algodão

. Dissertação mestrado. Universidade Federal de São

Carlos, 2004.

Referências Bibliográficas

RODRIGUES, K.B. Filtração de gases: Estudo da deposição de diferentes tortas de filtração

em diferentes meios filtrantes

. Tese de Doutorado. Universidade Federal de São Carlos, 2006.

RODRIGUES, M.I.; IEMMA. A.F.

Planejamento de experimentos e otimização de processos.

1º edição, Campinas-SP, 2005.

ROSS, R.D.

Air pollution and industry. Van Nostrand Reinhold Company, New York, p.489,

1972.

ROTHWELL, E. Fabric dust filtration: principles and practice.

Filtration and Separation. P-

471-475, 1980.

ROTHWELL, E. Changing patterns in dust filtration research.

Filtration and Separation, p.36-

41, 1989.

RUD, H.; MAUSCHITZ, G.; HOFLINGER,W. Transmitted-light miscrocopy- A new method for

surface structure analysis of cleanable non-woven dust filter media.

Journal of Hazardous

Materials

. P.742-746, 2007.

SALEEM, M.; KRAMMER, G. Effect of filtration velocity and dust concentration on cake

formation and filter operation in a pilot scale jet pulsed bag filter.

Journal of Hazardous

Materials

. P.677-681, 2007.

SEVILLE, J.P.K.

Gas Cleaning in Demanding Applications.Blackie Academia & Professional.

School of Chemical Engineering; The University of Birmingham, UK, 1º edição, 1997.

SILVA NETO, O.G. S

. Desempenho de um filtro de manga operando na remoção de

partículas de ar

. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de São Carlos, 1996.

SONG, C.B.; PARK, H.S.; LEE, K.W. Experimental study of filter clogging with monodisperse

PSL particles.

Powder Technology, v.163, n.3, p.152-159, 2006.

STOCKLMAYER, C.H.; HOFLINGER.W. Simulation of the regeneration of dust filters.

Mathematics and Computer in Simulations. V.46, p. 601-609, 1998.

Referências Bibliográficas

TANABE,E.H.; PASCHOAL, P.A.; AGUIAR, M.L. Tecidos que removem partículas. Revista

Meio Filtrante

. Ed.30, Jan- Fev, 2008.

THEODORE, L.; BUONICORE, A.J.

Air pollution control equipment – particulates, Vol. 01,

CRC Press, Flórida, 1998.

THOMAS, D.; PENICOT, P.; CONTAL, P.; LECLERC, D.; VENDEL, J. Clogging of fibrous

filter by solid aerosol particles. Experimental and modeling study. Chemical Engineering

Science

, v.56, p.3549-3561, 2001.

TIENI, E.F.

Filtração de gases: Estudo do fenômeno da limpeza por blocos. Dissertação de

mestrado. Universidade Federal de São Carlos, 2005.

TOGNETTI, E.R.

Influência das condições operacionais na formação e remoção de tortas de

filtração de gases

. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de São Carlos, 2007.

VDI 3926 Part 1. Testing of filter media for cleanable filters Standard test for the evaluation or

cleanable filter media. Dusseldorf, Germany, (2003).

VISSER, J. Colloid and other forces in particle adhesion and particle removal IN:

CONFERENCE ON DEPOSITION AND FILTRATION OF PARTICLES FROM GASES AND

LIQUIDS, Soc. Chem. Ind., 1978, Loughborough, UK.

WALSH, D.C. Recent advances in the understanding of fibrous filter behaviour under solid

particle load.

Filtration and Separtion, v.33 n.06, 1996.

WALSH, D.C., STENHOUSE, J.I.T. The effect of particle charge and composition on the

loading characteristics of an electrically active fibrous filter material.

Journal of Aerosol

Science

, v.28, n.2, p.783-799, 1997

WIMMER, A. PTFE yarns and fibres in hot gas filtration.

Filtration and Separation, p.26-28,

1999.

Anexos

ANEXO A

Anexos

100

ANEXO A

PREPARAÇÃO DO TECIDO PARA ANÁLISE EM MICROSCÓPIO

ELETRÔNICO E ÓTICO

Após o término dos ensaios de filtração, as amostras passaram através de cinco processos

de tratamento, para possibilitar a obtenção das imagens através do Microscópio Eletrônico de

Varredura (MEV) e o Microscópio Ótico. Este procedimento desenvolvido por AGUIAR (1995),

consistem nos seguintes passos:

A.1 PRÉ-ENDURECIMENTO DA AMOSTRA

Para realização deste procedimento utilizou-se um equipamento mostrado na Figura A.1

que consistia em duas tampas de ferro galvanizado semelhante a caixa de filtração. A parte

interna dessas tampas foi revestida com uma borracha macia, a fim de permitir a vedação.

AR COMPRIMIDO

ROTÂMETRO

ADESIVO

TORTA DE PÓ

MEIO

FILTRANTE

ÁGUA

Figura A.1:Equipamento para o pré-endurecimento da amostra.

Para medir a vazão do ar comprimido que arrastava o vapor adesivo instantâneo

(LOCTITE-416) utilizou-se um rotâmetro e o valor da vazão foi mantido constante em 0,5 l/min.

Anexos

101

O método consistia em passar vapor de adesivo instantâneo(LOCTITE-416), arrastado pelo

fluxo de ar úmido, através do meio filtrante. A velocidade do gás de arraste foi mantida

aproximadamente 0,1 cm/s, para evitar um possível rearranjo das partículas impregnadas no

tecido durante o pré-endurecimento. O tecido ficou neste equipamento por aproximadamente 24

horas até que fosse garantida a impregnação do adesivo ao meio filtrante.

A.2 EMBUTIMENTO DO TECIDO

Após o pré-endurecimento, o tecido foi transportado para um vasilha de pirex redonda

contendo uma esponja de 0,5 mm de espessura de mesma área do tecido. A parte interna ficou

completamente encharcada com uma resina embutidora (PMS-10). Depois de se colocar o

recipiente, adicionou-se mais resina até que todo o tecido estivesse completamente encharcado.

Em seguida colocou-se o tecido numa estufa a 60ºC, por aproximadamente 24 horas, para “curar”

a resina. Este procedimento está mostrado na Figura A.2.

A resina utilizada PM-10 possui baixa viscosidade, 7

a 10 cp, é anaeróbica, de cor clara,

tempo de vida de 1 ano e não contém solvente. Esta resina foi fornecida pela LOCTITE do

Brasil.

Figura A.2: Vista do equipamento de embutimento.

RESINA

TORTA DE PÓ

MEIO FILTRANTE

ESPONJA

Anexos

102

A.3 SECCIONAMENTO

O tecido já endurecido foi seccionado em pedaços quadrados de 1 cm

de área,

aproximadamente, utilizando um serra de correia. A seguir estes pedaços foram embutidos em

moldes cilíndricos de PVC, utilizando outra resina, RESAPOL-208, deixando-a “curar” por 24

horas à temperatura ambiente. A impregnação com esta resina proporcionou resistência mecânica

à amostra, visando atenuar a desestruturação nas etapas de esmerilamento e polimento.

A.4 ESMERILAMENTO

Esta etapa visou retirar arranhões causados pelo seccionamento do tecido e desgastar a

amostra. As amostras foram lixadas, a úmido, cuidadosamente em lixas de carbeto de silício na

seqüência de 320,600,1200 e 2000 mesh, mantendo-se a operação em torno de 10 minutos em

cada lixa, dependendo da amostra. Entre cada lixa a amostra foi lavada com água e álcool.

