INTRODUÇÃO3
OMBA CENTRÍFUGA3
BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO4
BOMBA DE PISTÃO4
BOMBA DE PALHETA5
BOMBA DE ENGRENAGEM6
BOMBA DE LÓBULO6
BOMBA DE PARAFUSO OU FUSOS7
BOMBA DE DIAFRAGMA7
BOMBA HELICOIDAL8
BOMBAS DE AR – COMPRESSORES9
COMPRESSOR DE AR DE PARAFUSO10

O problema da elevação ou transporte de um local para outro de líquidos e sólidos são preocupações desde os primeiros tempos da civilização. O problema era resolvido através de rodas (como no moinho); de rosário; de noras (rodas onde se prendiam vários baldes). Com o tempo estes mecanismos foram sendo aperfeiçoados até se chegar as bombas para as mais variadas funções. O transporte de produtos através de bombeamento em processos industriais é uma operação unitária constantemente necessária nas diversas fases do processamento. As necessidades de transportar de um nível a outro mais elevado ou mesmo alimentar um equipamento ou tanques de mistura que se encontram sob pressão mais elevada que o ambiente, é normalmente realizado por bombas. As bombas são, portanto, máquinas geratrizes cuja finalidade é realizar o transporte ou deslocamento de um produto (líquido, pastoso ou sólido) por escoamento, sendo classificadas em função de suas características físicas e de seus princípios de trabalho. A maioria das bombas são normalmente classificadas em; bombas de deslocamento positivo, e bombas centrífugas. As bombas de deslocamento positivo, transporta uma quantidade definida de produto em cada golpe ou volta; as bombas centrífugas ao contrário, transporta um volume que depende da pressão de descarga.

São vários os modelos de bombas empregados para a transferência de produtos. As principais utilizadas nas indústrias de alimentos e sucos são:

As bombas centrífugas são amplamente usadas nas indústrias de processamento de alimentos e sucos em virtude da simplicidade de modelo, do pequeno custo inicial, da manutenção barata e da flexibilidade de aplicação. Na sua forma mais simples, a bomba centrífuga consiste em uma carcaça fechada, que se comunica com os tubos de aspiração e saída e seu interior, é constituído por um rotor dotado de palheta (figura-1). O produto entre na bomba nas vizinhanças do eixo do rotor propulsor e é lançado para a periferia pela ação centrífuga. Na bombas centrífugas, o rotor pode ser aberto ou fechado. A bomba com rotor fechado são mais utilizada para produtos líquidos (sucos, vinagre, óleos, shoyu); as de rotor aberto já pode ser utilizada no bombeamento de produtos líquidos com sólidos em suspensão, e pastas de produtos não muito denso tais como: xaropes de açúcar, salmouras, molhos, etc.).

Figura-1: Bomba Centrífuga e Tipos de Rotores

As bombas centrífugas também podem ser do tipo auto-escorvante, que se caracteriza por sua capacidade em succionar produtos líquidos com grande quantidade de ar envolvido. Isto é possível neste tipo de bomba pois possui o seu rotor aberto, com um canal lateral ao longo de todo o perímetro do rotor. Com a rotação da bomba, o produto que esta na carcaça é forçado a entrar nesse canal, criando um anal de selagem e fazendo o produto entrar em suas lâminas, criando o efeito sucção para a transferência do produto. Este tipo de bomba é bastante utilizado para: ovo líquido, cremes, molhos, glicerina, e também em sistemas CIP.

São divididas em bombas rotativas e bombas recíprocas. As características das bombas de deslocamento positivo é que para cada rotação (rotativa) ou pulsação (recíproca), uma quantidade de produto é deslocado independentemente da altura monométrica total. As bombas de deslocamento positivo são indicadas em casos onde se requer vazão constante independente de variação da carga sobre a bomba e também onde o volume deve ser medido com precisão. A descarga é proporcional à velocidade do propulsor da bomba. São em geral empregadas para líquidos de grande viscosidade como: maionese, molho de mostarda, ketchup, extrato de tomate, etc. Os principais modelos mais utilizados são:

Neste tipo de bomba, o eixo motor possui dois exéntricos C defasado de 1800 que movimentam cada qual, um tambor contendo um êmbolo A que se desloca num pino rotativo P articulado (figura-2). Ao girar o tambor, o êmbolo oscila ora subindo, ora baixando, funcionando desta forma como uma válvula de controle do produto que esteja sendo transportado, da boca de aspiração até a boca de recalque da bomba.

