Separação de misturas sólidas

Tipos de separação de misturas sólidas

O processo de separação de misturas sólidas não é apenas um conceito único, mas possui vários métodos e tipos que desempenham um papel essencial na química da vida cotidiana. Cada método de separação de misturas sólidas possui seu mecanismo e aplicação.

• Filtração: A filtração é uma técnica antiga para separar misturas sólido-líquido. Neste método, uma membrana permeável (geralmente chamada de papel de filtro) é usada para separar partículas sólidas insolúveis de líquidos ou substâncias sólidas solúveis. Este método funciona com base no tamanho das partículas. As partículas menores ou o líquido passam pelo filtro e são conhecidos como filtrado, enquanto as partículas maiores permanecem no papel de filtro e são conhecidas como resíduo.
• Centrifugação: A centrifugação é um método de filtração mais avançado. Este método utiliza rotação rápida para separar partículas sólidas mais leves de partículas mais pesadas em um líquido. O método depende da diferença de densidade e sedimentação. As partículas mais pesadas, geralmente chamadas de sedimentos, movem-se para o fundo do recipiente, enquanto as partículas mais leves permanecem no topo.
• Separação manual: Como o nome sugere, a separação manual é a escolha seletiva de partículas sólidas individuais ou selecionadas de uma mistura, como a escolha de arroz ou a seleção de frutas e vegetais. Este método é benéfico quando a qualidade da mistura é de suma importância e as pessoas precisam ter cuidado para manter a integridade das outras misturas sólidas.
• Separação magnética: A separação magnética é um método usado para separar misturas sólidas que contêm metais. Como o nome indica, este método utiliza ímãs para puxar ou atrair as misturas sólidas metálicas. Este método é eficiente, econômico e rápido. É geralmente usado para separar minérios nas indústrias de mineração.
• Peneiramento: O peneiramento é um método conhecido por todos. É o processo pelo qual uma peneira com furos de tamanhos específicos é usada para separar partículas sólidas. O método utiliza o tamanho e a forma das partículas. Por exemplo, no caso da farinha, as partículas sólidas maiores são chamadas de migalhas e geralmente ficam presas na peneira quando as partículas sólidas mais finas (geralmente chamadas de farinha) caem pelos furos.
• Destilação: A destilação é um método amplamente utilizado, especialmente em indústrias onde o petróleo bruto é o principal produto. A mistura sólida é aquecida neste método até que os componentes individuais comecem a ferver. Eles são então resfriados quando condensam e posteriormente coletados separadamente. Este método é amplamente utilizado na indústria petrolífera, purificação de água e na fabricação de bebidas alcoólicas.
• Quebra de emulsão: Este é um método muito específico usado para separar óleo de água. Este método utiliza agentes químicos para separar o óleo (muitas vezes chamado de petróleo bruto) que é misturado com água para que os dois líquidos possam ser usados para fins comerciais.

Especificação e manutenção da separação de misturas sólidas

A especificação da separação de misturas sólidas é baseada principalmente nos tipos de técnicas de separação de misturas sólidas. Por exemplo, o equipamento de filtração possui um tipo particular de membrana ou malha com tamanhos de poros pequenos o suficiente para reter partículas sólidas, permitindo que líquidos e substâncias dissolvidas passem.

As centrífugas usadas para separar misturas sólidas são especificadas por sua velocidade de rotação, medida em rotações por minuto (RPM). A capacidade da centrífuga, que é tipicamente vista em litros (L) ou mililitros (mL), também é essencial. A força gerada pelas centrífugas também é especificada, que é medida em força centrífuga relativa (RCF). A RCF está relacionada à velocidade da centrífuga e à distância do eixo de rotação aos recipientes em que a mistura é colocada.

A separação de misturas sólidas por separação magnética depende do tipo e da força dos campos magnéticos. Os tipos de ímãs usados ​​também podem variar, como os ímãs permanentes de neodímio, eletroímãs ou outros.

Uma coisa importante a notar sobre a separação de misturas sólidas é que todos os equipamentos devem ser completamente limpos e secos antes e depois do uso. A manutenção de separadores magnéticos para separação de misturas sólidas deve ser mantida pelo fabricante. Normalmente, é essencial garantir que o equipamento esteja funcionando corretamente, calibrando e ajustando periodicamente as configurações.

Ao contrário de separadores magnéticos e centrífugas para separação de misturas sólidas, que devem ser mantidos principalmente pelo fabricante, os filtros comuns usados ​​em residências podem ser mantidos pelos usuários. Por exemplo, os filtros de água usados ​​na cozinha devem ser trocados a cada seis meses ou anualmente para manter a água potável limpa.

Da mesma forma, os filtros de ar em sistemas HVAC devem ser trocados a cada três ou quatro meses, mas podem ser trocados com mais frequência se os moradores tiverem animais de estimação ou morarem em áreas poluídas. Os filtros de combustível em veículos devem ser inspecionados regularmente para que não impeçam o desempenho do veículo.

