Máquinas Shenzhou - Fabricante profissional de máquina centrífuga industrial e fornecedor de separadores centrífugos na China
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Máquinas Shenzhou - Fabricante profissional de máquina centrífuga industrial e fornecedor de separadores centrífugos na China
O que é centrífuga decanter?
Uma centrífuga decantadora é um dispositivo que emprega alta velocidade de rotação para separar componentes de diferentes densidades. Isso se torna relevante na maioria dos trabalhos industriais onde sólidos, líquidos e gases se fundem em uma única mistura e é necessária a separação dessas diferentes fases. Uma centrífuga decantadora (também conhecida como centrífuga de tigela sólida) separa continuamente materiais sólidos de líquidos na pasta e, portanto, desempenha um papel importante nas indústrias de tratamento de águas residuais, produtos químicos, petróleo e processamento de alimentos. Existem vários fatores que afetam o desempenho de uma centrífuga decanter, e algumas heurísticas de design devem ser seguidas, dependendo de determinadas aplicações.
O princípio de funcionamento de uma centrífuga decanter é baseado na separação por meio de flutuabilidade. Naturalmente, um componente com maior densidade cairia no fundo da mistura, enquanto o componente menos denso ficaria suspenso acima dela. Uma centrífuga decantadora aumenta a taxa de sedimentação através do uso de rotação contínua, produzindo uma força G equivalente entre 1.000 e 4.000 G's. Isto reduz em grande escala o tempo de sedimentação dos componentes, de modo que misturas que antes demoravam horas para sedimentar podem ser sedimentadas em questão de segundos usando uma centrífuga decantadora. Esta forma de separação permite resultados mais rápidos e controláveis.
O produto de alimentação é bombeado para a centrífuga decantadora através da entrada. A alimentação vai para uma tigela horizontal, que gira. A tigela é composta por uma parte cilíndrica e uma parte cônica. A separação ocorre na parte cilíndrica da tigela. A rotação rápida gera forças centrífugas de até 4000 x g. Sob estas forças, as partículas sólidas com maior densidade são coletadas e compactadas na parede do recipiente. Uma rolagem (também rosca ou transportador helicoidal) gira dentro da tigela a uma velocidade ligeiramente diferente. Essa diferença de velocidade é chamada de velocidade diferencial. Desta forma, o scroll transporta as partículas depositadas ao longo da parte cilíndrica do recipiente e até a parte cônica final do recipiente. Na extremidade menor da parte cônica do recipiente, os sólidos desidratados saem do recipiente através da abertura de descarga. O líquido clarificado sai através de um disco descasque (bomba centrípeta interna).
Com uma centrífuga decantadora trifásica, é possível separar 3 fases uma da outra em apenas uma etapa do processo. Por exemplo, dois líquidos que não podem ser misturados devido a diferentes densidades (por exemplo, óleo e água) são separados de uma fase sólida. O líquido pesado (água) se acumula no meio entre a camada de óleo e de sólidos. Assim, os dois líquidos separados um do outro podem ser retirados do decantador. Os sólidos são transportados através da espiral para as aberturas de descarga, como acontece também na separação de 2 fases.[2]
As aplicações típicas da separação trifásica são a produção de óleos comestíveis, como azeite, processamento de lamas oleosas, produção de biodiesel, etc.
Através da alimentação, o meio de separação a ser processado pode ser introduzido no centro da câmara de alimentação da espiral, onde é acelerado. O rendimento terá influência no tempo de residência.[3]
O meio de separação atinge sua velocidade máxima no copo do decantador, fazendo com que os sólidos se assentem no diâmetro interno do copo. Uma característica da tigela é o seu formato cilíndrico/cônico.
Existe uma velocidade diferencial entre o copo do decantador e o scroll, que é criado por um redutor nas centrífugas decantadoras industriais. A velocidade diferencial determina o conteúdo sólido na saída.
Profundidade da lagoa/discos de açude
O líquido clarificado flui para a extremidade cilíndrica da tigela na centrífuga decantadora de processamento de alimentos, de onde sai pelas aberturas na tampa da tigela. Estas aberturas contêm discos de vertedouro/placas de vertedouro ajustáveis com precisão, por meio dos quais a profundidade do tanque no reservatório pode ser definida. Os discos vertedores determinam o volume de enchimento da tigela.
A principal aplicação das centrífugas decantadoras é separar grandes quantidades de sólidos de líquidos de forma contínua. Eles também são usados para lavar e secar diversos sólidos na indústria, como esferas de poliestireno, clarificar líquidos e concentrar sólidos. A Tabela 1.0 mostra vários exemplos de utilização de centrífugas decantadoras em diversas indústrias.
Parâmetro técnico da centrífuga decantadora de 2 fases:
Parâmetro técnico da centrífuga decantadora trifásica:
Indústrias com exemplos correspondentes que usam centrífugas decantadoras
Processamento de comida:
Gordura animal comestível
Proteína animal
Recuperação de proteínas
Óleos vegetais, como azeite e óleo vegetal
Vinho (esclarecimento)
Frutas, frutas vermelhas e suco de vegetais
Proteína de soja
Laticínio (recuperação de lactose, finos de soro de leite e finos de queijo)
Café e chá
Pectina
Petroquímica/petróleo:
Refino
Desidratação
Perfuração de poço de petróleo
Aditivos para óleos lubrificantes
Reciclagem de fluxo de óleo residual
Reciclagem de lixo:
Águas residuais municipais
Limpeza da água de lavagem
Processamento de peixe
Farinha de peixe
Óleo de peixe
Químico:
Medicamentos fitoterápicos
Extração química
Processamento de minerais:
Fabricantes de bentonita e dióxido de titânio
Processamento de argila de caulim e carbonato de cálcio
Indústria química orgânica
Produtos intermediários e finais orgânicos
Indústria de polímeros:
Termoplásticos, por exemplo PVC, borracha sintética e fibras
Indústria química inorgânica:
Agentes branqueadores
Ácidos
Produtos de sílica
Fertilizantes
Vantagens da centrífuga decantadora
As centrífugas decanter têm uma aparência limpa e apresentam pouco ou nenhum problema de odor.