A.5 POLIMENTO

Depois de esmeriladas as amostras foram polidas, utilizando-se uma politriz em baixa

rotação. O tecido utilizado na politriz é um veludo macio, que foi impregado com uma suspensão

de alumina de 1 µm. O tempo de duração desta operação variou de acordo com a amostra, mas

girou em torno de 30 minutos.

O polimento foi feito até que se retirasse todos os riscos deixados na amostra pela lixas da

etapa anterior, que podiam ser vistos em microscópio óptico.

Quando as amostras estavam livres de qualquer ranhura, elas foram submetidas a um

recobrimento metálico de ouro puro, utilizando um equipamento específico denominado “

Sputtering”, do Laboratório de Preparação de Amostras do CCDM (UFSCar).

Anexos

103

ANEXO B

Anexos

104

ANEXO B

Depois de realizadas as etapas de tratamento, as amostras foram levadas ao microscópio

para a geração das imagens. Para cada ciclo realizado foram escolhidos 10 perfis transversais do

filtro para avaliar o comportamento do diâmetro, do número de partículas e da profundidade de

deposição, determinada através de um analisador de imagem, Image-Pro Plus 3.0.

B1 TECIDO DE ACRÍLICO E PARTÍCULAS DE ROCHA FOSFÁTICA

Tabela B1: Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo1:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,463 1,456 1,710 1,076 1,421

107-214 1,025 1,028 1,931 0,945 1,041

214-321 0,756 1,145 0,794 1,065 1,027

321-428 1,332 1,237 0,731 0,868 0,704

428-535 0,955 1,022 0,765 0,811 0,942

535-642 0,653

642-749 0,636

749-856 0,521

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

535 µm 856 µm 488 µm 535 µm 512 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,333 1,394 1,382 0,766 1,303

107-214 1,447 1,072 0,953 0,822 1,307

214-321 0,998 1,010 0,853 0,983 1,179

321-428 1,261 0,913 - 0,950 1,142

428-535 1,001 0763 0,658 0,873 0,826

535-642 0,995 0,851 0,754 0,613

642-749 0,656

749-856 1,201

856-963 0,700

963-1070 0,684

Profundidade

medida (µm)

963 µm 607 µm 535 µm 513 µm 613 µm

Anexos

105

Tabela B2: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 1.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,108 0,737 1,321 1,161 1,185

107-214 0,817 0,921 1,546 1,022 0,342

214-321 0,486 0,824 0,457 0,932 0,755

321-428 1,198 0,551 0,557 0,574 0,302

428-535 0,658 0,505 0,424 0,348 0,383

535-642 0,402

642-749 0,425

749-856 0,340

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,328 1,361 1,304 0,489 1,215

107-214 1,516 0,793 0,514 0,506 1,012

214-321 0,542 0,709 0,510 0,689 1,157

321-428 1,186 0,606 - 0,361 0,933

428-535 0,862 0,528 0,350 0,736 0,577

535-642 0,739 0,601 0,212 0,161

642-749 0,383

749-856 0,840

856-963 0,386

963-1070 0,418

Tabela B3: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o acrílico e rocha no Ciclo 1.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 651 567 637 538 595

107-214 95 12 109 654 5

214-321 9 48 5 92 59

321-428 37 11 36 22 14

428-535 21 5 10 3 3

535-642 44

642-749 11

749-856 4

856-963

963-1070

Total de

partículas

813 702 797 1309 676

Anexos

106

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 559 409 483 143 297

107-214 387 377 20 39 299

214-321 18 165 3 178 313

321-428 63 59 - 4 125

428-535 14 13 8 11 32

535-642 40 16 4 4

642-749 18

749-856 19

856-963 20

963-1070 8

Total de

partículas

1146 1039 518 375 1070

Tabela B4: Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo 2:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,527 1,086 1,459 1,105 1,036

107-214 1,891 1,148 1,414 0,958 1,164

214-321 1,774 1,183 0,999 1,099 1,000

321-428 1,099 1,176 1,431 1,239 1,081

428-535 1,068 0,938 1,179 1,737 1,049

535-642 1,571 1,020 1,106 1,869 1,213

642-749 1,329 1,212 1,102 0,889

749-856 1,319 1,357

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

856 µm 749 µm 737 µm 856 µm 630 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,443 1,300 1,016 1,326 1,324

107-214 1,278 1,150 0,910 1,229 1,181

214-321 1,225 1,121 0,994 1,059 1,004

321-428 1,086 1,336 0,900 0,996

428-535 0,854 0,841 0,823 0,936

535-642 0,902 1,063 0,829

642-749 0,876 1,007

749-856 0,796

856-963 0,920

Continuação da Tabela B3

Anexos

107

963-1070

Profundidade

medida (µm)

321 µm 633 µm 963 µm 525 µm 730 µm

Tabela B5: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 2.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,346 1,088 1,409 0,973 0,841

107-214 1,859 0,984 1,208 0,330 0,828

214-321 1,069 0,792 0,631 0,945 0,828

321-428 0,792 0,899 1,106 0,912 0,570

428-535 0,707 0,990 1,005 2,295 0,692

535-642 1,381 0,540 1,067 1,754 0,514

642-749 0,788 1,058 0,719 0,588

749-856 0,690 1,093

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,675 1,150 0,873 1,327 1,105

107-214 1,298 0,537 0,850 0,743 1,116

214-321 0,729 0,667 1,231 0,830 0,612

321-428 0,424 1,578 0,556 0,444

428-535 0,363 0,542 0,457 0,479

535-642 0,490 0,957 0,496

642-749 0,573 0,604

749-856 0,563

856-963 1,451

963-1070

TabelaB6: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o acrílico e rocha no Ciclo 2.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 450 196 571 476 103

107-214 303 50 20 43 33

214-321 18 42 39 47 33

321-428 33 10 16 99 31

428-535 31 21 25 13 32

535-642 33 7 9 28 26

642-749 24 28 16 18

Continuação da Tabela B4

Anexos

108

749-856 21 11

856-963

963-1070

Total de

partículas

913 354 696 735 258

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 357 738 46 601 494

107-214 347 23 64 31 171

214-321 35 18 15 65 12

321-428 20 23 32 11

428-535 11 28 7 12

535-642 23 18 14

642-749 19 12

749-856 11

856-963 19

963-1070

Total de

partículas

739 833 243 736 726

Tabela B7: Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo 3:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 0,972 0,971 1,372 1,152 0,972

107-214 1,211 1,038 1,339 1,154 0,884

214-321 1,164 0,960 1,090 1,060 0,863

321-428 1,128 1,054 0,866 1,235 0,846

428-535 0,949 0,838 1,201 0,977 0,959

535-642 0,924 0,737 1,112 1,099

642-749 -

749-856 0,957

856-963 0,849

963-1070 0,794

Profundidade

medida (µm)

571 µm 642 µm 622 µm 1070 µm 522 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,010 1,084 0,977 0,938 1,239

107-214 0,946 1,0508 0,947 1,035 1,157

214-321 0,733 0,949 0,979 0,972 0,843

321-428 - 0,905 0,789 0,907 1,147

Continuação da Tabela B6

Anexos

109

428-535 0,975 0,893 1,317 1,035 1,119

535-642 - 0,993

642-749 1,059 0,883

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

749 µm 505 µm 535 µm 688 µm 535 µm

Tabela B8: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 3.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 0,779 0,710 1,353 1,078 0,838

