Shenzhou Machinery - Fabricante profissional de centrífugas industriais e fornecedor de separadores centrífugos na China.
Fornecedores e fabricantes de centrífugas de disco | Shenzhou
A centrífuga de discos empilhados é a mais comum para a separação de biomassa de algas em diversas aplicações, incluindo a produção de biodiesel de algas em plantas-piloto. Ela consiste em um recipiente cilíndrico raso espaçado por discos metálicos e é adequada para a separação de partículas com tamanho de 3 a 30 μm, com concentrações muito baixas de 0,02% a 0,05% de culturas de microalgas com até 15% de sólidos.
Uma centrífuga de discos empilhados tem sido usada com sucesso não apenas para separar sólidos/líquidos, mas também líquidos/líquidos entre si, utilizando forças centrífugas muito elevadas em um único processo contínuo. Este tipo de centrífuga apresenta um tempo de separação muito curto devido à sua capacidade de aplicar uma força centrífuga de 4.000 a 14.000 vezes a força gravitacional. As partículas sólidas mais densas, submetidas a essas altas forças centrífugas, são forçadas para fora contra a parede do tambor rotativo, enquanto as partículas líquidas menos densas são deslocadas para o centro. Materiais de diferentes densidades são, portanto, separados em camadas finas, e o estreito canal de fluxo de 0,4 a 3 mm entre os discos próximos implica que a distância que os materiais devem percorrer para que essa separação ocorra é pequena. As centrífugas de discos empilhados são encontradas em diversos tipos, com base no mecanismo de descarga e se os sólidos são descarregados ou retidos.
A principal desvantagem da centrífuga de discos empilhados é o seu maior consumo de energia em comparação com outros tipos. Amaro et al. [118] estudaram o consumo de energia da centrífuga de discos empilhados Westfalia HSB400 com uma vazão limitada de 35 m³/h e uma demanda operacional normal aproximada de 50 kW. Com base nessas especificações, o custo de energia para a separação pode chegar a 1,43 kWh/m³. Para realizar uma análise econômica da produção de biodiesel a partir de algas utilizando a Westfalia HSB400, foram feitas algumas suposições. A centrífuga de discos empilhados é alimentada com 0,02% do peso seco de uma suspensão de microalgas com teor de óleo de 40%. Isso produziria 7 kg/h de material algal seco, ou seja, 1,6 kg de óleo de algas. Considerando uma eficiência de recuperação da centrífuga de 100%, os 1,6 kg de óleo de algas obtidos renderiam uma densidade energética de 11,71 kWh, se o poder calorífico for considerado 7,32 kWh/kg. Levando em conta os 35 m³ de caldo de cultura necessários para a centrifugação, a fim de obter tal rendimento energético, o consumo energético correspondente seria de 49 kWh. Isso significa que a energia consumida apenas na etapa de colheita e desidratação é quatro vezes maior que a energia produzida a partir de microalgas na forma de biodiesel.
Para melhorar o retorno energético da centrifugação, recomenda-se a pré-concentração por técnicas de separação a 0,5% do peso seco. Isso resultaria em um material algal seco de 175 kg, produzindo 70 kg de óleo de algas e, consequentemente, 70 kg de biodiesel de algas com um poder calorífico de 512,4 kWh. Nesse caso, 9,6% da energia do biodiesel ainda seria necessária para cobrir o consumo energético da centrifugação. Outras medidas recomendadas para melhorar a eficiência energética incluem o uso de toda a biomassa, em vez de apenas a fração lipídica, para a produção de energia, ou o uso de centrífugas para eliminar outras operações unitárias de alto consumo energético na produção de biocombustíveis de algas [118].
A ruptura e o dano celular podem ocorrer devido ao uso de centrífugas de discos, conforme relatado por Milledge et al. [120]. Isso também pode estar associado a uma redução na eficiência geral da centrifugação e a uma menor concentração de sólidos recuperados, como resultado das partículas sólidas menores. Com base nos parâmetros de um fabricante de discos (Fig. 7) [120], um tamanho mínimo de 7 μm para micro-redemoinhos foi considerado adequado para microalgas. Portanto, recomenda-se fortemente a realização de pesquisas adicionais extensivas para modificar o projeto das centrífugas de discos.
A centrífuga de discos é um dispositivo versátil que pode ser usado para separar misturas sólido/líquido em configurações contínuas, semicontínuas e em batelada (ver Figuras 1.12 e 1.13). Todas as máquinas, com exceção de algumas que operam em batelada, são capazes de processar materiais tóxicos, inflamáveis e voláteis com vazões de até 200 m³ h⁻¹. Misturas líquido-líquido podem ser separadas e, com unidades mais sofisticadas, é possível obter uma separação de três fases (duas líquidas e uma sólida). Em todos os casos, deve existir uma diferença de densidade suficiente entre as fases presentes na alimentação.
