Equipamentos de centrífuga separadora e decantadora

Tecnologia de Separação Centrífuga

A tecnologia de separação centrífuga é o método mais utilizado para separar fluidos com densidades diferentes. Também é usada para separar sólidos de líquidos ou sólidos de gases.
A necessidade de separar diferentes fases líquidas e sólidas é praticamente inerente a todos os processos industriais. A Huading Separator possui mais de meio século de experiência em atender a essa necessidade, utilizando tecnologias de separação e decantação. Nossos produtos desempenham essa função crucial com excepcional eficiência.

A linha de produtos é baseada em máquinas de separação centrífuga para separar líquidos entre si ou para remover partículas sólidas de líquidos. Todas essas máquinas de separação centrífuga funcionam com base na diferença de densidade.

Como funciona a separação centrífuga?

Uma centrífuga pode ser entendida como um tanque de decantação que gira em alta velocidade. Em vez de depender apenas da gravidade, ela utiliza a força centrífuga para acelerar a separação.

À medida que a tigela gira, materiais com diferentes densidades movem-se para diferentes posições dentro da tigela:

• Os sólidos mais pesados ​​movem-se para fora e acumulam-se perto da parede da tigela.
• As fases líquidas mais densas formam as camadas externas.
• As fases líquidas mais leves permanecem mais próximas do centro.
• As fases separadas são descarregadas de acordo com o projeto da máquina.

Esse processo permite que as centrífugas separem materiais de forma rápida, contínua e com alta precisão.

Sedimentação

A velocidade terminal de sedimentação livre de uma partícula esférica sob a ação da força gravitacional pode ser determinada pela lei de Newton:

Onde
u, velocidade de sedimentação em m/s
d, m diâmetro da partícula
g, m/s² aceleração da gravidade
ρ1 Kg/m3 densidade da partícula
ρ2 Kg/m3 densidade do líquido
C_D coeficiente de arrasto

_{Constatou-se que} CD é uma função do número de Reynolds. Se o fluxo ao redor da partícula for laminar (Re < 0.6), então CD = 24/Re. Nesse caso, podemos reduzir a equação da velocidade de sedimentação para:

Onde
u, velocidade de sedimentação em m/s
d, m diâmetro da partícula
g, m/s² aceleração da gravidade
ρ1, Kg/m3 densidade da partícula
ρ2, Kg/m3 densidade do líquido
μ, viscosidade dinâmica de fluidos Pas

Essa expressão é a lei de Stokes para a velocidade terminal de sedimentação de uma partícula esférica em condições de fluxo laminar.

Centrifugação

Se a sedimentação for realizada em um campo centrífugo em vez de gravitacional, então teremos que lidar com uma aceleração centrífuga, que não é constante como “g”, mas aumenta com a distância da partícula ao eixo de rotação do recipiente e com a velocidade angular (ver Figura 1). As centrífugas de sedimentação utilizam a força centrífuga para acelerar o processo de sedimentação. Ao girar o fluido do processo, a taxa de sedimentação pode ser aumentada em milhares de vezes em comparação com a sedimentação estática. Em aplicações em que são utilizadas centrífugas, a velocidade de sedimentação estática varia entre 10⁻⁹ e 10⁻⁴ m/s. Para acelerar o processo, as centrífugas aplicam forças centrífugas de 500 a 30000 g.

Figura 1. Principal analogia entre sedimentação e centrifugação.

O fator Z= rω²/g especifica o quanto a taxa de sedimentação de uma partícula é maior em um campo centrífugo em comparação com um campo gravitacional.
A próxima figura ilustra um separador centrífugo para remover partículas sólidas de líquidos.

Acelerar o processo de separação

Em essência, uma centrífuga é um tanque de decantação cuja base é enrolada em torno de um eixo central. A rotação rápida de toda essa unidade faz com que o efeito da gravidade seja substituído por uma força centrífuga controlável, que pode ter um efeito até 10,000 vezes maior.
Essa força é então utilizada para separar líquidos de outros líquidos e sólidos de forma eficiente, com grande precisão e de maneira fácil de controlar.

No campo centrífugo, sob a ação da força centrífuga, quando os sólidos mais densos são submetidos a essas forças, eles são forçados para fora contra a parede giratória do recipiente, enquanto as fases líquidas menos densas formam camadas internas concêntricas.

Força centrífuga

A tecnologia de separação centrífuga utiliza leis físicas fundamentais e a força centrífuga.
A força centrífuga é produzida pela rotação em torno de um eixo. A força gerada pela rotação atua na direção externa. Dependendo da velocidade do corpo em rotação, ela aumenta ou diminui ao longo da trajetória circular.
A tecnologia de separação mecânica utiliza essa propriedade quando substâncias leves, pesadas ou de densidades diferentes precisam ser separadas umas das outras.

Forças centrífugas em um vaso

As forças centrífugas atuam sobre todas as partículas. As partículas com maior peso específico são expelidas para fora com maior rapidez e eficácia, depositando-se em seguida na borda do recipiente.
A separação por força centrífuga, no entanto, é mais rápida quando o recipiente possui um inserto. Graças ao inserto, as partículas mais pesadas se depositam mais rapidamente. O percurso de sedimentação é encurtado pelo inserto. Dessa forma, obtém-se uma maior capacidade de processamento.
Isso significa que volumes maiores de misturas líquidas podem ser clarificados ou separados no mesmo período de tempo. Quanto mais inserções houver, menores serão os percursos de decantação e maiores serão as capacidades de produção.