107-214 1,185 0,744 1,256 1,104 0,555

214-321 0,791 0,711 0,841 0,581 0,586

321-428 0,663 0,701 0,609 0,676 0,479

428-535 0,645 0,691 1,087 0,816 0,569

535-642 0,669 0,355 0,777 0,017

642-749 -

749-856 0,490

856-963 0,419

963-1070 0,369

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 0,947 0,975 0,985 0,703 1,190

107-214 0,736 0,780 0,662 0,780 0,930

214-321 0,435 0,565 0,763 0,610 0,390

321-428 - 0,630 0,551 0,510 0,840

428-535 0,716 0,596 0,563 0,790 0,773

535-642 - 0,609

642-749 0,395 0,541

749-856

856-963

963-1070

Tabela B9: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o acrílico e rocha no Ciclo 3.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 105 593 628 181 474

107-214 31 661 462 206 47

Continuação da Tabela B7

Anexos

110

214-321 57 335 112 44 20

321-428 25 14 19 26 69

428-535 42 14 70 56 67

535-642 20 7 13 6

642-749 -

749-856 8

856-963 9

963-1070 8

Total de

partículas

280 1624 1304 544 677

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 457 493 26 196 559

107-214 251 179 238 56 24

214-321 18 190 48 42 17

321-428 - 40 38 8 124

428-535 7 24 10 15 19

535-642 - 10

642-749 6 14

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

739 926 360 341 743

Tabela B10: Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo 5:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,901 0,935 1,127 1,164 1,983

107-214 1,761 0,985 1,191 1,109 1,865

214-321 1,148 1,016 1,066 1,122 1,768

321-428 0,947 0,788 0,943 1,905 0,920

428-535 0,825 0,825 0,900 1,635

535-642 0,858 0,810 0,930

642-749 0,829 0,614 1,341

749-856 0,696

856-963 0,620

963-1070

Profundidade

medida (µm)

749 µm 963 µm 419 µm 535 µm 716 µm

Continuação da Tabela B9

Anexos

111

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 2,365 1,350 2,025 1,905 1,039

107-214 2,373 1,004 1,986 2,006 1,036

214-321 2,292 0,598 1,651 1,975 0,795

321-428 - 0,706 1,678 0,786

428-535 - 1,427

535-642 1,492 0,617

642-749 1,988 0,949

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

642 µm 420 µm 321 µm 735 µm 386 µm

Tabela B11: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 5.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,502 0,787 1,019 1,164 1,652

107-214 1,015 0,825 1,168 1,179 1,454

214-321 0,852 0,833 0,803 1,092 1,025

321-428 0,537 0,613 0,542 4,751 0,626

428-535 0,585 0,649 0,548 1,321

535-642 0,614 0,574 0,588

642-749 0,572 0,336 0,707

749-856 0,509

856-963 0,417

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 2,665 1,198 2,197 1,899 1,005

107-214 2,957 0,699 3,105 1,785 0,856

214-321 3,205 0,395 2,621 1,542 0,681

321-428 - 0,394 1,426 0,458

428-535 1,502 1,003

535-642 1,164 0,213

642-749 0,497

749-856

856-963

963-1070

Continuação da Tabela B10

Anexos

112

Tabela B12: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o acrílico e rocha no Ciclo 5.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 408 376 823 597 519

107-214 148 701 415 240 568

214-321 50 287 401 224 103

321-428 13 38 25 24 32

428-535 28 64 31 24

535-642 18 33 26

642-749 15 18 20

749-856 8

856-963 7

963-1070

Total de

partículas

680 1532 1664 1116 1292

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 436 86 322 621 816

107-214 488 100 215 543 396

214-321 155 16 182 308 43

321-428 - 17 44 14

428-535 27 82

535-642 11 9

642-749 38

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

1117 219 719 1645 1269

Tabela B13: Deposição de partículas de rocha fosfática no acrílico para o Ciclo 10:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,694 1,017 1,134 0,798 1,457

107-214 1,255 1,148 1,094 0,775 1,277

214-321 1,063 1,227 1,033 1,426 1,558

321-428 1,269 0,828 0,775 1,053 0,853

428-535 1,139 1,221 0,966 1,112

535-642 0,846 1,238 0,879 1,052

642-749 0,558 0,874

749-856 0,681

Anexos

113

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

642 µm 856 µm 727 µm 428 µm 621 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 0,954 1,291 0,819 1,670 1,324

107-214 0,852 1,152 0,750 1,660 1,109

214-321 0,800 1,138 0,735 1,554 1,058

321-428 0,535 1,120 1,203 1,037

428-535 - 0,921 0,893 0,968

535-642 0,733 1,015

642-749 0,837

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

642 µm 679 µm 295 µm 477 µm 518 µm

Tabela B14: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 10.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,520 0,792 0,970 0,663 1,321

107-214 1,155 1,183 1,017 0,474 1,129

214-321 1,018 0,845 0,771 2,446 1,365

321-428 0,935 0,544 0,540 0,775 0,425

428-535 0,881 0,741 0,641 0,749

535-642 0,579 1,111 0,690 0,814

642-749 0,289 0,540

749-856 0,076

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 0,850 1,076 0,563 1,594 1,2707

107-214 0,744 0,873 1,237 0,896

214-321 0,463 0,791 1,452 1,064

321-428 0,222 0,831 1,096 0,669

428-535 - 0,690 0,408 0,334

535-642 0,330 0,445

642-749 0,549

Continuação da Tabela B13

Anexos

114

749-856

856-963

963-1070

Tabela B15: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o acrílico e rocha no Ciclo 10.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 558 305 668 12 868

107-214 320 297 330 38 293

214-321 95 21 95 30 107

321-428 22 25 78 24 33

428-535 36 14 62 28

535-642 20 21 37 10

642-749 13 24

749-856 2

856-963

963-1070

Total de

partículas

1051 698 1294 104 1339

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 502 719 59 842 806

107-214 100 75 30 449 599

214-321 96 194 9 109 402

321-428 7 111 12 26

428-535 - 13 17 10

535-642 4 18

642-749 16

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

709 1146 98 1429 1843

Continuação da Tabela B14

Anexos

115

B2 TECIDO DE POLIPROPILENO E PARTÍCULAS DE ROCHA FOSFÁTICA

Tabela B16: Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo1:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,076 1,133 0,946 1,305 1,182

107-214 0,881 0,782 0,820 0,813 1,020

214-321 0,863 0,656 0,784 0,948 0,951

321-428 0,467 0,942

428-535 0,811

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

250 µm 535 µm 314 µm 321 µm 421 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,260 1,176 1,402 1,140 1,268

107-214 1,397 1,015 1,219 0,869 0,700

214-321 1,087 0,981 0,827 0,799 1,133

321-428 1,100 0,999 0,657 0,838

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

428 µm 313 µm 428 µm 351 µm 417 µm

Tabela B17: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 1.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 0,966 1,114 0,672 0,693 1,019

107-214 0,661 0,784 0,582 0,408 0,812

214-321 0,402 0,474 0,357 0,822 0,477

321-428 0,218 0,498

428-535 0,366

535-642

Anexos

116

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 0,964 0996 0,715 1,140 1,209

107-214 1,010 0,777 0,651 0,482 0,578

214-321 0,863 0,439 0,525 0,284 0,564

321-428 0,996 0,506 0,313 0,462

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Tabela B18: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o polipropileno e rocha no Ciclo 1.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 528 262 196 16 741

