SEPARACIÓN CENTRÍFUGA

Tecnología de separación centrífuga

La tecnología de separación centrífuga es el método más utilizado para separar fluidos con diferentes densidades. También se utiliza para separar sólidos de líquidos o sólidos de gases.
La necesidad de separar diferentes fases líquidas y sólidas entre sí forma parte de prácticamente todos los procesos industriales. Huading Separator tiene más de medio siglo de experiencia en el cumplimiento de este requisito utilizando tecnología de separador o decantador. Y nuestros productos realizan esta función crucial excepcionalmente bien.
La gama de productos se basa en máquinas de separación centrífuga para separar líquidos entre sí o para eliminar partículas sólidas de líquidos. Todas estas máquinas de separación centrífuga se basan en la diferencia de densidad.

Sedimentación

La velocidad de asentamiento libre terminal de una partícula esférica bajo la fuerza de la gravedad se puede determinar mediante la ley de Newton:

Dónde
u, m/s velocidad de sedimentación
d, m diámetro de partícula
g, m/s2 aceleración de la gravedad
ρ1 Kg/m3 densidad de partícula
ρ2 Kg/m3 densidad del líquido
Coeficiente de arrastre CD

Se ha encontrado que CD es una función del número de Reynolds. Si el flujo alrededor de la partícula es laminar Re < 0.6 entonces CD =24/Re. En este caso, podemos reducir la ecuación de la velocidad de sedimentación a:

Dónde
u , m/s velocidad de asentamiento
d, m diámetro de partícula
g, m/s2 aceleración de la gravedad
ρ1, Kg/m3 densidad de partícula
ρ2, Kg/m3 densidad del líquido
μ, Pas viscosidad dinámica de fluidos

Esta expresión es la ley de Stoke de la velocidad terminal de sedimentación de una partícula esférica en condiciones de flujo laminar.

centrifugación

Si el asentamiento se lleva a cabo en un campo centrífugo en lugar de gravitacional, entonces tenemos que lidiar con una aceleración centrífuga, que no es constante como “g”, sino que aumenta a medida que la distancia de la partícula al eje de rotación del recipiente y como la velocidad angular (Ver Fig. 1.). Las centrífugas de sedimentación utilizan la fuerza centrífuga para acelerar el proceso de sedimentación. Al rotar el fluido del proceso, la tasa de sedimentación puede incrementarse en un factor de varios miles en comparación con la sedimentación o el asentamiento estáticos. En aplicaciones en las que se utilizan centrífugas, la velocidad de sedimentación estática está entre 10-9 y 10-4 m/s. Para acelerar el proceso, las centrífugas aplican fuerzas centrífugas de 500-30000 g.

Figura 1. Principal analogía entre sedimentación y centrifugación

El factor Z= rω2/g especifica cuánto mayor es la velocidad de sedimentación de una partícula en un campo centrífugo en comparación con el campo gravitacional.
La siguiente figura ilustra un separador centrífugo para eliminar partículas sólidas de líquidos.

Acelerar el proceso de separación

En esencia, una centrífuga es un tanque de sedimentación cuya base se envuelve alrededor de una línea central. Girar toda esta unidad rápidamente significa que el efecto de la gravedad es reemplazado por una fuerza centrífuga controlable que puede tener un efecto hasta 10.000 veces mayor.
Luego, esta fuerza se usa para separar líquidos de otros líquidos y sólidos de manera eficiente y con gran precisión, y de una manera que es fácil de controlar.

En el campo centrífugo, bajo la acción de la fuerza centrífuga, cuando los sólidos más densos están sujetos a fuerzas centrífugas, son forzados hacia afuera contra la pared del recipiente giratorio, mientras que las fases líquidas menos densas forman capas internas concéntricas.

Fuerza centrífuga

La tecnología de separación centrífuga utiliza leyes físicas fundamentales y fuerza centrífuga.
La fuerza centrífuga se produce a través de la rotación alrededor de un eje. La fuerza generada a través de la rotación actúa en una dirección hacia afuera. Dependiendo de la velocidad del cuerpo giratorio, aumenta o disminuye en la trayectoria circular.
La tecnología de separación mecánica hace uso de esta propiedad cuando se deben separar sustancias ligeras, pesadas o de diferente densidad entre sí.

Fuerzas centrífugas en un recipiente

Las fuerzas centrífugas actúan sobre todas las partículas. Las partículas con el peso específicamente más alto se centrifugan hacia afuera de la manera más rápida y efectiva. Luego se depositan en el borde del recipiente.
Sin embargo, la separación por medio de la fuerza centrífuga es más rápida cuando el recipiente tiene un inserto. Gracias al inserto, las partículas específicamente más pesadas se depositan más rápido. El camino de asentamiento es acortado por el inserto. De esta manera, se logra una mayor capacidad de producción.
Esto significa: se pueden clarificar o separar mayores volúmenes de mezclas líquidas en el mismo período de tiempo. Cuantas más inserciones haya, más cortas serán las rutas de sedimentación y mayores serán las capacidades de rendimiento.

Centrífuga de pila de discos