Questão 02
Deseja-se projetar um sistema para concentrar biomassa de levedura (Saccharomyces cerevisae) de uma solução residuária de uma indústria cervejeira. Para tanto, essa solução deve ser bombeada para um tanque agitado para promover homogeneização antes da concentração. Assim, projete um sistema de agitação para um tanque de 11 L , considerando-o em medidaspadrão, de modo que seu volume seja
maior que o volume do líquido a ser agitado. O impelidor disponível na indústria é turbina Rushton e o nível de agitação é de
. Dados:
. Responder com dimensões do tanque, potência e rotação do agitador.
Passo 1
O enunciado pede projetar um tanque agitado para Vₗᵢq
L de levedura, usando um volume de tanque 35 % maior que o líquido. O agitador é uma turbina Rushton e o nível de agitação deve ser 0,2 HP/
. Vamos dimensionar o tanque (diâmetro, altura), escolher o diâmetro do impelidor e então calcular a potência e a rotação necessárias.
Passo 2
Calculamos o volume do tanque como
Passo 3
Adotamos medidas-padrão com altura igual ao diâmetro do tanque,
. Como
temos
Logo
.
Passo 4
Para a turbina Rushton usam-se as razões padrão:
• Diâmetro do impelidor
• Diâmetro do impelidor
• Altura de líquido igual a
, isto é 0,266 m.
• Espaçamento do centro do impelidor ao fundo
• Espaçamento do centro do impelidor ao fundo
Passo 5
A potência requerida vem do nível de agitação
. Para o nosso volume:
Convertendo para watts
:
Passo 6
Na condição turbulenta o número de potência da Rushton é
. Usamos a equação
em unidades SI, com
. Logo
Resposta
Dimensões do tanque:
• Diâmetro
• Altura
• Volume interno
• Diâmetro
• Altura
• Volume interno
Impeller Rushton:
• Diâmetro
• Espaçamento ao fundo
• Altura de líquido
• Diâmetro
• Espaçamento ao fundo
• Altura de líquido
Potência necessária:
Rotação do agitador: