¿Qué es una centrífuga decantadora?

Una centrífuga decantadora es una máquina de hilado continuo de alta-velocidad que separa sólidos de líquidos (o de dos líquidos de diferente densidad) mediante la fuerza centrífuga en lugar de la gravedad o medios filtrantes. Es la opción estándar para la deshidratación de lodos, la recuperación de petróleo y el procesamiento de alimentos/químicos dondequiera que un proceso deba funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, sin telas filtrantes ni ciclos por lotes. Las máquinas se clasifican principalmente por número de fases (bifásicas frente a . 3-fases) y tamaño del tazón, y seleccionar la correcta depende del material de alimentación, el rendimiento requerido y el grado de sequedad de salida objetivo.

¿Cómo separa realmente una centrífuga decantadora los sólidos de los líquidos?

Hace girar una mezcla dentro de un recipiente giratorio horizontal lo suficientemente rápido como para que la fuerza centrífuga - a menudo de 1000 a 4000 veces la fuerza de la gravedad - empuje los sólidos más densos hacia la pared exterior en segundos, mientras que un transportador de tornillo que gira a una velocidad ligeramente diferente raspa continuamente esos sólidos por un extremo a medida que el líquido clarificado sale por el otro.

Esto es lo que sucede paso a paso dentro de la máquina:

Entrada de feed.La lechada se bombea a la máquina a través de un tubo de alimentación estacionario que pasa por el centro del recipiente giratorio.

Aceleración.Un distribuidor de entrada eleva suavemente el alimento entrante a la velocidad del tazón antes de ingresar a la cámara de separación, lo que reduce la turbulencia y el daño por corte a los sólidos frágiles.

Sedimentación.Una vez dentro del recipiente giratorio, la fuerza centrífuga hace en segundos lo que la gravedad tardaría horas en lograr en un tanque de sedimentación: impulsa las partículas sólidas de mayor-densidad hacia afuera contra la pared del recipiente, mientras que el líquido de menor-densidad forma una capa concéntrica más cerca del centro - esta capa líquida a menudo se llama "estanque".

Transporte de sólidos.Dentro del recipiente se encuentra un transportador de tornillo (desplazamiento) que gira en la misma dirección que el recipiente pero a una velocidad ligeramente diferente. Esta diferencia de velocidad es lo que arrastra continuamente los sólidos sedimentados a lo largo de la pared del recipiente hacia el extremo cónico y angosto.

Descarga de sólidos.A medida que el transportador empuja los sólidos hacia arriba por el cono (a veces llamado "playa"), el líquido restante se drena nuevamente al estanque y los sólidos más secos salen a través de los puertos de descarga como una "torta" deshidratada.

Descarga de líquido.Mientras tanto, el líquido clarificado fluye por el extremo opuesto del recipiente, generalmente sobre un conjunto de placas ajustables que permiten a los operadores-ajustar la profundidad del estanque de líquido - y, por lo tanto, el equilibrio entre la claridad del líquido y la sequedad de los sólidos.

Debido a que cada parte de este ciclo ocurre de manera continua y simultánea, una centrífuga decantadora puede procesar el alimento las 24 horas del día sin el ciclo de parada-inicio del lote de un filtro prensa y sin consumir tela filtrante o medio filtrante.

¿Qué tipos de centrífugas decantadoras existen y cuál se adapta a mi aplicación?

Las dos formas más importantes de clasificar las centrífugas decantadoras son porcuantas fases separan(bifásico frente a . 3-fase) y portamaño del tazón, que determina el rendimiento. Una clasificación secundaria porfunción de proceso- clarificar, deshidratar, concentrar o clasificar - ayuda a hacer coincidir la geometría del recipiente con su objetivo de separación específico.

¿Cuál es la diferencia entre una centrífuga decantadora bifásica y trifásica?

A Centrífuga decantadora de 2 fasessepara una alimentación en solo dos salidas: sólidos y un solo líquido. Esta es la configuración más comúnmente utilizada para la deshidratación de lodos municipales e industriales, la deshidratación de lodos minerales y la separación general de sólidos-líquidos en procesos químicos, alimentarios y mineros.

A Centrífuga decantadora trifásica(a veces llamado tricanter) agrega una segunda línea de descarga de líquido independiente, lo que le permite separar sólidos más dos líquidos inmiscibles de diferentes densidades - generalmente aceite y agua - en una sola pasada. Esto lo convierte en la opción estándar en cualquier lugar donde una corriente de proceso contenga aceite, agua y sólidos juntos, como lodos de fondo de tanques de petróleo crudo-, aguas residuales aceitosas o procesamiento de aceites vegetales y animales. La diferencia mecánica clave es un control entre fases-ajustable (un impulsor o un sistema de placa de vertedero-) que permite a los operadores cambiar el punto de corte entre las fases de líquido pesado y liviano sin detener la máquina.

