Shenzhou Machinery - Fabricante profesional de máquinas centrífugas industriales y proveedor de separadores centrífugos en China
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Shenzhou Machinery - Fabricante profesional de máquinas centrífugas industriales y proveedor de separadores centrífugos en China
¿Qué es la centrífuga decantadora?
Una centrífuga decantadora es un dispositivo que emplea una alta velocidad de rotación para separar componentes de diferentes densidades. Esto cobra relevancia en la mayoría de trabajos industriales donde sólidos, líquidos y gases se fusionan en una sola mezcla y es necesaria la separación de estas distintas fases. Una centrífuga decantadora (también conocida como centrífuga de recipiente sólido) separa continuamente los materiales sólidos de los líquidos en la suspensión y, por lo tanto, desempeña un papel importante en las industrias de tratamiento de aguas residuales, química, aceite y procesamiento de alimentos. Hay varios factores que afectan el rendimiento de una centrífuga decantadora, y se deben seguir algunas heurísticas de diseño que dependen de las aplicaciones determinadas.
El principio de funcionamiento de una centrífuga decantadora se basa en la separación mediante flotabilidad. Naturalmente, un componente con mayor densidad caería al fondo de una mezcla, mientras que el componente menos denso quedaría suspendido encima de él. Una centrífuga decantadora aumenta la tasa de sedimentación mediante el uso de rotación continua, produciendo una fuerza g equivalente a entre 1000 y 4000 G. Esto reduce considerablemente el tiempo de sedimentación de los componentes, de modo que mezclas que antes tardaban horas en sedimentarse se pueden sedimentar en cuestión de segundos mediante una centrífuga decantadora. Esta forma de separación permite resultados más rápidos y controlables.
El producto de alimentación se bombea a la centrífuga decantadora a través de la entrada. El alimento va a un recipiente horizontal que gira. El cuenco se compone de una parte cilíndrica y una parte cónica. La separación se realiza en la parte cilíndrica del bol. La rápida rotación genera fuerzas centrífugas de hasta 4000 x g. Bajo estas fuerzas, las partículas sólidas con mayor densidad se recogen y compactan en la pared del recipiente. Una espiral (también tornillo o transportador de tornillo) gira dentro del recipiente a una velocidad ligeramente diferente. Esta diferencia de velocidad se llama velocidad diferencial. De esta manera la espiral transporta las partículas sedimentadas a lo largo de la parte cilíndrica del recipiente y hasta la parte cónica final del recipiente. En el extremo más pequeño de la parte cónica del recipiente, los sólidos deshidratados salen del recipiente a través de la abertura de descarga. El líquido clarificado sale a través de un disco pelador (bomba centrípeta interna).
Con una centrífuga decantadora de 3 fases, es posible separar 3 fases entre sí en un solo paso del proceso. Por ejemplo, dos líquidos que no se pueden mezclar debido a diferentes densidades (por ejemplo, aceite y agua) se separan de una fase sólida. El líquido pesado (agua) se acumula en el medio entre el aceite y la capa de sólidos. De este modo se pueden extraer del decantador los dos líquidos separados entre sí. Los sólidos se transportan a través del espiral hasta las aberturas de descarga, como ocurre también en la separación de dos fases.[2]
Las aplicaciones típicas de la separación en tres fases son la producción de aceites comestibles como el aceite de oliva, el procesamiento de lodos de aceite, la producción de biodiesel, etc.
A través de la alimentación, el medio de separación a procesar puede introducirse en el centro de la cámara de alimentación de la espiral, donde se acelera. El rendimiento influirá en el tiempo de residencia.[3]
El medio de separación alcanza su velocidad máxima en el recipiente del decantador, provocando que los sólidos se depositen en el diámetro interior del recipiente. Un rasgo característico del cuenco es su forma cilíndrica/cónica.
Existe una diferencia de velocidad entre el recipiente del decantador y la espiral, que se crea mediante un engranaje en las centrífugas decantadoras industriales. La velocidad diferencial determina el contenido sólido en la salida.