Figura-2: Bomba de Pistão e seu funcionamento

As bombas de palheta produzem uma ação de bombeamento fazendo com que as palhetas acompanhem o contorno de um anel ou carcaça. O mecanismo de bombeamento de uma bomba de palheta consiste de: rotor, palhetas, anel e uma placa de orifício com aberturas de entrada e saída. O rotor de uma bomba de palheta suporta as palhetas e é ligado a um eixo que é conectado a um acionador principal. À medida que o rotor é girado, as palhetas são expulsas por inércia e acompanham o contorno do cilindro (o anel não gira). Quando as palhetas fazem contato com o anel, é formada uma vedação positiva entre o topo da palheta e o anel. A figura-3 mostra um esquema deste tipo de bomba.

Figura-3: Esquema de funcionamento de Bomba de Palheta

As bombas de engrenagem, destina a bombeamento de produtos líquidos e viscosos, mas que não contenha partículas sólidas em suspensão (pode ser utilizadas para mostarda, molhos de tomate, ketchup, etc. Uma das vantagem desse tipo de bomba é que conserva-se a textura (viscosidade) do produto final (figura-4).

Figura-4: Esquema da Bomba de Engrenagem

Quando as engrenagens giram, o produto penetra no espaço entre cada dois dentes que se encontram ao lado da aspiração e é aprisionado e conduzido até a boca de recalque da bomba. Na aspiração cria-se um vácuo na entrada pelos dentes da engrenagem que deixam de estar em contato. O produto vem do reservatório e é transportado pelo alojamento na câmara formada entre os dentes e as placas laterais é forçado para fora com pressão na medida que os dentes das engrenagens volta a estar em contato.

As bombas de lóbulo tem dois rotores, cada qual com dois ou três e até quatro lóbulo. Esse tipo de bomda se característica pela suavidade com que transporta os produtos. Este bombeamento é realizado mediante os dois rotores que giram sem e não se tocam entre si e são movimentados por um conjunto de engrenagem que ficam em um compartimento independente. O movimento giratório dos lóbulos ou rotores, cria sucessivas câmaras que produzem a aspiração e a movimentação do produto sem que haja quebra das partículas do mesmo. Este tipo de bomba é usada para bombear qualquer tipo de produto de variada viscosidade tais como: molho de tomate, ketchup, polpas de frutas, mostarda, maionese, xaropes concentrados, sorvetes, manteiga, yogurtes, geléias, etc., (figura-5). A bomba de lóbulo tem a vantagem de poder funcionar em duplo sentido, facilitando a sua instalação e flexibilidade de operação.

Figura-5: Bomba de Lóbulo e o processo de funcionamento

Numa carcaça são dispostos 2 ou mais fusos sem fim. O fuso central, com rosca à direita, é accionado por meio de um eixo e transmite o movimento de rotação aos dois fusos externos, com rosca à esquerda (figura-6). Desta maneira, formam-se câmaras fechadas entre fusos externos, a carcaça e o fuso central, cujo volume não se altera, mas desloca-se continuamente com a rotação dos fusos da conexão de sucção (azul), até ao lado da pressão (vermelho). Assim se obtém um fluxo constante continuo, e sem pulsações do fluido.

Figura-6: Bomba de Parafuso ou Fusos

As bombas de diafragma pneumática (necessita de ar comprimido para o seu funcionamento), funcionam pela ação de um diafragma que são membranas de borracha resistente e de grande flexibilidade (figura-7). Este tipo de bomba oferece a vantagem de não haver contato com o produto que está sendo bombeado e o sistema de acionamento, o que elimina o risco de vazamento e incorporação de ar no produto. A desvantagem é que a sua capacidade manométrica é limitada não atingindo grande altura na elevação do produto. Mesma assim é bastante utilizada no transporte de produtos com viscosidade não muito elevada como: maionese, xaropes de açúcar, molhos de tomate, cremes, polpas de frutas.

Figura-7: Esquema de Bomba de Diafragma

Bombas Helicoidais, constam de um estator de borracha cuja parte interna tem a forma de um parafuso de duas entradas (hélice dupla) com passo elevado e grande profundidade de rosca. O rotor é um parafuso simples (helicóides), cujo o passo é metade do passo da rosca do estator. O rotor gira em torno de seu eixo principal e com este, forçosamente em torno do eixo do estator, realizando-se um movimento exéntrico deslizante com ação mecânica. Deste modo, os espaços que se formam entre a parte interna do estator e o rotor deslocam-se axialmente e de forma contínua com o movimento do rotor, da boca de aspiração para a de recalque, sem que haja modificações em sua forma nem em seu volume (figura-8).

