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dc.contributor.authorPetean, Paula Garcia da Costa
dc.date.accessioned2016-06-02T19:55:39Z
dc.date.available2014-08-08
dc.date.available2016-06-02T19:55:39Z
dc.date.issued2014-03-28
dc.identifier.citationPETEAN, Paula Garcia da Costa. Determinação da força de adesão entre partícula e superfícies rugosas através da técnica centrífuga. 2014. 138 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2014.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/3951
dc.description.abstractAdhesion between powders and surfaces plays an important role in various technological areas and processes, such as paste drying operations, fluidization of fine particles, microencapsulation, xerography and in food and pharmaceutical processes. Adhesion of small particles to solid surfaces is a phenomenon closely associated with industrial hygiene and air pollution studies. The centrifuge technique to determine adhesion force is based on the detachment of particles from a substrate surface due to centrifugal force. In this technique, a substrate with particles deposited on its surface is rotated at successively increasing speeds, and after each rotation at a given speed, the number of particles remaining on the surface is determined. This technique uses imaging analysis to determine the number of adhered particles on the proof disk surface before and after each centrifugation. After applying a specific press-on, images of the substrates containing particles from the pulverized materials were taken by optical microscope Olympus BX60 (Olympus Co. Tokyo Japan and processed by an image analyzer (Image-Pro Plus 7.0).The results were treated statistically to obtain the mean particle adhesive force. The powder used was a polydisperse sample of microcrystalline cellulose (ρ=1.62 kg m−3). The materials used as substrates were a membrane of cellulose ester 0.2 μm of porosity, brand Shleicher & Shuell - Filtration Life Science, and a compressed particulate (tablets) made of microcrystalline cellulose (Sigma-Aldrich). A microcentrifuge that reached a maximum rotation speed of 14000 rpm which contained specially designed centrifuge tubes was used in the adhesion force measurements. Compression speeds (presson) were applied to each of the experimental runs at 1000, 2000 and 5000 rpm. To detach the particles from the substrate surface, eight cleaning speeds (spin-off) were used. Detachment was done at the centrifugal speeds of: 1000, 3000, 5000, 7000, 9000, 11000, 13000, and 14000 rpm for 1 min. Five particle diameter sizes were studied: 9 15, 15.1 22, 22.1 30, 30.1 42, and 42.1 60 μm. It was observed that the adhesion force increases linearly with the particle diameter, within the range studied and that increased compression speed has an influence on the process of particles detaching. It was possible to obtain a relationship between the adhesion force and diameter of the particles adhered to substrates analyzed The adhesion force experimental results and the adhesion force theoretical values using the models proposed by Derjaguin, Muller and Toporov (DMT) and Johnson, Kendall and Roberts (JKR) were compared. Although the JKR Model was the closest one to the experimental results, the adhesion force theoretical values were far higher than the experimental values. Finally a correction constant (kc) was proposed in order to correlate the theoretical values of adhesion force to the experimental values.eng
dc.formatapplication/pdfpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectForça de adesãopor
dc.subjectTécnica centrífugapor
dc.subjectSuperfície rugosapor
dc.subjectForce of adhesioneng
dc.subjectCentrifugal techniqueeng
dc.subjectSurface rougheng
dc.titleDeterminação da força de adesão entre partícula e superfícies rugosas através da técnica centrífugapor
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Aguiar, Mônica Lopes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0431688649128529por
dc.description.resumoAdesão entre pós e superfície desempenha um papel importante em diversas áreas tecnológicas, tais como as operações de secagem, microencapsulação, xerografia e impressão, e processos farmacêuticos e de alimentos. A adesão de partículas em superfícies sólidas é um fenômeno intimamente associado com estudos de higiene industrial e da poluição do ar. A técnica centrífuga para determinar a força de adesão é baseada no desprendimento de partículas de uma superfície do substrato, devido a força centrífuga. Esta técnica utiliza a análise de imagens para determinar o número de partículas aderidas sobre a superficie do substrato. O substrato com as partículas depositadas na sua superfície é rotacionado sucessivamente a velocidades cada vez mais elevadas e depois de cada rotação a uma determinada velocidade o número de partículas restantes na superfície é determinado e para isso utilizou-se o microscópio óptico (Olympus BX60) e o analisador de imagens Image Pro- Plus 7.0. Os resultados são tratados estatisticamente para obter a força de adesão média entre partícula e substrato. O pó utilizado foi uma amostra polidispersa de celulose microcristalina (ρ=1,62Kg m-3). Os materiais utilizados como substratos foram uma membrana filtrante de éster de celulose de 0,2 μm de porosidade, marca Shleicher & Shuell - Filtration Life Science, e um comprimido de celulose microcristalina (Sigma-Aldrich). Utilizou-se, nos experimentos, uma microcentrífuga (MA 860, Marconi Equipamentos), com velocidade máxima de rotação era de 14000 rpm que continha dois tubos nos quais foram colocados adaptadores, cuja finalidade era de sustentar os substratos contendo o material pulverulento distribuído em sua superfície. Para cada substrato foi aplicada a força de compressão (press-on), de 1000, 2000 e 5000 rpm e para separar as partículas da superfície do substrato foram aplicadas forças de desprendimento (spin-off), de 1000, 3000, 5000, 7000, 9000, 11000, 13000 e 14000 rpm. As faixas de diâmetro das partículas de celulose microcristalina utilizadas nos experimentos foram: 9 15, 15,1 22, 22,1 30, 30,1 42 e 42,1 60 μm. Constatou-se que a força de adesão aumentou com o acréscimo da velocidade de rotação da centrífuga aplicada na compressão e com o aumento do tamanho das partículas do material pulverulento. Foi possível obter uma relação entre a força de adesão e o diâmetro das partículas aderidas para os substratos analisados. Os resultados experimentais da força de adesão e os valores teóricos da força de adesão calculados usando os modelos de Derjaguin, Muller and Toporov (DMT) e Johnson, Kendall and Roberts (JKR) foram comparados e embora o modelo de JKR tenha sido o que mais se aproximou dos resultados experimentais, os valores de força de adesão teórica foram distantes e superiores aos valores obtidos experimentalmente. Finalmente, foi possível obter constantes de correção kc que relacionam a força de adesão teórica com a força de adesão observada experimentalmente.por
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6642626992981985por


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