Profundidad del estanque / Discos de vertedero
En la centrífuga decantadora, el líquido clarificado fluye hacia el extremo cilíndrico del recipiente, desde donde sale a través de las aberturas de la tapa del recipiente. Estas aberturas contienen discos/placas de vertedero ajustables con precisión, mediante los cuales se puede ajustar la profundidad del estanque en la cubeta. Los discos de vertedero determinan el volumen de llenado del recipiente.
La principal aplicación de las centrífugas decantadoras es separar grandes cantidades de sólidos de líquidos de forma continua. También se utilizan para lavar y secar diversos sólidos en la industria, como perlas de poliestireno, clarificar líquidos y concentrar sólidos. La Tabla 1.0 muestra varios ejemplos de la utilización de centrífugas decantadoras en diversas industrias.
Parámetro técnico de la centrífuga decantadora de 2 fases:
Parámetro técnico de la centrífuga decantadora trifásica:
Industrias con ejemplos correspondientes que utilizan centrífugas decantadoras
Procesamiento de alimentos:
Grasa animal comestible
Proteína animal
Recuperación de proteínas
Aceites vegetales como el aceite de oliva y el aceite vegetal.
Vino (aclaración)
Jugo de frutas, bayas y verduras.
Proteína de soya
Lácteos (recuperación de lactosa, finos de suero y finos de queso)
Cafe y te
Pectina
Petroquímica/petróleo:
Refinación
Deshidratación
perforación de pozos petroleros
Aditivos para aceites lubricantes
Reciclaje del flujo de aceite usado
Reciclaje de residuos:
Aguas residuales municipales
Limpieza del agua de lavado
procesamiento de pescado
Comida de pescado
Aceite de pescado
Químico:
Hierbas medicinales
Extracción química
Procesamiento de minerales:
Fabricantes de bentonita y dióxido de titanio.
Procesamiento de arcilla caolín y carbonato de calcio.
industria quimica organica
Productos orgánicos intermedios y finales.
Industria de polímeros:
Termoplásticos, por ejemplo PVC, caucho sintético y fibras.
Industria química inorgánica:
Agentes blanqueadores
Ácidos
Productos de sílice
Fertilizantes
Ventajas de la centrífuga decantadora
Las centrífugas decantadoras tienen una apariencia limpia y tienen pocos o ningún problema de olores.
El dispositivo no solo es fácil de instalar y rápido de encender y apagar, sino que también requiere un área pequeña para su funcionamiento en comparación con otros procesos de la competencia.
La centrífuga decantadora es versátil ya que se pueden seleccionar diferentes longitudes de la sección del recipiente cilíndrico y el ángulo del cono para diferentes aplicaciones. Además, el sistema se puede preprogramar con varias curvas de diseño para predecir el tipo de lodo, mientras que algunos procesos competitivos, como un filtro prensa de correa, no pueden cambiar el tipo de correa para operar con diferentes tipos de lodo. Su versatilidad permite que la máquina tenga diversas funciones como operar para espesar o deshidratar.
La máquina puede funcionar con una mayor capacidad de rendimiento que las máquinas más pequeñas. Esto también reduce la cantidad de unidades requeridas.
El dispositivo es fácil de optimizar y operar ya que tiene pocas variables importantes e información de retroalimentación confiable.
La centrífuga decantadora tiene costos de mano de obra reducidos en comparación con otros procesos, ya que requiere poco mantenimiento continuo y atención del operador.
En comparación con algunos procesos competitivos, como el proceso de filtro de correa, la centrífuga decantadora tiene más flexibilidad de proceso y mayores niveles de rendimiento.
Los principales tipos de centrífugas decantadoras son la orientación vertical, la orientación horizontal y la transportadora/desplazamiento.
En las centrífugas decantadoras verticales, el conjunto giratorio se monta verticalmente con su peso sostenido por un solo cojinete en la parte inferior o suspendido desde la parte superior. La caja de cambios y el recipiente están suspendidos del cabezal de transmisión, que está conectado al bastidor.[5] El decantador vertical permite el funcionamiento a alta temperatura y/o alta presión debido a la orientación y los sellos rotacionales provistos en un extremo. Sin embargo, esto hace que el dispositivo sea más caro que la centrífuga decantadora horizontal, que no está presurizada y es abierta. La ventaja de la máquina vertical sobre la máquina horizontal es que el ruido emitido durante la producción es mucho menor debido a la menor vibración.
En las centrífugas decantadoras horizontales, como se muestra en la figura 1, el conjunto giratorio está montado horizontalmente con cojinetes en cada extremo de un marco rígido, lo que proporciona una buena superficie de sellado para aplicaciones de alta presión. La alimentación ingresa a través de un extremo de los cojinetes, mientras que la caja de cambios está unida al otro extremo y funciona por debajo de la velocidad crítica. Las capacidades varían hasta 40.000 libras (18.000 kg) de sólidos por hora con tasas de alimentación de líquido de hasta 300 galones estadounidenses (1,1 m3) por minuto. La máquina horizontal está dispuesta de manera que la lechada se pueda introducir en el centro de una plataforma giratoria. Recipiente cilíndrico horizontal. El tornillo de descarga en espiral fuerza los sólidos hacia un extremo del recipiente a medida que se acumulan en las paredes. Esta orientación es el diseño más común implementado en la industria.
En las centrífugas decantadoras con transportador, el transportador o espiral cabe dentro de un recipiente giratorio y transporta los sólidos depositados contra la pared, empujándolos a través de una playa hacia el flujo inferior donde se descargan los sólidos. El transportador permite un aumento en la eficiencia de separación y la capacidad de alimentación.
El proceso de separación en una centrífuga decantadora se basa en algunas características del proceso, como la fuerza centrífuga o fuerza G, la velocidad de sedimentación y el factor de separación, la velocidad diferencial entre el transportador y el recipiente y la claridad de la descarga del líquido.
Las centrífugas decantadoras requieren una fuerza centrífuga para la separación de los sólidos del líquido. Esta característica depende del radio de la centrífuga y de su velocidad de rotación angular. Un decantador centrífugo aplica una fuerza equivalente a varios miles de G, lo que reduce el tiempo de sedimentación de las partículas. También se prefiere mantener una fuerza G grande, lo que dará como resultado una separación mejorada.
La velocidad a la que se produce la sedimentación es una característica importante del proceso de separación por centrífuga decantadora. La velocidad de sedimentación está influenciada por el tamaño de las partículas, las formas de las partículas, su diferencial de densidad entre sólido y líquido y la viscosidad del líquido. Esta característica del proceso se puede mejorar utilizando agentes floculantes. La velocidad de sedimentación también depende del factor de separación del decantador centrífugo, que está relacionado con la fuerza centrífuga.
El recipiente exterior y el transportador de espiral giran a diferentes velocidades. Esta velocidad diferencial entre los dos es responsable de la sedimentación en todo el cilindro centrífugo decantador. Una alta velocidad diferencial da como resultado un menor tiempo de residencia de la torta, por lo que es necesario mantener el espesor de la torta al mínimo para evitar perjudicar la calidad de la descarga. Mantener el espesor de la torta al mínimo también ayuda a mejorar el proceso de deshidratación de la torta. Por este motivo, es necesario obtener una velocidad diferencial óptima para equilibrar el espesor y la calidad de la torta.
La característica afecta sobre todo a la claridad de la salida del líquido, que depende de la tasa volumétrica total,[5] donde un mayor caudal dará como resultado una claridad líquida deficiente. Otra característica que influye en la claridad de la salida del líquido es la velocidad diferencial. Una velocidad diferencial baja da como resultado una mejor claridad y, por lo tanto, ayuda en el proceso de separación. La fuerza G también influye en la claridad de la descarga del líquido. Una fuerza G más alta da como resultado un aumento en la separación de las partículas sólidas del líquido y produce una mejor claridad.
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