CENTRIFUGAÇÃO

CENTRIFUGAÇÃO Separação líquido-líquido A separação de um componente de uma mistura líquido-líquido onde os líquidos são imiscíveis, mas estão dispersos como em uma emulsão, é uma operação comum na indústria de alimentos. Por exemplo: na indústria de laticínios é bastante comum a separação por centrifugação do leite integral separando-o em leite desnatado e nata.

CENTRIFUGAÇÃO Nas separações líquido-líquido, a posição dos vertedores de saída torna-se mais importante do que no caso das separações entre sólidos e líquido, pois além de controlar o volume retido no centrifugador e o diâmetro crítico das partículas, determina também se é possível ou não a separação.

CENTRIFUGAÇÃO posição dos vertedores de saída

Logo ...a força diferencial dFc ao longo da espessura dr ... CENTRIFUGAÇÃO A força centrífuga do fluido a uma distância r Fc= mr w2 Logo ...a força diferencial dFc ao longo da espessura dr ...          dFc = (dm)rw2

CENTRIFUGAÇÃO Onde... altura do vaso = b volume do fluido (V) V= densidade = ρ

CENTRIFUGAÇÃO dFc = (dm)rw2 A = 2 π b r dFc = A ρ r w2 dr Como P =F/A

CENTRIFUGAÇÃO Variação radial da pressão... Integrando a equação entre r1 e r2 temos: P2 - P1 = ρω2 (r22 -r12)/2    

CENTRIFUGAÇÃO no vaso de uma centrífuga contínua....   no vaso de uma centrífuga contínua.... o líquido pesado é liberado pela abertura 1 → r1 o líquido leve é liberado pela abertura 2 → r2

CENTRIFUGAÇÃO Em um raio rn há a separação entre as duas fases. Para um sistema estar em equilíbrio hidrostático as pressões em ambos os lados da interface devem ser iguais...

ρAω2 (rn2 - r12)/2 = ρBω2(rn2– r22)/2 para encontrar a pressão de cada componente no raio rn ... ρAω2 (rn2 - r12)/2 = ρBω2(rn2– r22)/2 ρA é a densidade do líquido pesado ρB é a densidade do líquido leve.

CENTRIFUGAÇÃO Ampliação de escala de centrifugas e o parâmetro Σ Uma característica física útil, o parâmetro Σ, pode ser obtido multiplicando-se e dividindo a equação da taxa volumétrica de alimentação... por 2g

CENTRIFUGAÇÃO Com a substituição temos....

CENTRIFUGAÇÃO velocidade terminal da partícula... e o parâmetro Σ ...

CENTRIFUGAÇÃO O parâmetro Σ é uma característica física de uma centrífuga e equivale a área de sedimentação de um decantador com as mesmas características de separação na mesma taxa de alimentação... Assim temos ...

CENTRIFUGAÇÃO Para ampliar a escala de um processo a partir de testes de laboratório com q1 e Σ1 para um valor de q2 usamos a relação .. A ampliação de escala considera que as forças centrifugas estão relacionadas em um fator de até 2 e que as geometrias dos equipamentos são similares...

CENTRIFUGAÇÃO Na separação centrífuga da nata utiliza-se um separador com raio de descarga de 5 cm e 7,5 cm. Se a densidade do leite desnatado é 1032 kg/m3 e de nata é 915 kg/m3, calcule o raio da zona neutra de forma que o ponto de alimentação possa ser projetado Quais considerações são necessárias para afirmar se é possível ou não fazer esta separação ? Dados: ρA = 1032 kg m-3, ρB= 915 kg m-3

CENTRIFUGAÇÃO Exemplo 2 Uma solução viscosa tem partículas de densidade igual a 1461 kg/m3 é clarificada por centrifugação. A densidade da solução é de 801 kg/m3 e sua viscosidade é de 100 cp. O vaso da centrifuga tem r2 = 0,02225 m e r1= 0,00716 m e uma altura (b) de 0,1970 cm. Determine o parâmetro Σ se N= 23.000 rotações por minuto e a taxa de fluxo é de q= 0,002832 m3/h.

Disponível em www.enq.ufsc.br/muller Material elaborado por José Miguel Müller Prof. De Op. Unitárias de Transferência De Quantidade de Movimento Disponível em www.enq.ufsc.br/muller /