107-214 187 21 51 32 43

214-321 22 54 25 14 68

321-428 14 57

428-535 6

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

737 357 272 62 909

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 458 649 321 428 506

107-214 174 282 263 25 35

214-321 36 24 61 5 25

321-428 14 16 7 40

428-535

535-642

642-749

Continuação da Tabela B17

Anexos

117

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

682 955 661 465 606

Tabela B19: Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo2:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,598 1,360 1,390 1,406 1,610

107-214 1,097 1,654 0,904 1,744 1,417

214-321 0,822 0,873 1,412 0,856

321-428 0,873 0,849

428-535 0,848

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

301 µm 214 µm 466 µm 321 µm 396 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,460 1,462 0,939 1,312 1,163

107-214 1,011 0,718 0,992 0,925 1,096

214-321 1,200 0,767 1,062 0,870 1,416

321-428 0,878 0,906 0,762

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

321 µm 404µm 428 µm 371 µm 304 µm

Continuação da Tabela B18

Anexos

118

Tabela B20: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 2.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,565 1,669 1,257 2,009 1,576

107-214 0,903 2,497 0,413 2,758 1,325

214-321 0,505 0,513 2,055 0,470

321-428 0,652 0,437

428-535 0,401

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,682 1,358 0,715 1,217 1,123

107-214 0,730 0,337 0,651 0,639 0,970

214-321 0,851 0,374 0,525 0,450 0,656

321-428 0,374 0,506 0,293

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Tabela B21: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o polipropileno e rocha no Ciclo 2.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 475 305 411 340 688

107-214 480 48 42 406 305

214-321 71 41 319 37

321-428 32 31

428-535 32

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

1026 353 558 1065 1061

Anexos

119

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 863 663 118 601 660

107-214 225 23 30 105 59

214-321 19 38 11 24 17

321-428 30 6 11

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

1107 754 165 741 736

Tabela B22: Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo3:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,233 1,270 0,977 1,170 1,565

107-214 1,092 0,981 0,968 1,200 1,100

214-321 0,777 1,003 0,959 1,398 0,861

321-428 0,842 0,900 0,848

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

428 µm 428 µm 374 µm 321 µm 294 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,523 1,465 0,998 1,263 1,274

107-214 0,941 1,024 0,896 0,957 0,997

214-321 0,933 0,977 1,105 0,901 0,976

321-428 0,975 0,970

428-535 0,880

535-642

642-749

749-856

Continuação da Tabela B21

Anexos

120

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

321 µm 298 µm 428 µm 268 µm 492 µm

Tabela B23: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 3.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,132 0,599 0,787 1,421 1,468

107-214 0,816 0,699 0,685 0,699 1,079

214-321 0,582 0,751 0,963 0,599 0,651

321-428 0,489 0,880 0,545

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 0,974 1,438 1,269 1,189 1,235

107-214 1,256 0,643 1,100 0,566 0,704

214-321 0,578 0,520 0,821 0,445 0,521

321-428 0,563 0,480

428-535 0,660

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Tabela B24: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o polipropileno e rocha no Ciclo 3.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 918 258 748 129 631

107-214 439 112 338 136 119

214-321 75 59 52 45 47

321-428 60 21 35

428-535

535-642

642-749

Continuação da Tabela B22

Anexos

121

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

1492 450 1173 310 797

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 465 545 122 855 942

107-214 143 48 39 79 223

214-321 31 18 25 44 68

321-428 14 75

428-535 103

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

639 611 200 978 1411

Tabela B25: Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo5:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,062 1,302 1,425 1,306 1,320

107-214 1,060 1,625 1,012 1,181 1,058

214-321 1,008 1,506 1,109 0,684 0,825

321-428 0,967 1,326 1,096 0,679 0,735

428-535 0,961 0,765 0,908

535-642 0,845

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

490 µm 430 µm 590 µm 350 µm 428 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,171 1,616 2,085 1,566 1,433

107-214 0,941 0,857 0,970

214-321 0,727 0,926 0,680

321-428 0,829 0,787

Continuação da Tabela B24

Anexos

122

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

107 µm 317 µm 107 µm 421 µm 351 µm

Tabela B26: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 5.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 0,956 1,448 1,407 1,571 1,249

107-214 0,796 2,180 0,776 2,394 0,834

214-321 0,759 2,714 0,695 0,485 0,480

321-428 0,641 1,689 0,814 0,600 0,424

428-535 0,547 0,419 0,583

535-642 0,738

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,076 1,549 2,192 1,524 1,303

107-214 0,627 0,723 0,659

214-321 0,466 0,689 0,380

321-428 0,565 0,574

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Tabela B27: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o polipropileno e rocha no Ciclo 5.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 353 128 506 394 845

107-214 163 65 91 82 250

214-321 73 374 92 18 20

Continuação da Tabela B25

Anexos

123

321-428 72 34 82 36 27

428-535 57 7 52

535-642 53

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

718 615 876 530 1142

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 206 598 748 528 950

107-214 57 72 230

214-321 38 23 54

321-428 52 16

428-535

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

206 693 748 675 1250

Tabela B28: Deposição de partículas de rocha fosfática no polipropileno para o Ciclo10:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,152 1,147 1,307 0,978 1,236

107-214 1,077 0,872 1,119 0,819

214-321 1,065 0,723 0,734 0,762

321-428 0,913 0,824 0,874

428-535 0,763 1,052

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

522 µm 428 µm 434 µm 107 µm 308 µm

Continuação da Tabela B27

Anexos

124

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,003 1,078 1,156 1,161 1,268

107-214 1,045 0,814 1,050 0,857 1,040

214-321 1,022 0,890 0,942 1,086 0,819

321-428 1,246 0,709 0,852

428-535 1,086 0,861

535-642 0,875

642-749 0,815

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

749 µm 416 µm 535 µm 323 µm 270 µm

Tabela B29: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 10.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,139 1,098 1,293 0,768 1,214

107-214 0,911 0,780 1,038 0,843 0,340

214-321 1,025 0,621 0,585 0,746 0,316

321-428 0,536 0,575 0,587 1,117

428-535 0,395 0,488 0,709

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,091 1,065 1,122 1,154 1,195

107-214 0,532 0,791 0,580 0,995

214-321 0,537 0,998 0,361 0,601

321-428 0,382 0,598

428-535 0,481

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Continuação da Tabela B28

Anexos

125

Tabela B30: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o polipropileno e rocha no Ciclo 10.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 742 382 638 42 719

107-214 513 119 109 19

214-321 183 10 29 23

321-428 62 417 34

428-535 41 7

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

1541 928 817 42 761

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 604 641 986 525 476

107-214 380 88 467 126 98

214-321 383 41 280 31 35

321-428 18 22 18

428-535 18 20

535-642 5

642-749 1

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

1409 792 1771 682 609

B3 TECIDO DE POLIÉSTER TRATADO E PARTÍCULAS DE ROCHA FOSFÁTICA

Tabela B31: Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo 1:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,260 1,403 1,417 1,090 1,198

107-214 0,831 1,017 0,790 1,119 0,885

214-321 0,797 - 0,958 0,921 0,758

321-428 0,999 0,965 1,164 - 0,901

428-535 1,984 0,945 0,842 0,816

Anexos

126

535-642 0,592 -

642-749 0,730

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

412 µm 642 µm 510 µm 749 µm 517 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,213 1,405 0,947 1,547 1,417

107-214 0,844 1,098 0,963 0,796 0,799

214-321 0,932 0,854 1,152 0,616 1,064

321-428 - 0,911 1,362 0,776 0,895

428-535 0,522 0,826 1,211 0,843 1,130

535-642 0,813 0,856

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

535 µm 642 µm 535 µm 535 µm 575 µm

Tabela B32: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 1.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,125 1,707 1,389 1,090 0,983

