RESUMO

A Indústria Química está repleta de operações unitárias, das quais se destacam as de preparação do material a ser processado e a separação de produtos de interesse dos demais. O reator químico é conhecido como o "coração da fábrica", mas não necessariamente representa o custo mais significativo à empresa. Muitas vezes, são as operações de separação as mais custosas e que mais requerem o trabalho do engenheiro químico. Nesse aspecto, é muito importante falar em eficiência. Procura-se sempre obter o melhor desempenho com pouca demanda energética, menor espaço e com a mínima geração de poluentes. O presente trabalho se insere nesse panorama ao tratar de uma importante operação de separação sólido-gás e sólido-líquido. O ciclone é um equipamento sem partes móveis. Devido à sua geometria, que combina uma parte anular e uma parte cônica, a suspensão a ele alimentada executa trajeto na forma de uma espiral, tirando as partículas sólidas do fluxo com a ação da força centrífuga. Uma das variáveis que auxilia na eficiência de coleta é a velocidade da suspensão. Porém, ao buscar maior eficiência com aumento da velocidade, é preocupante o comportamento do material do aparelho frente às propriedades do sólido suspenso. Uma vez que a abrasão e a alta temperatura são condições comuns nesse tipo de operação, surge como adequado o uso de materiais cerâmicos para a construção do ciclone. Além disso, outra característica valiosa da cerâmica é sua excelente resistência química. Assim, foi feito o projeto e a fabricação de ciclones pelo processo de barbotina (pasta fluida ou colagem). Para o trabalho, moldes de gesso foram feitos para cada uma das quatro partes do ciclone: corpo (parte cilíndrica e parte cônica), duto de entrada, duto de saída para o gás e extensores para aumentar a parte cônica. Modelos de diferentes materiais foram usados de acordo com sua geometria, desde os mais simples, feitos em gesso ou usando peças já prontas, como tubos de PVC, aos mais complexos, feitos em madeira ou em polietileno. Como desmoldante para preparo das fôrmas a partir dos modelos, foi usado principalmente o sabão de côco, além da parafina e do óleo. No preparo da massa cerâmica, silicato de sódio foi usado como defloculante. Com ciclones de diferentes geometrias construídos com os moldes disponíveis, pretende-se avaliar seu efeito sobre a sua eficiência de coleta. Com os resultados, há expectativa para desenvolver no futuro o estudo de microaspersores cerâmicos e, também, uma unidade para separação sólido-gás com ciclone, proposta aos laboratórios de ensino na Engenharia Química.

Palavras-chave: CIclone, Cerâmica, Barbotina