CENTRIFUGAO CENTRIFUGAO Separao lquidolquido A separao de um

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

CENTRIFUGAÇÃO A força centrífuga do fluido a uma distância r Fc= mr w 2 Logo. . . a força diferencial d. Fc ao longo da espessura dr. . . d. Fc = (dm)rw 2

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

CENTRIFUGAÇÃO d. Fc = (dm)rw 2 A = 2 π b r d. Fc = A ρ r w 2 dr Como P =F/A

CENTRIFUGAÇÃO Variação radial da pressão. . . Integrando a equação entre r 1 e r 2 temos: P 2 - P 1 = ρω2 (r 22 -r 12)/2

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

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. . .

para encontrar a pressão de cada componente no raio rn. . . ρAω2 (rn 2 - r 12)/2 = ρBω2(rn 2– r 22)/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 2 g

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 q 1 e Σ 1 para um valor de q 2 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/m 3 e de nata é 915 kg/m 3, 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/m 3 é clarificada por centrifugação. A densidade da solução é de 801 kg/m 3 e sua viscosidade é de 100 cp. • O vaso da centrifuga tem r 2 = 0, 02225 m e r 1= 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 m 3/h.

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