107-214 0,598 0,710 0,514 0,540 0,633

214-321 0,451 - 0,651 0,782 0,455

321-428 0,616 0,347 0,931 - 0,586

428-535 0,338 0,472 0,344 0,504

535-642 0,230 -

642-749 0,510

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,052 1,398 1,250 1,423 1,256

107-214 0,823 0,898 0,793 0,604 0,722

214-321 0,452 0,553 0,896 0,256 0,948

321-428 - 0,677 0,541 0,503 0,636

Continuação da Tabela B31

Anexos

127

428-535 0,715 0,452 0,689 0,426 0,760

535-642 0,554 0,576

642-749

749-856

856-963

963-1070

Tabela B33: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o poliéster tratado e rocha no Ciclo 1.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 632 547 424 127 339

107-214 168 32 82 12 263

214-321 67 - 131 27 89

321-428 14 5 44 - 54

428-535 2 25 10 24

535-642 11 -

642-749 9

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

881 597 706 185 769

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 326 357 452 263 362

107-214 124 48 76 116 92

214-321 56 119 84 44 130

321-428 - 45 41 60 90

428-535 5 17 12 21 38

535-642 37 24

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

511 623 665 504 736

Continuação da Tabela B32

Anexos

128

Tabela B34: Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo 2:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,136 1,289 1,007 1,097 1,140

107-214 0,920 - 1,039 0,905 0,952

214-321 0,980 0,957 1,009 0,685 0,621

321-428 0,972 - 0,780 0,628 0,705

428-535 0,828 0,958 0,791 0,683

535-642 0,983

642-749 1,097

749-856 0,793

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

811 µm 535 µm 483 µm 428 µm 519 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,451 1,153 1,230 1,013 1,148

107-214 1,330 1,087 1,163 1,012 0,935

214-321 0,985 1,036 0,972 0,670

321-428 0,730 0,725 0,733 0,957

428-535 0,978 0,813 0,718

535-642 0,877 0,943

642-749 0,972

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

214 µm 693 µm 428 µm 463 µm 598 µm

Tabela B35: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 2.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,005 1,124 0,856 1,032 1,040

107-214 0,690 - 0,883 0,598 0,598

214-321 0,723 0,968 0,803 0,462 0,468

321-428 0,804 - 0,673 0,366 0,446

428-535 0,573 0,245 0,675 0,266

535-642 0,738

642-749 0,979

749-856 0,606

Anexos

129

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,845 1,042 1,166 0,963 1,048

107-214 1,776 0,995 1,149 0,819 0,616

214-321 0,786 0,726 0,517 0,386

321-428 0,589 0,358 0,503 0,563

428-535 0,552 0,459 0,578

535-642 0,709 0,548

642-749 0,645

749-856

856-963

963-1070

Tabela B36: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o poliéster tratado e rocha no Ciclo 2.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1015 226 508 568 502

107-214 940 - 607 287 13

214-321 185 57 237 62 72

321-428 126 - 153 35 58

428-535 432 3 22 12

535-642 168

642-749 43

749-856 10

856-963

963-1070

Total de

partículas

2919 286 1527 952 657

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 382 572 348 512 335

107-214 310 33 515 184 686

214-321 75 78 40 59

321-428 150 25 111 53

428-535 24 17 54

535-642 23 14

642-749 12

749-856

856-963

Continuação da Tabela B35

Anexos

130

963-1070

Total de

partículas

692 889 966 864 1201

Tabela B37: Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo 3:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 0,970 1,353 1,051 1,195 1,002

107-214 0,741 1,215 0,937 1,029 0,904

214-321 0,823 1,152 0,723 0,977 0,750

321-428 0,792 0,748 0,837 0,934 0,836

428-535 0,959 0,832 1,053 0,817

535-642 0,811

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

428 µm 535 µm 480 µm 535 µm 642 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,598 0,924 1,358 1,032 1,087

107-214 0,963 0,916 1,103 0,836 0,837

214-321 0,785 0,838 0,932 0,673 0,690

321-428 0,865 0,735 0,992 1,066 1,008

428-535 0,983 0,883 1,027 0,933 0,708

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

535 µm 535 µm 535 µm 473 µm 535 µm

Tabela B38: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 3.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 0,792 1,287 1,036 1,254 0,883

107-214 0,489 0,990 0,780 1,003 0,701

214-321 0,543 0,978 0,426 0,714 0,522

321-428 0,482 0,447 0,545 0,644 0,536

Continuação da Tabela B36

Anexos

131

428-535 0,553 0,563 0,580 0,349

535-642 0,537

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 0,963 0,806 1,222 0,965 1,063

107-214 1,028 0,631 1,058 0,700 0,497

214-321 1,059 0,711 0,790 0,469 0,502

321-428 1,259 0,427 0,695 0,658 0,698

428-535 0,759 0,547 0,751 0,477 0,378

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Tabela B39: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o poliéster tratado e rocha no Ciclo 3.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 907 561 530 513 946

107-214 374 94 630 420 425

214-321 510 42 253 280 197

321-428 54 12 63 26 486

428-535 33 39 7 47

535-642 32

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

1845 742 1515 1246 2133

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 358 521 269 529 382

107-214 287 613 112 242 159

214-321 105 205 85 292 228

321-428 54 104 23 57 15

428-535 21 70 21 47 29

Continuação da Tabela B38

Anexos

132

535-642

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

825 1513 510 1167 813

Tabela B40: Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo 5:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,188 1,206 1,1103 1,499 1,139

107-214 0,791 1,121 0,964 1,273 0,924

214-321 0,898 1,085 0,898 1,254 0,847

321-428 0,887 0,567 0,847 0,587 0,814

428-535 0,768 0,843 0,786

535-642 0,737

642-749 0,816

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

520 µm 428 µm 506 µm 428 µm 691 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,066 1,267 1,335 1,337 1,472

107-214 0,848 1,329 1,178 1,121 1,124

214-321 0,693 1,340 1,268 0,708 1,157

321-428 1,038 0,733 0,953 0,907

428-535 0,836 0,635 0,863

535-642 0,990 0,829

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

321 µm 535 µm 642 µm 602 µm 428 µm

Continuação da Tabela B39

Anexos

133

Tabela B41: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 5.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,126 0,947 1,066 1,646 1,065

107-214 0,487 0,984 0,769 1,239 0,651

214-321 0,527 0,856 0,485 1,425 0,601

321-428 0,588 0,182 0,525 0,211 0,449

428-535 0,433 0,430 0,303

535-642 0,353

642-749 0,616

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 0,588 1,136 1,522 1,319 1,428

107-214 0,407 1,247 1,100 0,757 1,110

214-321 0,381 1,167 1,414 0,358 0,664

321-428 0,416 0,324 0,492 0,504

428-535 0,633 0,259 0,678

535-642 0,517 0,453

642-749

749-856

856-963

963-1070

Tabela B42: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o poliéster tratado e rocha no Ciclo 5.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1083 71 845 603 669

107-214 158 157 104 473 208

214-321 60 40 5 335 68

321-428 47 9 26 13 40

428-535 37 30 31

535-642 42

642-749 27

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

1385 277 1010 1424 1085

Anexos

134

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 18 286 740 406 387

107-214 25 156 406 175 178

214-321 15 110 163 16 20

321-428 11 36 19 5

428-535 25 7 5

535-642 4 25

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

58 588 1356 646 590

Tabela B43: Deposição de partículas de rocha fosfática no poliéster tratado para o Ciclo 10:

Diâmetros de partículas com a profundidade do tecido.