¿Existen otras formas de clasificar las centrífugas decantadoras?

Sí, los fabricantes de - también describen las centrífugas decantadoras según la tarea de separación para la que está optimizada la geometría del recipiente:

Decantadores clarificantesestán optimizados para producir la salida de líquido más clara posible a partir de una alimentación con una concentración de sólidos relativamente baja.

Decantadores deshidratadoresestán optimizados para exprimir la mayor cantidad de líquido residual posible, produciendo la torta de sólidos más seca posible - la prioridad en la mayoría de las aplicaciones de lodos y biosólidos.

Decantadores concentradoresespesar una suspensión diluida hasta convertirla en una corriente de sólidos más densa sin necesariamente alcanzar la máxima sequedad, lo que a menudo se utiliza como paso previo-espesamiento antes de una prensa de deshidratación.

Clasificar decantadoresSepare las partículas por tamaño en lugar de simplemente por densidad, lo que resulta útil en el procesamiento de minerales donde las fracciones de diferentes tamaños de partículas-es necesario enrutarlas de manera diferente.

En la práctica, la mayoría de los compradores industriales seleccionan equipos principalmente por el número de fases y el tamaño del recipiente, y dejan que los ingenieros de procesos de sus proveedores ajusten el paso de la espiral, la velocidad del recipiente y la profundidad del estanque para obtener el resultado específico de clarificación, deshidratación o concentración que necesitan.

¿Qué industrias utilizan centrífugas decantadoras y para qué?

Respuesta corta:Las centrífugas decantadoras se utilizan dondequiera que un proceso continuo necesite separar sólidos de un líquido (o de aceite y agua) sin detenerse durante ciclos por lotes - principalmente en el tratamiento de aguas residuales, petróleo y gas, alimentos y bebidas, productos químicos y minería.

Tratamiento de aguas residuales municipales e industriales:deshidratación y espesamiento de lodos y biosólidos antes de su eliminación, incineración o aplicación al suelo - la categoría de aplicación más grande para centrífugas decantadoras en todo el mundo.

Petróleo y gas:recuperar petróleo de los lodos-del fondo de los tanques, lodos de perforación y desechos de yacimientos petrolíferos; Los decantadores trifásicos también se utilizan para separar petróleo crudo, agua y sólidos de los flujos de producción.

Comida y bebida:clarificar y deshidratar productos como aceite vegetal y de oliva, aceite de pescado, almidón y gluten, proteína de soja, zumo de frutas y productos lácteos, generalmente utilizando una construcción de acero inoxidable-de calidad alimentaria.

Procesamiento químico:separar y recuperar catalizadores, polímeros, resinas y subproductos-de reacción, lo que a menudo requiere materiales-resistentes a la corrosión, como titanio o aleaciones con alto contenido-de níquel para medios agresivos.

Minería y procesamiento de minerales:deshidratar relaves y concentrados minerales, y recuperar agua de proceso para su reutilización - una aplicación cada vez más importante a medida que las minas enfrentan regulaciones más estrictas sobre el uso-de agua y la eliminación de relaves-.

Construcción y perforación:deshidratación de lodo de excavación, lodo-de perforación de túneles y lodo de bentonita procedente de trabajos de perforación-de cimientos y pilotes.

¿Cómo se comparan los modelos de centrífuga decantadora en tamaño y rendimiento?

El diámetro del tazón es el factor más importante de la capacidad de rendimiento. - los tazones más grandes manejan tasas de flujo más altas, mientras que los tazones más pequeños y de mayor-velocidad generan más fuerza G-para la separación de partículas finas-. La siguiente tabla muestra los rangos de referencia típicos-de toda la industria para los tamaños de tazones comunes; Las cifras exactas varían según el fabricante y la aplicación.

Las cifras anteriores son rangos de referencia de la industria general compilados con fines comparativos y diferirán entre fabricantes y modelos específicos. Confirme siempre las cifras exactas de rendimiento con la hoja de datos certificada del fabricante antes de tomar una decisión de compra.

Como regla general: si la claridad de las-partículas finas importa más que el volumen bruto (por ejemplo, pulir un líquido para eliminar partículas muy pequeñas), un recipiente más pequeño y de mayor-velocidad suele ser la mejor opción. Si su prioridad es procesar un caudal grande de lodo más grueso (por ejemplo, lodos municipales o desechos de túneles), un diámetro de tazón más grande con una velocidad de operación más baja suele ser más eficiente energéticamente-por unidad de rendimiento.

