Estudo experimental sobre a influência de forças coesivas no comportamento de leitos vibro-fluidizados

Resumo

Sistemas de leitos vibro-fluidizados são empregados em processos industriais envolvendo a secagem de partículas coesivas, como na produção do leite em pó. O estudo da fluidodinâmica destes leitos é de fundamental importância para o dimensionamento adequado dos equipamentos e para obtenção de um produto de melhor qualidade. O presente trabalho visa analisar o comportamento fluidodinâmico em leitos vibro-fluidizados de leite em pó desnatado e de leite em pó integral e identificar os diferentes regimes de escoamento em função das características morfológicas dos aglomerados e das possíveis forças coesivas entre estas partículas. Caracterizam-se os aglomerados do leite em pó desnatado e do integral, quanto ao tamanho, forma, densidade e grau de coesão. Realizam-se experimentos em um protótipo de leito vibro-fluidizado, em escala de laboratório, para obtenção das curvas de queda de pressão em função da vazão de ar alimentado, da amplitude de vibração do equipamento e do tipo de partícula utilizada. Com base nestes dados, identificam-se os regimes de escoamento, correlacionando-os com as características dos aglomerados e o seu teor de gordura. Palavras-Chave: força coesiva, leitos vibro-fluidizados, leite em pó integral e desnatado. ABSTRACT Vibro-fluidized bed systems are used in industrial processes involving the drying of cohesive particles, as in powdery milk production. The fluid-dynamic study of these beds is of fundamental importance in scaling up equipment and in obtaining the powdery product at higher quality. This work aims at analyzing the fluid flow behavior in vibro-fluidized beds of skim milk and whole milk and at identifying the different flow regimes as function of the morphologic characteristics of agglomerates as well as the type of cohesion forces between particles. Whole and skim milk powdery agglomerates are characterized regarding the size, form, density and cohesion degree. Experiments are performed in a vibro-fluidized bed prototype, in laboratorial scale, to obtain the pressure drop curves as function of the inlet air flow rate, the vibration column amplitude and the type of particle used. Based on these data, the flow regime is identified and related to agglomerate characteristics and its fat content. Keywords: cohesion force, vibro-fluidized bed, whole milk powder and shim milk powder.