Diâmetros de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,298 1,084 1,007 1,326 1,207

107-214 1,120 0,883 0,889 1,110 0,917

214-321 0,892 0,906 0,868 0,910 0,763

321-428 0,890 0,950 0,918 0,817 0,811

428-535 0,976 1,022 0,838 0,947 0,905

535-642 0,770

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

medida (µm)

535 µm 642 µm 502 µm 535 µm 497 µm

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,209 1,159 1,536 1,321 1,575

107-214 - 0,833 1,321 0,799 1,253

214-321 - 0,712 1,050 0,887 1,131

321-428 2,080 0,790 0,962 0,755 0,967

428-535 1,029 0,862 0,858 0,822 0,919

535-642 1,062 1,296

642-749

749-856

856-963

Continuação da Tabela B42

Anexos

135

963-1070

Profundidade

medida (µm)

535 µm 470 µm 642 µm 602 µm 489 µm

Tabela B44: Desvio padrão do diâmetro de partículas para cada

camada de profundidade analisada para o Ciclo 10.

Desvio padrão Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 1,283 1,462 0,878 1,806 1,191

107-214 1,108 0,726 0,686 1,505 0,614

214-321 0,794 0,544 0,561 0,596 0,703

321-428 0,664 0,919 0,511 0,509 0,563

428-535 0,629 0,525 0,524 0,667 0,716

535-642 0,316

642-749

749-856

856-963

963-1070

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 1,552 1,114 1,962 1,296 1,518

107-214 - 0,695 1,499 0,472 1,189

214-321 - 0,439 1,118 0,755 0,888

321-428 2,357 0,589 0,800 0,500 0,639

428-535 0,561 0,505 1,048 0,424 0,716

535-642 0,670 0,735

642-749

749-856

856-963

963-1070

Tabela B45: Número de partículas retidas no meio filtrante após a limpeza,

para o poliéster tratado e rocha no Ciclo 10.

Número de Partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-107 593 552 485 643 369

107-214 683 592 466 633 35

214-321 392 13 76 446 26

321-428 126 7 58 73 30

428-535 122 2 5 11 23

535-642 5

642-749

749-856

Continuação da Tabela B43

Anexos

136

856-963

963-1070

Total de

partículas

1916 1171 1090 1806 483

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-107 2 566 746 345 237

107-214 - 102 722 56 362

214-321 - 50 644 35 112

321-428 2 70 74 81 24

428-535 1 22 202 34 18

535-642 11 5

642-749

749-856

856-963

963-1070

Total de

partículas

4 810 2399 556 753

B4 TECIDO DE POLIÉSTER TRATADO E PARTÍCULAS DE POLVILHO DOCE

Tabela B46: Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de partículas com a

profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 1.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 357 620 240 669 334

312-624 30 212 21 46 34

624-936 - 14 7 11 21

936-1248 12 24 4 3

1248-1560 15 10

1560-1872 2 5

1872-2184 3

2184-2496

2496-2808

Total de

partículas

419 885 272 726 392

Profundidade

medida (µm)

2071 1872 1152 936 1179

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 417 380 225 452 162

Continuação da Tabela B45

Anexos

137

312-624 18 48 36 8 26

624-936 5 5 18 7 7

936-1248 3 7 12 8 15

1248-1560 4 6 5

1560-1872 2

1872-2184

2184-2496

2496-2808

Total de

partículas

443 440 297 481 215

Profundidade

medida (µm)

1248 1233 1872 1506 1420

Tabela B47: Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de partículas com a

profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 2.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 202 169 443 476 213

312-624 3 46 16 337 7

624-936 3 5 - 476 1

936-1248 2 - 2 177 1

1248-1560 2 1 1 272 2

1560-1872 2 1 2 115

1872-2184 1 - 17

2184-2496 1

2496-2808

Total de

partículas

215 222 465 1870 224

Profundidade

medida (µm)

2120 1552 2206 2184 1511

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 641 335 538 214 394

312-624 225 17 372 38 222

624-936 259 2 568 5 4

936-1248 231 - 462 5 2

1248-1560 74 4 488 15 -

1560-1872 43 458 2 1

1872-2184 17 352 7

2184-2496 8 133

2496-2808 146

Total de

partículas

1498 358 3517 279 630

Profundidade

medida (µm)

2496 1400 2695 1688 1982

Continuação da Tabela B46

Anexos

138

Tabela B48: Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de partículas com a

profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 3.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 314 368 274 198 296

312-624 86 56 432 266 81

624-936 6 12 53 54 5

936-1248 15 16 3

1248-1560 1 2

1560-1872

1872-2184

2184-2496

2496-2808

Total de

partículas

406 436 775 534 387

Profundidade

medida (µm)

816 936 1278 1248 1408

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 462 349 330 229 220

312-624 430 142 64 48 120

624-936 112 25 21 2 12

936-1248 144 2 4

1248-1560 15 3

1560-1872 10 3

1872-2184

2184-2496

2496-2808 5

Total de

partículas

1173 529 415 283 352

Profundidade

medida (µm)

1872 2555 936 1187 923

Tabela B49: Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de partículas com a

profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 5.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 289 345 385 421 423

312-624 145 115 250 85 169

624-936 85 63 45 69 15

936-1248 15 12 18 20 5

1248-1560 5 6 3

1560-1872 2

1872-2184 1

Anexos

139

2184-2496

2496-2808

Total de

partículas

539 535 707 595 615

Profundidade

medida (µm)

1350 1248 1880 1248 1420

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 121 294 371 288 334

312-624 32 75 96 77 110

624-936 14 29 58 15 34

936-1248 15 24 4 4

1248-1560 3 29 1

1560-1872 13 1

1872-2184

2184-2496

2496-2808

Total de

partículas

167 416 591 384 484

Profundidade

medida (µm)

936 1345 1872 1170 1642

Tabela B50: Deposição de partículas para o tecido de poliéster tratado: Número de partículas com a

profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 10.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 299 285 273 69 236

312-624 48 100 71 6 203

624-936 5 30 27 1 98

936-1248 3 9 24 34

1248-1560 2 2 1 3

1560-1872 1 2 -

1872-2184 2 2

2184-2496 1 2

2496-2808

Total de

partículas

357 430 400 76 578

Profundidade

medida (µm)

1353 2496 1854 936 2472

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 155 165 232 285 262

Continuação da Tabela B49

Anexos

140

312-624 37 199 77 81 160

624-936 154 202 20 280 9

936-1248 212 116 20 67 13

1248-1560 215 7 4 7 4

1560-1872 39 - 2 1

1872-2184 3

2184-2496

2496-2808

Total de

partículas

812 692 353 722 449

Profundidade

medida (µm)

1872 2163 1560 1790 1646

B5 TECIDO DE POLIÉSTER NÃO TRATADO E PARTÍCULAS DE POLVILHO

DOCE

Tabela B51: Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de partículas

com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 1.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 366 321 456 365 356

312-624 366 498 366 298 182

624-936 81 323 92 610 157

936-1248 128 283 407 533 134

1248-1560 143 185 405 386 138

1560-1872 29 205 436 391 233

1872-2184 15 20 330 18 205

2184-2496 1 281 166

2496-2808 1 57 61

2808-3120 176 46

3120-3432 15 18

3432-3744 13

Total de

partículas

1130 1835 3034 2601 1696

Profundidade

medida (µm)

