Una centrífuga 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 diferentes fases. Una centrífuga decantadora (también conocida como centrífuga de tazón sólido ) separa continuamente 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, petrolera y de 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). [1]
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 (p. ej. 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]