Uma centrífuga é um dispositivo que emprega uma alta velocidade rotacional para separar componentes de diferentes densidades. Isso se torna relevante na maioria dos trabalhos industriais onde sólidos, líquidos e gases são misturados em uma única solução e a separação dessas diferentes fases é necessária. Uma centrífuga decantadora (também conhecida como centrífuga de bacia sólida, decanter centrífugo ou decantador centrífugo) separa continuamente materiais sólidos de líquidos no lodo, desempenhando, portanto, um papel importante nas indústrias de tratamento de águas residuais, química, petrolífera e de processamento de alimentos. Diversos fatores afetam o desempenho de uma centrífuga decantadora, e algumas heurísticas de projeto devem ser seguidas, dependendo da aplicação específica.
Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento de uma centrífuga decantadora baseia-se na separação por flutuabilidade. Naturalmente, um componente com maior densidade afundaria na mistura, enquanto o componente menos denso ficaria suspenso acima dele. Uma centrífuga decantadora aumenta a taxa de sedimentação através da rotação contínua, produzindo uma força G equivalente a entre 1000 e 4000 Gs. Isso reduz significativamente o tempo de sedimentação dos componentes, permitindo que misturas que antes levavam horas para sedimentar sejam sedimentadas em questão de segundos com o uso de uma centrífuga decantadora. Essa forma de separação possibilita resultados mais rápidos e controláveis.
Como funciona
O produto de alimentação é bombeado para a centrífuga decantadora através da entrada. A alimentação entra em um recipiente horizontal que gira. O recipiente é composto por uma parte cilíndrica e uma parte cônica. A separação ocorre na parte cilíndrica do recipiente. A rotação rápida gera uma força centrífuga de até 4000 x g. Sob essas forças, as partículas sólidas com maior densidade são coletadas e compactadas na parede do recipiente. Uma espiral (também chamada de parafuso ou transportador helicoidal) gira dentro do recipiente a uma velocidade ligeiramente diferente. Essa diferença de velocidade é chamada de velocidade diferencial. Dessa forma, a espiral transporta as partículas sedimentadas ao longo da parte cilíndrica do recipiente até a extremidade cônica do recipiente. Na extremidade mais estreita da parte cônica do recipiente, os sólidos desidratados saem do recipiente através da abertura de descarga. O líquido clarificado sai através de um disco separador (bomba centrípeta interna).
Separação trifásica com decanter Com uma centrífuga decanter de três fases, é possível separar três fases umas das outras em uma única etapa do processo. Por exemplo, dois líquidos imiscíveis devido a densidades diferentes (como óleo e água) são separados de uma fase sólida. O líquido mais pesado (água) acumula-se na região intermediária, entre o óleo e a camada de sólidos. Assim, os dois líquidos separados podem ser extraídos do decanter. Os sólidos são transportados pelo rosca transportadora até as aberturas de descarga, tal como ocorre na separação de duas fases.
Aplicações típicas da separação trifásica são a produção de óleos comestíveis, como processamento de azeite de oliva, borra de óleo, produção de biodiesel, etc.
Parâmetros e fatores de influência da separação Alimentação, vazão e tempo de residência Por meio da alimentação, o meio de separação a ser processado pode ser introduzido no centro da câmara de alimentação do transportador helicoidal, onde é acelerado. A vazão influenciará o tempo de residência.
Aceleração O meio de separação atinge sua velocidade máxima no tambor do decanter, fazendo com que os sólidos se depositem na superfície interna do tambor. Uma característica marcante do tambor é o seu formato cilíndrico-cônico.
Velocidade diferencial Existe uma diferença de velocidade entre o tambor e a rosca transportadora do decanter, gerada por um conjunto de engrenagens nas centrífugas decanter industriais. Essa diferença de velocidade determina a qualidade dos sólidos descarregados em termos de teor de umidade ou desaguamento.
Volume de enchimento / discos de vertedor ou vertedor de transbordo
O volume de enchimento e a profundidade da lâmina de líquido no tambor são controlados por meio de discos ou placas de vertedouro. O líquido clarificado flui para a extremidade cilíndrica do tambor na centrífuga decanter, de onde é evacuado através de aberturas na tampa do tambor. Essas aberturas contêm discos ou placas de vertedouro com ajuste preciso, por meio dos quais é possível definir a profundidade da lâmina de líquido no tambor. Os discos de vertedouro determinam o volume de enchimento do tambor.
Categoria:Processos de separação Categoria:Tratamento de águas Categoria:Tecnologia de tratamento de resíduos
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