2648 2184 3707 2184 3268

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 199 372 174 489 344

312-624 103 224 82 481 47

624-936 34 143 - 342 154

936-1248 30 192 8 302 161

1248-1560 103 6 185 90

Continuação da Tabela B50

Anexos

141

1560-1872 153 7 118 4

1872-2184

242

169

2184-2496

120

101

2496-2808 25 187

2808-3120 6 63

3120-3432 6 43

3432-3744

Total de

partículas

366 1586 277 2480 801

Profundidade

medida (µm)

1248 3188 1872 3330 2028

Tabela B52: Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de partículas

com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 2.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 351 476 463 641 498

312-624 100 337 202 225 436

624-936 281 476 300 259 121

936-1248 246 177 170 231 90

1248-1560 254 272 136 74 238

1560-1872 211 115 23 43 83

1872-2184 116 17 27 17 10

2184-2496 53 8 3

2496-2808 219

2808-3120

3120-3432

3432-3744

Total de

partículas

1831 1870 1321 1498 1479

Profundidade

medida (µm)

2781 2184 2147 2496 2196

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 423 399 538 290 387

312-624 229 457 372 220 320

624-936 265 289 568 97 236

936-1248 170 343 462 - 286

1248-1560 178 184 488 - 182

1560-1872 107 35 458 1 150

1872-2184 70 9 352 8

2184-2496 343 1 133 3

2496-2808 614 1 146

Continuação da Tabela B51

Anexos

142

2808-3120

3120-3432

3432-3744

2808-3120

Total de

partículas

2399 1718 3517 608 1572

Profundidade

medida (µm)

2808 2560 2808 1591 2373

Tabela B53: Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de partículas

com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 3.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 408 640 417 275 350

312-624 248 486 174 568 310

624-936 60 251 67 200 101

936-1248 41 130 1 102 62

1248-1560 25 18 4 48 19

1560-1872 8 6 13 3

1872-2184 3 4

2184-2496 1

2496-2808

2808-3120

3120-3432

3432-3744

Total de

partículas

794 1531 663 1210 845

Profundidade

medida (µm)

2496 1872 1560 2184 1838

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 583 372 573 340 466

312-624 276 380 298 360 422

624-936 260 202 354 86 83

936-1248 502 168 254 35 171

1248-1560 94 24 65 20 18

1560-1872 5 10 6 1

1872-2184 2

1 1

2184-2496

2496-2808 2

2808-3120

3120-3432

3432-3744

Continuação da Tabela B52

Anexos

143

Total de

partículas

1722 1165 1544 1642 1162

Profundidade

medida (µm)

2184 2808 1560 1980 1940

Tabela B54: Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de partículas

com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 5.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 376 361 482 377 399

312-624 267 243 178 175 346

624-936 308 212 309 229 395

936-1248 291 330 228 492 209

1248-1560 89 238 110 553 95

1560-1872 32 45 141 349 258

1872-2184 4 23 18 136 83

2184-2496 73 40

2496-2808 21 15

2808-3120

3120-3432

3432-3744

Total de

partículas

1367 1546 1466 2366 1785

Profundidade

medida (µm)

2149 2808 1953 2808 2114

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 240 450 333 460 490

312-624 323 145 323 419 556

624-936 414 371 441 401 408

936-1248 275 47 502 456 469

1248-1560 426 9 332 377 265

1560-1872 357 3 386 144 106

1872-2184 316 331 57 5

2184-2496 389 320 5

2496-2808 420 148

2808-3120 453 43

3120-3432 189

3432-3744 246

Total de

partículas

4048 1025 3059 2319 2299

Profundidade

medida (µm)

3744 1683 3120 2404 1980

Continuação da Tabela B53

Anexos

144

Tabela B55: Deposição de partículas para o tecido de poliéster não tratado: Número de partículas

com a profundidade de penetração utilizando o polvilho doce para o Ciclo 10.

Número de partículas Profundidade

(µm)

Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5

0-312 547 178 445 458 335

312-624 396 106 280 675 277

624-936 353 301 344 319 290

936-1248 213 275 140 230 215

1248-1560 217 426 86 160 432

1560-1872 94 416 31 113 283

1872-2184 54 285 10 36 26

2184-2496 38 64 23 80 18

2496-2808 76 29 1 111 -

2808-3120 25 12 - 25 -

3120-3432 2 1 7

3432-3744

Total de

partículas

1988 2094 1361 2207 1883

Profundidade

medida (µm)

2999 3432 3307 3120 3388

Profundidade

(µm)

Coluna 6 Coluna 7 Coluna 8 Coluna 9 Coluna 10

0-312 362 398 261 472 467

312-624 259 376 231 303 345

624-936 421 323 522 363 327

936-1248 644 161 567 170 228

1248-1560 390 182 399 207 342

1560-1872 294 132 244 37 291

1872-2184 210 45 40 39 58

2184-2496 205 53 195 15 35

2496-2808 46 99 104 6 21

2808-3120 64 17

3120-3432 12 28

3432-3744

Total de

partículas

2831 1845 2608 1612 2058

Profundidade

medida (µm)

2808 3333 3432 2752 2693

Anexos

145

ANEXO C

Anexos

146

ANEXO C

PLANEJAMENTO DE EXPERIMENTOS

A necessidade crescente da otimização de produtos e processos, minimizando custos e

tempos, maximizando rendimento, produtividade e qualidade de produtos, dentre outros

objetivos, tem levado profissionais de diferentes formações a buscarem técnicas sistemáticas de

planejamento de experimentos.

A metodologia do planejamento fatorial, associada à análise de superfícies de respostas, é

uma ferramenta fundamentada na teoria estatística, que fornece informações seguras sobre o

processo, minimizando o empirismo que envolve técnicas de tentativa e erro. No entanto, para

que o uso dessa metodologia atinja os objetivos desejados, é necessário haver uma integração

entre o processo, a estatística e o bom senso, tanto da equipe responsável pela montagem dos

experimentos, quanto da equipe pela análise estatística e estratégica dos resultados.

C.1 Porque utilizar o Planejamento Experimental

1. É fato bem conhecido que o desenvolvimento de um novo produto e/ou processo é, em

geral, dependente de um grande número de variáveis.

O planejamento consciente dos experimentos que devem ser realizados para determinar, e

mesmo quantificar, a influência das variáveis de respostas desejadas, é indispensável para que

resultados confiáveis sejam obtidos e para que análises estatísticas consistentes possam ser

realizadas. Nesse contexto, consideramos que desenvolver produtos e processos através de

procedimentos de tentativa e erro, conforme registros do início do século passado, foi de fato,

importantes naquele momento. No entanto, a forte competitividade, a difusão da tecnologia,

bem como a competência e a responsabilidade dos pesquisadores atuais inviabiliza tais

procedimentos.

Naturalmente, tais idéias são aplicáveis à otimização de produtos que já estão no mercado

e à sua adequação à preferência do consumidor.

Quantificar o efeito das variáveis do processo através das técnicas do planejamento

experimental, com o objetivo de obter informações sobre a robustez ou não das respostas

Anexos

147

desejadas, é de fundamental importância para a área de implementação de controle de

processos.

Assim, por exemplo, quando um processo a temperatura é um dos fatores a ser controlado, a

quantificação da faixa de temperatura na qual o processo se mantém estável, é essencial para a

definição da estratégia de controle: se a resposta for robusta, ou seja, se o processo se mantém

estável numa faixa razoável de temperatura, então a implantação de um controlador

convencional do tipo PID (Proporcional Integral Diferencial) é suficiente, mais econômica e

atinge o objetivo. Caso contrário, se qualquer alteração da temperatura desestabiliza o

processo, um controlador avançado adaptativo se faz necessário.

O planejamento experimental vem sendo utilizado com o objetivo de aprimorar

metodologias analíticas e tem possibilitado, por exemplo, melhorar a performance de

análises de HPLC (High Performance Liquid Chromatography): maior resolução dos

picos de cromatografia, assim como a minimização de reagentes caros que envolvem

metodologias analíticas, sem prejuízo na qualidade dos resultados.

Otimização do rendimento de processos, de formulações que conduzam à maior

aceitação global do produto, bem com do custo, da produtividade, da cor desejada, da

pureza na recuperação de uma enzima, maior extração de um produto e assim por diante.

C.2 Vantagens do Planejamento Experimental

Um planejamento de experimentos é uma ferramenta extremamente importante para

engenheiros e cientistas que estejam interessados em melhorar o desempenho de um processo

de fabricação. A aplicação das técnicas de um planejamento experimental em processo de

desenvolvimento pode resultar em:

1. Menor número de experiências ou repetições e melhorando a qualidade da informação

obtida através dos resultados. Isto significa uma sensível diminuição do trabalho e,

conseqüentemente, do tempo e do custo final. Naturalmente, caberá ao pesquisador

investir algum tempo no planejamento do processo e no estudo das variáveis envolvidas,

coletando informações na literatura, para que a definição da estratégia de realização de

ensaios possa agregar melhor qualidade aos resultados obtidos.

Anexos

148

2. Os fatores são analisados simultaneamente. Assim, podemos verificar e quantificar efeitos

sinérgicos e antagônicos entre os fatores de interesse. Dentre vários processos onde

ocorrem interações entre os fatores, citamos um exemplo clássico: o binômio

tempo/temperatura. Se analisarmos separadamente cada um deles, não atingiremos a

condição otimizada, pois não conseguiremos detectar a interação entre eles.

É possível otimizar mais de uma resposta ao mesmo tempo. Esta é uma das grandes

vantagens do planejamento fatorial. Podemos maximizar variáveis como rendimento,

produtividade e pureza, e/ou minimizar as variáveis custo e contaminação, entre outras,

individual ou simultaneamente.

Permite calcular e avaliar o erro experimental. Isto é fundamental para que possamos

especificar o nível de confiança estatística com o qual poderemos estimar a

reprodutibilidade do resultado desejado. Não é prudente confiar num resultado isolado. É

desejável saber se repetirmos o processo n vezes n ele terá o comportamento semelhante,

variando segundo um erro experimental esperado, de modo a assegura a estabilidade do

processo. Com isto, estaremos em posição mais confortável para verificar se a variação

drástica de uma resposta é fruto da alteração da condição de um parâmetro ou, se é

proveniente de um erro experimental provocado por alterações laboratoriais como, por

exemplo, variação da temperatura, erro na pesagem da formulação, mudança de matéria

primas, ou ainda, se é devida a erros grosseiros de transcrição de dados ou falácias na

análise estatística dos resultados.

Depende mais da competência do profissional em sua área de atuação que se seus

conhecimentos em estatística.

C.3 Instruções para Experimentos Planejados

Para utilizar aplicações estatísticas ao planejar e analisar um experimento, é necessário que

todos os que estão envolvidos em um experimento tenham uma idéia clara no avanço em que vai

ser estudado, como os dados estão coletados, e por último, o entendimento qualitativo de como

esses dados estão sendo analisados. Os procedimentos recomendados seguem da seguinte forma:

1. Definir claramente quais são os objetivos a serem alcançados com os experimentos:

Anexos

149

¾ Realizar reuniões para analisar profundamente o processo em estudo, envolvendo

todas as pessoas que possam contribuir com o trabalho.

¾ Verificar as restrições do processo.

¾ Definir as variáveis independentes de estudo ou fatores e as dependentes

(respostas de interesse) a serem analisadas.

Elaborar procedimento experimental levando em consideração todas as variáveis

independentes definidas no item 1. Se o número de variáveis independentes for igual a 2

ou 3, um fatorial completo deverá ser realizado. Se for maior ou igual a 4, dependerá da

complexidade do experimento, tempo e custo para execução. Na maioria das vezes é mais

interessante começar com um fatorial fracionado ou Plackett & Burman, analisar os

efeitos principais das variáveis sobre as respostas e realizar um outro planejamento,

seqüencialmente, reduzindo o número de variáveis e alterando as faixas de estudo em

função do impacto que elas tiveram sobre as respostas.

Realizar os experimentos e obter as respostas. Não esqueça de analisar todas as respostas

de interesse. Você pode apenas ter 2 ou 3 variáveis independentes e várias respostas

analisadas.

Calcular os efeitos das variáveis, os respectivos erros e analisar estatisticamente.

Sempre que for utilizado um fatorial fracionado ou um delineamento de Plackett &

Burman com o objetivo de

screening o nível de significância fixa a priori será de 10% (p<

0,01).

Elaborar os modelos preditivos das respostas em função das variáveis independentes

quando tiver sido realizado o delineamento composto central rotacional.

Realizar a ANOVA para verificar a qualidade de ajuste do modelo – Análise de

Variância. Calcular as respostas através do modelo ajustado e os desvios entre a resposta

experimental e a estimada pelo modelo.

Gerar as superfícies de resposta e curvas de contorno para análise e definir as faixas

ótimas operacionais de cada variável do processo.

Validação experimental dos resultados realizando ensaios nas condições otimizadas antes

de colocar o processo em escala industrial.

Anexos

150

10. Elaboração do relatório: descrever claramente o trabalho realizado, utilizando gráficos e

tabelas. Minimizar o uso da terminologia estatística desnecessária e expressar as

informações do modo mais simples possível (RODRIGUES, 2005).

A Figura 2.15 representa esquematicamente as etapas necessárias para se atingir as

respostas desejadas.

Análise do

processo

Definição das

variáveis

independentes

do processo.

Definição

das

respostas

desejadas

E statística

Planejamento

Experimental

Bom Senso

Fatorial Fracionado

P lack ett & B urm a n

F atorial C om pleto

Verificação dos

efeitos das

variáveis

Modelagem

M a tem ática

Análise das

superfícies de

res

ostas

Faixas

ótimas de

operação

Validação

experimental

dos

resultados

ANOVA

Figura C1: Fluxograma das etapas otimização de um processo.

Anexos

151

ANEXO D

Anexos

152

ANEXO D

D.1 DISTRIBUIÇÕES GRANULOMÉTRICAS DOS MATERIAIS PARTICULADOS

A distribuição granulométrica dos materiais pulverulentos investigados neste trabalho foi

obtida pelo analisador Malvern Mastersize Microplus MAF 5001 no DEQ – UFSCar, e estão

apresentadas na Figura 1. Verifica-se nesta figura que o material pulverulento inorgânico, o

concentrado fosfático, possui uma faixa mais larga de distribuição granulométrica que os material

pulverulento orgânico, o polvilho doce. O diâmetro médio (d

) da partícula do concentrado fosfático

foi de 4,55

µm, do polvilho doce foi de 14 µm.

110100

100

Volume (%)

Diâmetro da partícula (µm)

polvilho doce

rocha fosfática

Figura D1 – Distribuição granulométrica das partículas de concentrado fosfático, de polvilho doce e

de maisena, obtida no Malvern Mastersize Microplus MAF 5001 no DEQ – UFSCar.

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