Preguntas frecuentes

P: ¿Cómo sé si necesito una centrífuga decantadora bifásica o trifásica?

R: Si su alimento contiene solo sólidos y un solo líquido (como lodo y agua), un decantador de 2-fases es más simple y más rentable-. Si su alimento contiene sólidos más dos líquidos de diferentes densidades - (más comúnmente aceite y agua), necesitará un decantador trifásico (tricanter) para separar las tres corrientes en una sola pasada.

P: ¿Cuánto rendimiento puede manejar una centrífuga decantadora?

R: El rendimiento aumenta con el tamaño del tazón, aproximadamente desde menos de 1 m³/h para unidades de laboratorio-pequeñas a escala hasta 50+ m³/h para tazones industriales grandes, aunque la capacidad real siempre depende del contenido de sólidos, el tamaño de las partículas y la viscosidad del alimento específico - y no solo del tamaño del tazón.

P: ¿Puede una centrífuga decantadora manejar material abrasivo?

R: Sí, siempre que las-zonas propensas al desgaste - las aletas de desplazamiento, la zona de alimentación y los puertos de descarga de sólidos - estén protegidos con placas de carburo de tungsteno, inserciones cerámicas o revestimientos duros-que se ajusten a la abrasividad de la alimentación. Los lodos mineros, el lodo de perforación y los lodos cargados de arena-generalmente requieren una mayor protección contra el desgaste que las corrientes limpias de grado alimenticio-.

P: ¿Cuál es la diferencia entre una centrífuga decantadora y un separador de discos-pila (de discos)?

R: Una centrífuga decantadora utiliza un recipiente horizontal y un transportador de tornillo y puede manejar alimentos con un contenido de sólidos relativamente alto (hasta aproximadamente el 50%), lo que la hace adecuada para la deshidratación de lodos y lechadas. Un separador de pila de discos- utiliza una pila vertical de discos cónicos, genera una fuerza G-más alta y es más adecuado para una alimentación de sólidos-baja (normalmente por debajo del 8%) donde la prioridad es pulir un líquido hasta obtener una claridad muy alta - por ejemplo, la clarificación final de aceite de oliva o jugo de frutas después de que un decantador ya haya eliminado la mayor parte de los sólidos.

P: ¿Qué determina qué tan seca estará la torta de sólidos descargada?

R: La sequedad de la torta depende de la velocidad del tazón (fuerza G-), la velocidad diferencial entre el tazón y el transportador de tornillo, la profundidad del estanque, la longitud de la sección cónica de la "playa" y las características físicas del alimento en sí - tamaño de las partículas, forma de las partículas y qué tan bien cualquier floculante agregado acondiciona los sólidos antes de que ingresen a la máquina.

P: ¿Es una centrífuga decantadora mejor que un filtro prensa o una prensa de banda?

R: Depende del proceso. Las centrífugas decantadoras funcionan continuamente con una asistencia manual mínima y sin medios filtrantes que reemplazar, lo que las hace ideales para operaciones de alto-volumen,-las-horas. Los filtros prensa generalmente logran una torta más seca para partículas finas y difíciles-de-desaguar, pero operan en lotes y requieren más mano de obra para realizar ciclos y limpiar. Las prensas de banda se ubican entre - continuas como un decantador, pero generalmente producen una torta menos seca y requieren un reemplazo periódico de la banda.

P: ¿Con qué materiales se debe construir la centrífuga para aplicaciones corrosivas o de calidad alimentaria-?

R: La construcción estándar suele ser de acero inoxidable 304 o 316L. Para medios químicos más agresivos, se utilizan materiales mejorados como acero inoxidable dúplex, titanio o aleaciones con alto contenido de -níquel (por ejemplo, Hastelloy). Las aplicaciones alimentarias y farmacéuticas requieren además acabados superficiales higiénicos y, en muchos casos, un diseño compatible con CIP (limpieza-in-lugar).

P: ¿Con qué frecuencia necesita mantenimiento una centrífuga decantadora?

R: El mantenimiento de rutina es comparativamente ligero: lavado regular del transportador y del tazón después de cada ejecución, inspección periódica de los componentes-resistentes al desgaste en las zonas de alimentación y descarga, y revisiones programadas de los cojinetes y la caja de engranajes. Los intervalos de servicio reales dependen en gran medida de la abrasividad del alimento y de cuántas horas por día funciona la unidad.

Fuentes a las que se hace referencia para mayor precisión técnica durante la investigación (el contenido anterior está escrito de forma independiente y no reproduce texto de estas fuentes): Alfa Laval, ANDRITZ, Centrisys/CNP producto público y documentación técnica.