Cenários de separação de misturas sólidas

• Indústria alimentícia

  A separação de misturas sólidas é frequentemente usada na indústria alimentícia para separar impurezas das matérias-primas. Por exemplo, no processamento de grãos como arroz, trigo ou feijão, o peneiramento é empregado para separar cascas, pedras e outros corpos estranhos do alimento aceitável. Além disso, a estratificação é utilizada no processamento de sucos, óleos ou produtos lácteos para remover impurezas sólidas dos líquidos e obter produtos finais puros.

• Indústrias farmacêutica e química

  As indústrias farmacêutica e química utilizam métodos de separação de misturas sólidas para controle de qualidade e refino de produtos. A filtração é amplamente utilizada para separar misturas sólidas. Por exemplo, na produção de antibióticos, o caldo de fermentação é filtrado para separar o micélio e outras impurezas sólidas, deixando uma solução clara que passa por um processamento posterior.

  A separação de misturas sólidas também é frequentemente usada na indústria química para síntese e refino de materiais. Por exemplo, a cristalização é utilizada para separar e purificar substâncias químicas específicas, resfriando soluções de alta concentração até que sólidos cristalinos se formem.

• Proteção ambiental

  A separação de misturas sólidas desempenha um papel crucial na proteção ambiental. Por exemplo, os métodos de separação de misturas sólidas são amplamente utilizados no tratamento de águas residuais para empregar filtração, sedimentação e outras técnicas para separar poluentes sólidos da água, tratando e purificando a água.

• Indústria de mineração

  A indústria de mineração depende fortemente de métodos para separar misturas sólidas. Após a extração do minério, a separação sólido-líquido é normalmente realizada para eliminar a umidade do minério usando prensas de filtro, centrífugas ou outros equipamentos. Este procedimento ajuda a reduzir os custos de transporte e melhorar a qualidade do minério.

Como escolher a separação de misturas sólidas

Quando se trata de comprar máquinas separadoras de misturas sólidas, como o separador de ar, separador magnético, etc., os compradores precisam considerar os seguintes fatores principais:

• Qualidade e durabilidade do produto:

  Como as máquinas separadoras de misturas são produtos para uso industrial, os compradores precisam garantir que os separadores sejam fortes e duráveis. A separação de misturas sólidas é responsável por separar os materiais coletivamente, o que a coloca sob altas cargas de trabalho. Portanto, uma construção premium é necessária para sustentar o uso repetido por um longo período.

• Operação e manutenção:

  Os separadores industriais permanecem funcionais por longos períodos. Portanto, os compradores devem considerar a facilidade de operação e manutenção. Escolha modelos que apresentem controles fáceis de usar e exijam manutenção mínima. Procure separadores automáticos de misturas sólidas, pois eles reduzem a entrada manual e aumentam a produtividade. Os separadores automáticos também são mais seguros, pois os operadores precisam ter pouco contato com risco com a máquina.

• Consumo de energia:

  Os separadores de energia são máquinas que consomem muita energia. Considere o nível de consumo de energia ao determinar o custo de operação do separador de misturas sólidas. Se possível, escolha modelos com motores eficientes para reduzir o uso de energia sem comprometer o desempenho.

• Disponibilidade de peças sobressalentes:

  Depois que um separador de misturas é vendido, os compradores terão que depender do fabricante ou fornecedor para peças sobressalentes. Escolha fornecedores que forneçam fácil acesso a peças sobressalentes, como correias, rolamentos e mais, para garantir o desempenho do separador e reduzir a ameaça de quebra.

• Preço e garantia:

  A garantia protege contra reparos imprevistos. Eles também dão aos compradores a chance de solicitar um reembolso ou substituição em caso de defeitos. A garantia também ajuda na tomada de decisão quando o preço está próximo entre duas opções. O período de garantia tornará uma escolha mais razoável. Além disso, os compradores de separadores de misturas sólidas precisam fazer seu orçamento e ver quais opções se encaixam na faixa de investimento.

Perguntas e respostas

P: Como as misturas sólido-líquido diferem das misturas sólido-sólido?

R: Em misturas sólido-líquido, os sólidos são dispersos em líquidos. Alguns métodos de separação (como a filtração) podem funcionar. No entanto, outros (como o magnetismo) não funcionarão de forma alguma. Por outro lado, os sólidos em misturas sólido-sólido podem ter formas, tamanhos e densidades diferentes. Isso fará com que os métodos de separação (como peneiramento e separação manual) funcionem.

P: Todos os métodos de separação funcionam para todas as misturas sólidas?

R: Não. Alguns métodos não funcionarão devido a fatores como as propriedades dos sólidos envolvidos, a natureza específica da mistura e o método de separação em questão. Por exemplo, o método (ou técnicas) como separação manual e magnetismo funcionam melhor quando os sólidos têm formas diferentes. Mas a separação manual pode não funcionar se os sólidos forem muito pequenos ou compactados.

P: Todos os métodos de separação são seguros para tentar em casa ou na sala de aula?

R: Não. Alguns métodos de separação (como a destilação) envolvem altas temperaturas e substâncias perigosas. É melhor consultar profissionais e deixar esses métodos para os especialistas.