O dispositivo não é apenas fácil de instalar e rápido na inicialização e no desligamento, mas também requer apenas uma pequena área para operação em comparação com outros processos concorrentes.
A centrífuga decanter é versátil, pois diferentes comprimentos da seção cilíndrica do recipiente e o ângulo do cone podem ser selecionados para diferentes aplicações. Além disso, o sistema pode ser pré-programado com várias curvas de projeto para prever o tipo de lodo, enquanto alguns processos concorrentes, como um filtro-prensa de correia, não podem alterar o tipo de correia para operar com diferentes tipos de lodo. Sua versatilidade permite que a máquina tenha diversas funções como operação para espessamento ou desidratação.
A máquina pode operar com maior capacidade de produção do que máquinas menores. Isso também reduz o número de unidades necessárias.
O dispositivo é simples de otimizar e operar, pois possui poucas variáveis importantes e informações de feedback confiáveis.
A centrífuga decantadora reduziu os custos de mão de obra em comparação com outros processos, pois requer baixa manutenção contínua e atenção do operador.
Em comparação com alguns processos concorrentes, como o processo de filtro de correia, a centrífuga decantadora tem mais flexibilidade de processo e níveis mais elevados de desempenho.
Os principais tipos de centrífugas decanter são a orientação vertical, orientação horizontal e Transportador/Scroll.
Nas centrífugas decanter verticais, o conjunto rotativo é montado verticalmente com seu peso suportado por um único rolamento na parte inferior ou suspenso na parte superior. A caixa de engrenagens e o recipiente são suspensos na cabeça de acionamento, que está conectada à estrutura.[5] O decantador vertical permite operação em alta temperatura e/ou alta pressão devido à orientação e às vedações rotacionais fornecidas em uma extremidade. No entanto, isso torna o dispositivo mais caro do que a centrífuga decantadora horizontal, que não é pressurizada e é aberta. A vantagem da máquina vertical sobre a máquina horizontal é que o ruído emitido durante a produção é muito menor devido à menor vibração.
Nas centrífugas decantadoras horizontais, conforme mostrado na figura 1, o conjunto rotativo é montado horizontalmente com rolamentos em cada extremidade em uma estrutura rígida, que fornece uma boa superfície de vedação para aplicações de alta pressão. a caixa de engrenagens é fixada na outra extremidade e opera abaixo da velocidade crítica. As capacidades variam de até 40.000 libras (18.000 kg) de sólidos por hora, com taxas de alimentação de líquidos de até 300 galões americanos (1,1 m3) por minuto. recipiente cilíndrico horizontal. O parafuso de descarga em espiral força os sólidos para uma extremidade do recipiente à medida que são coletados nas paredes. Essa orientação é o design mais comum implementado na indústria.
Nas centrífugas decantadoras transportadoras, o transportador ou scroll cabe dentro de um recipiente giratório e carrega os sólidos depositados contra a parede, empurrando-os através de uma praia em direção ao underflow onde os sólidos são descarregados. O transportador permite um aumento na eficiência de separação e na capacidade de alimentação.
O processo de separação em uma centrífuga decantadora depende de algumas características do processo, como força centrífuga ou força G, taxa de sedimentação e fator de separação, velocidade diferencial entre o transportador e o recipiente e clareza da descarga do líquido.
As centrífugas decanter requerem uma força centrífuga para a separação dos sólidos do líquido. Esta característica depende do raio da centrífuga e da sua velocidade angular de rotação. Uma centrífuga decantadora aplica uma força equivalente a vários milhares de G's, o que reduz o tempo de sedimentação das partículas. Também é favorecido manter uma grande força G, o que resultará numa separação melhorada.
A taxa na qual ocorre a sedimentação é uma característica importante do processo de separação por centrífuga do decantador. A taxa de sedimentação é influenciada pelo tamanho das partículas, pelos formatos das partículas, pelo seu diferencial de densidade entre sólido e líquido e pela viscosidade do líquido. Esta característica do processo pode ser melhorada utilizando agentes floculantes. A taxa de sedimentação também depende do fator de separação da centrífuga decantadora, que está relacionado à força centrífuga.
O recipiente externo e o transportador espiral giram em altas velocidades diferentes. Essa velocidade diferencial entre as duas é responsável pela sedimentação em todo o cilindro da centrífuga decantadora. Uma alta velocidade diferencial resulta em um menor tempo de permanência do recalque da torta, portanto é necessário manter a espessura da torta a um mínimo para não prejudicar a qualidade da descarga. Manter a espessura do bolo no mínimo também ajuda na melhoria do processo de desidratação do bolo. Por esta razão, é necessário obter uma velocidade diferencial ideal para equilibrar a espessura e a qualidade do bolo.
A característica afeta acima de tudo a clareza da saída do líquido, que depende da taxa volumétrica total,[5] onde uma taxa de fluxo mais alta resultará em uma clareza líquida pobre. Outra característica que influencia a clareza da saída do líquido é a velocidade diferencial. Uma baixa velocidade diferencial resulta em melhor clareza, auxiliando, portanto, no processo de separação. A Força G também desempenha um papel na clareza da descarga líquida. Uma força G mais elevada resulta num aumento na separação das partículas sólidas do líquido e produz uma melhor clareza.
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