Figura-8: Bomba Helicoidal e o Esquema de Funcionamento

A e B são os Diafragma

Este tipo de bomba pode ser empregada no bombeamento de qualquer tipo de produto, inclusive aqueles de alta viscosidade tais como: extrato de tomate, polpas concentradas de sucos, frutas inteiras como ameixa, pêssego, ketchup, cremes, massa de pão, geléias, etc. Uma característica neste tipo de bomba, é que a ela não pode funcionar a seco, isto é, sem produto pois, como o estator é de borracha haverá um superaquecimento do mesmo devido ao atrito ocorrendo a queima do mesmo prejudicando a eficiência da bomba.

No processo industrial, há produtos que são transportados por tubulações impelidos por ar comprimido através de compressores de ar. O compressor é basicamente um equipamento eletro -mecânico, capaz de captar o ar que está no meio ambiente e armazena – lo sob alta pressão num reservatório próprio do mesmo, ou seja, eles são utilizados para proporcionar a elevação da pressão do ar. O Transporte Pneumático se refere ao movimento de sólidos suspensos em (ou forçado por) um fluxo de gás através de tubos horizontais e/ou verticais. É um dos métodos mais populares para deslocar sólidos na indústria química, em curtas distâncias. Os transportadores pneumáticos podem ser usados para partículas que variam de pós finos (acima de 100µm) até grãos de cerca de 1 cm, com densidades aparentes de 15 a 3200 kg/m3. O princípio básico é a fluidização do sólido com um fluido que geralmente é o ar ou um gás inerte. O Transporte Pneumático de sólidos constitui uma aplicação recorrente em processos industriais, sobretudo devido a sua grande flexibilidade, facilidade de automação, controle, segurança e baixos custos de instalação e manutenção. O espectro de materiais que podem ser transportados é bastante grande, incluindo pós, partículas e grãos. O espectro de materiais que podem ser transportados é bastante grande, incluindo pós, partículas e grãos. A figura-9, mostra um fluxograma de transporte de açúcar cristal no processo de produção para preparado que pode ser para mistura para bolos, refresco em pó, achocolatados.

Figura-9: Fluxograma de Transporte de Açúcar por Bombas de Ar (compressor)

São vários os modelos de compressores dependendo do tipo de produto a ser transportado: Compressores de palheta e de parafuso são os mais empregados para o transporte pneumático de produto.

Os compressores de ar de parafuso são utilizados para fornecer ar sob alta pressão para várias aplicações diferentes. Nesse projeto, dois rotores encadeados giram em direções opostas dentro de um encapsulamento. No lado de sucção do compressor, o ar é puxado para dentro da abertura de sucção do encapsulamento e para dentro da cavidade entre a parede do encapsulamento e os dois rotores. Conforme os rotores giram em direções opostas, a cavidade aumenta de tamanho e se move para frente, puxando mais ar, até que cavidade tenha passado pela abertura de sucção no encapsulamento. Nesse ponto, a cavidade começa a diminuir de tamanho à medida que se move para frente no compressor. Conforme a cavidade atinge o lado de descarga do compressor, o ar comprimido é descarregado através da abertura de descarga no encapsulamento. A função dos rolamentos em um compressor de parafuso é proporcionar um posicionamento radial e axial preciso dos rotores e apoiar a carga sobre os rotores (figura-10).

Figura-10: Compressor de Ar de Parafuso

O compressor de palhetas possui um rotor ou tambor central que gira excentricamente em relação à carcaça, conforme mostra a figura-1 abaixo. Esse tambor possui rasgos radiais que se prolongam por todo o seu comprimento e nos quais são inseridas palhetas retangulares, conforme é mostrado no detalhe da figuras abaixo. Quando o tambor gira, as palhetas deslocam-se radialmente sob a ação da força centrífuga e se mantêm em contato com a carcaça. 0 gás penetra pela abertura de sucção e ocupa os espaços definidos entre as palhetas. Novamente observando a figura acima, podemos notar que, devido à excentricidade do rotor e às posições das aberturas de sucção e descarga, os espaços constituídos entre as palhetas vão se reduzindo de modo a provocar a compressão progressiva do gás. A variação do volume contido entre duas palhetas vizinhas, desde o fim da admissão até o início da descarga, define, em função da natureza do gás e das trocas térmicas, uma relação de compressão interna fixa para a máquina. Assim, a pressão do gás no momento em que é aberta a comunicação com a descarga poderá ser diferente da pressão reinante nessa região. 0 equilíbrio é, no entanto, quase instantaneamente atingido e o gás descarregado.

Figura-1: Compressor de Palheta

O fluxograma da figura-12 mostra um descarregamento de açúcar líquido pelo processo pneumático. Um compressor opera descarregando do caminhão e outro compressor opera enviando produto a linha de processamento.

Figura-12: Fluxograma de descarregamento pneumático de produto

1-compressor 2-filtro 3-aeração 4-válvula 5-compressor

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