Prise en charge chirurgicale

O processo produtivo de herbicidas se dá por bateladas. Nestas bateladas, são utilizados diferentes lotes de matérias primas e os experimentos feitos em triplicata. Todos os equipamentos utilizados neste estudo são calibrados e possuem certificados comprobatórios.

Para determinação granulométrica do material a ser filtrado, foram coletadas amostragens em triplicata do resíduo e realizado estudo no equipamento de medição de partículas Cilas 1190 (Figura 4.1).

Figura 4.1 - Medidor de Partículas (Autor, 2018)

O medidor de partículas Cilas 1190 possui tecnologia de lasers múltiplos, que funcionam através de difração oferecendo medição de uma ampla variedade de tamanhos de partículas (Figura 4.2).

Figura 4.2 - Funcionamento do Medidor de Partículas (Autor, 2018)

25 O modelo utilizado, PSA 1190, de acordo com o fabricante, possui faixa de medição a seco de 0,1 µ a 2500 µ e medição molhada de 0,04 µ a 2500 µ. A precisão do equipamento é maior que 3% e a repetibilidade é maior que 1%. O equipamento é calibrado anualmente por empresa autorizada.

A realização dos testes de filtração se deu com o auxílio de um filtro instalado para a realização do estudo de eficiência de remoção de particulados de herbicidas (Figura 4.3), foi efetuada a seleção do elemento filtrante utilizado e da abertura da malha.

Figura 4.3 - Filtro Tipo Bag (Autor, 2018)

O elemento filtrante de poliéster selecionado foi fabricado com fibras sintéticas de estrutura tridimensional de alta porosidade, formando assim vias micrônicas que retêm grandes quantidades de partículas sólidas e/ou gelatinosas. Esse elemento filtrante é utilizado em temperaturas ambientes (TECHNICAL FILTER, 2018). Para verificar a viabilidade deste elemento, mediu-se a temperatura do produto acabado antes do envase. Os testes foram realizados em triplicata.

De acordo com pesquisa realizada com fabricantes, o mercado disponibiliza elementos filtrantes em poliéster com aberturas de 1μm, 5μm, 10μm, 25μm, 40μm, dentre outros. A literatura cita limites de visibilidade a olho nu de 40μm a 100 μm, existindo valores intermediários. Para garantir a total retirada do particulado visível na suspensão, utilizou-se um filtro de 25μm (ANELLI, 2018).

26 4.1 Determinação da área do elemento filtrante

Elementos filtrantes do tipo bag ou bolsa possuem formato cilíndrico com uma das bases vazadas (Figura 4.4). Suas dimenções são selecionadas de acordo com a necessidade do volume a ser filtrado, o tamanho das partículas sólidas presentes na suspensão e as dimensões do vaso de pressão, onde o elemento filtrante deve ser posicionado de forma que o escoamento do fluido a ser filtrato seja de dentro para a fora do filtro.

Figura 4.4 - Esquema Elemento Filtrante (Autor, 2018)

Com isso, a área do elemento filtrante pode ser calculada através das Equações (4.1), (4.2) e (4.3): 𝐴 𝑏𝑎𝑠𝑒 = 𝜋 𝑟² (4.1) Sendo: A Área r Raio 𝐴 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = 2𝜋 𝑟 ∗ ℎ (4.2) Sendo: A Área r Raio

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Após encontrar a área da base e a área lateral do elemento filtrante, a sua área total é dada pela Equação (4.3):

Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑜 𝐸𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝐹𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 (𝐴) = 𝐴 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 + 𝐴 𝑏𝑎𝑠𝑒 (4.3) Sendo:

A Área

4.2 Determinação da umidade da torta

Com o auxílio de uma proveta, determinou-se, o volume de parte da torta de diferentes bateladas e com o uso de uma balança analítica, a massa das amostras. Com o volume e a massa das amostras determinadas, com o auxílio de uma estufa mantida a temperatura de 105ºC, desidratou-se as amostras até que toda a água fosse eliminada e a massa se mantivesse constante. A etapa de desidratação durou cerca de 24 horas.

4.3 Concentração de sólidos na suspensão

A concentração de sólidos na suspensão (c) é dada pela massa de sólidos (m) pela unidade de volume filtrado (V) em kg. m−3 _{(Equação 4.4).}

𝑐 =𝑚

𝑉 (4.4)

Sendo:

c Concentração de Sólidos na Suspensão m Massa de Sólidos da Suspensão

28 4.4 Massa de torta por unidade de área

Sendo determinada a área do elemento filtrante utilizado e a concentração de sólidos na suspensão (c), é possível quantificar a massa de torta por unidade de área.

Este cálculo se refere a massa das partículas (torta) depositadas no elemento filtrante (Figura 4.5) por unidade de área do mesmo e se dá em função do tempo de batelada ou volume de filtrado.

Figura 4.5 - Torta Elemento Filtrante (Autor, 2018)

Para quantificar a massa de torta (w) por unidade de área (A), deve-se conhecer a concentração de sólidos na suspensão (c) bem como o volume de filtrado (V) (Equação 3.6).

4.5 Determinação da densidade aparente da torta úmida

Para determinar a densidade aparente média da torta úmida do meio filtrante (ρ), quantificou-se o volume (V) com o auxílio de uma proveta (Figura 4.6) e a massa (m) através da pesagem do material em balança analítica.

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Figura 4.6 - Quantificação do Volume da Torta Úmida (Autor, 2018)

Considerando-se a Equação (4.5), tem-se a densidade aparente média da torta úmida.

𝜌 =𝑚

𝑉 (4.5)

Sendo:

ρ Densidade Aparente Média da Torta do Meio Filtrante m Massa de Sólidos da Suspensão

V Volume

4.6 Determinação da espessura média da torta

A espessura média da torta (Equação 4.3) está relacionada ao volume de torta retido no elemento filtrante (V) e a área deste elemento filtrante (A) (Equação 4.6).

𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑎 𝑡𝑜𝑟𝑡𝑎 =𝑉

𝐴 (4.6)

Sendo:

30 V Volume

Para calcular o volume de torta retido no elemento filtrante é necessário incialmente obter a massa de torta retida neste mesmo elemento.

De acordo com os dados coletados, identificou-se a massa de torta presente no elemento filtrante como sendo a massa da torta por unidade de área de filtrado (w) multiplicada pela área do bag (A), Equação (4.7).

𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑟𝑡𝑎 𝑛𝑜 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 = 𝑤𝐴 (4.7) Sendo:

w Massa de Torta por Área de Filtração A Área do Elemento Filtrante

Após a determinação da massa de torta no elemento filtrante e através do valor de densidade da torta (ρ), foi obtido o volume de torta no elemento filtrante (V) (Equação 4.5).

Com isso, determinou-se a espessura média da torta úmida através da Equação (4.6).

4.7 Determinação da curva de saturação

A curva de saturação está relacionada ao tempo necessário para que o elemento filtrante, operando a uma determinada vazão, esteja saturado, ou seja, o material depositado no mesmo dificulte a suspensão de atravessar o meio de filtração, fazendo assim com que haja um aumento de pressão no meio e, neste caso, como é utilizada uma bomba centrífuga, haja também uma diminuição da vazão.

De acordo com a Micronline Filtros (2018), o elemento filtrante tem por sua determinação de saturação o aumento da pressão de entrada de 1,5 kg.cm−2 _{a 2 kg.cm}−2_,

31 portanto, isso contribiu como um fator técnico de operação. Em diferentes bateladas, foram quantificados em triplicata dados da pressão de entrada em relação ao tempo.

A bomba utilizada para a transferência do produto acabado que passará pelo sistema de filtração é uma bomba centrífuga com corpo espiral dividido radialmente (Figura 4.7). Este modelo opera com rotação de 3500 rpm, com diâmetro nominal do rotor de 160 mm e largura de passagem do rotor de 5 mm.

Figura 4.7 - Bomba Centrífuga (KSB, 2018)

De acordo com a curva característica da bomba utilizada para a transferência (Figura 4.8), com diâmetro nominal do rotor 157 mm e sendo o diferencial de pressão igual a pressão manométrica quantificada no filtro somada a perda de carga, calculou-se a altura manométrica da mesma para cada pressão quantificada em função do tempo.

Figura 4.8 - Curva Característica de Eficiência Bomba (KSB,2018)

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4.8 Determinação da porosidade da torta

A porosidade da torta (ε) pode ser calculada medindo-se o volume de espaços vazios pelo volume da torta. Por sua vez, o volume dos espaços vazios pode ser quantificado através da evaporação da água presente em uma amostra da torta.

Para obter a porosidade da torta deste estudo, utilizou-se a densidade da torta. Através da densidade da torta, encontrou-se o volume de espaços vazios na amostra (Equação 4.10):

𝜌 = 𝑚

𝑉1 (4.10)

Sendo:

ρ Densidade Média da Torta do Meio Filtrante m Massa de Sólidos da Suspensão

V1 Volume de Espaços Vazios

Encontrado o volume de espaços vazios na amostragem, determinou-se a porosidade da torta (Equação 4.11):

𝜀 =𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝐸𝑠𝑝𝑎ç𝑜𝑠 𝑉𝑎𝑧𝑖𝑜𝑠

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑎 𝑇𝑜𝑟𝑡𝑎 (4.11)

Sendo:

ε Porosidade da Torta

4.9 Resistência específica da torta e resistência do meio filtrante

Para determinar-se a resistência específica da torta e a resistência específica do meio é necessário compreender se a filtração se dá a pressão constante ou variável e se a

33 vazão de entrada da suspensão no sistema varia. O filtro do tipo bag utilizado neste estudo tem como uma de suas características a variação da pressão com o tempo, indicando quando ocorre a saturação do elemento filtrante. Já as características de vazão podem ser determinadas através da curva da bomba utilizada no processo de transferência.

Neste estudo, utilizou-se uma bomba do tipo centrífuga. Este modelo de bomba pode ser considerado, em sistemas de filtração, responsável pela variação da vazão. A medida que o elemento filtrante recebe o particulado da suspensão a ser filtrada e forma- se a torta, há um leve aumento da pressão do sistema, havendo assim uma dificuldade do fluido em seguir com o escoamento e ocorrendo uma pequena diminuição da vazão.

Como a variação da vazão neste estudo é de pequenas proporções, pode-se calcular a resistência específica da torta e a resistência específica do meio através das equações básicas de projeto para pressão variável e vazão constante utilizando uma média da vazão de filtrado.

Para isso, é necessário calcular a velocidade do filtrado (v) através dos dados de vazão média (Q) e da área do elemento filtrante (A) (Equação 3.16).

Utilizando a simplificação da Equação geral de filtração (3.3) e através das Equações (3.11) e (3.12) tem-se a Equação (3.15). Através do gráfico que relaciona o diferencial de pressão e o tempo de filtração, através da linha de tendência e da equação da reta, encontra-se bv.

Usando a viscosidade da suspensão (μ), pode-se encontrar a resistência específica do meio (R) através da (Equação 3.11).

Usando a equação da reta do gráfico que relaciona o diferencial de pressão e o tempo de filtração é possível obter 𝑎𝑣2 _{e assim encontrar a.}

Usando a viscosidade do filtrado (μ) e a concentração de sólidos na suspensão (c), é possível obter a resistência específica da torta (α) com a Equação (3.11).

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