Centrifugă de filtrare

Centrifugarea este un procedeu mecanic care permite accelerarea separarii unor sisteme eterogene, ca: suspensii (solide dispersate in lichide), emulsii (dispersia, sub forma de picaturi fine, a unui lichid in altul), amestecuri de gaze etc. Masinile care realizeaza centrifugarea pot fi centrifuge, supracentrifuge sau ultracentrifuge.

Forta centrifuga poate fi utilizata insa si pentru separarea fazelor in procesul de concentrare prin evaporarea unor substante termolabile. Forta centrifuga asigura in acest caz un contact pe durata mica (sub o secunda) a filmului subtire de lichid (sub 0,1 mm) cu suprafata fierbinte a tamburului.

Separarea componentelor unei suspensii se poate face prin:

- sedimentare (Fig.1.), adica prin actiunea diferentiala a gravitatiei asupra fazelor suspensiei avand densitati diferite; dupa cum faza dispersa a suspensiei are densitatea mai mare sau mai mica decat faza dispersanta (continua), particulele suspensiei se depun sau se ridica;

Fig. 1. Separarea componentelor unui amestec solid - lichid prin sedimentare

1 - recipient; 2 - suspensie; 3 - sediment;

- filtrare (Fig.2), cu ajutorul unei suprafete sau unui strat poros prin care poate trece numai faza fluida; spre deosebire de sedimentare, filtrarea nu este conditionata de diferenta dintre densitatile fazelor care se separa, ci de diferenta dintre presiunile pe cele doua fete ale stratului filtrant; filtrarea se produce in mod obisnuit in campul fortelor de presiune care se realizeaza datorita presiunii hidrostatice a stratului de suspensie; presiunii pe fata superioara a stratului filtrant obtinuta prin pomparea suspensiei sau cu aer comprimat deasupra stratului de suspensie; depresiunii pe fata inferioara a stratului filtrant.

Fig. 2. Separarea componentelor unui amestec solid - lichid prin filtrare

1 - recipient; 2 - suspensie; 3 - sediment; 4 - strat filtrant.

La miscarea pe traiectoria circulara de raza r a unei particule cumasa m, forta centrifuga este : ,

unde: este viteza unghiulara, iar este acceleratia campului centrifugal. Spre deosebire de campul de forte gravitational, campul fortelor centrifuge este neomogen pe raza (intensitatea lui creste in lungul razei), iar directia fortei centrifuge este radiala si se roteste cu viteza unghiulara Intensitatea campului de forte centrifuge poate fi variat prin modificarea lui r sau a lui Centrifugele sunt masini care permit realizarea procesului de centrifugare. Partea lor principala o constituie tamburul (cilindric, tronconic, cilindro-conic) in interiorul caruia se introduce suspensia: tamburul este antrenat in miscare de rotatie cu viteza unghiulara La separarea dupa principiul filtrarii, tamburul centrifugei este perforat spre a permite evacuarea filtratului. La separarea dupa principiul sedimentarii tamburul este neperforat. Centrifugarea de sedimentare se aplica in general pentru separarea suspensiilor greu fitrabile, separarea emulsiilor, iar, in unele cazuri pentru separarea componentelor amestecurilor gazoase.

Separarea centrifugala a fazelor poate fi aplicata atat la sisteme macroscopice, cat si la sisteme microscopice si coloidale.

Suprafata lichidului in interiorul tamburului este perpendiculara pe directia fortei rezultante care actioneaza asupra ei. Aceasta rezulta din insumarea vectoriala a fortelor care actioneaza asupra suprafetei: greutatea si forta centrifuga , care intr-un tambur cilindric vertical este

Clasificarea centrifugelor

O centrifuga se compune principal, dintr-un tambur pus in miscare de rotatie de un sistem de antrenare (fig. 3). In plus centrifugele sunt prevazute si cu mijloace necesare pentru descarcarea si colectarea fazelor separate prin centrifugare. Intregul ansamblu se afla intr-o carcasa, asamblata rigid sau elastic pe un batiu.

Clasificare centrifugelor se poate face dupa mai multe criterii:

dupa scopul tehnologic: filtrante sau de sedimentare;

dupa factorul de separare:

- centrifuge normale <3000;

- supra si ultracentrifuge >3000;

1.Alexandru Chisiu, Dorina Matiesan, Teodor Madarasan, Dumitru Pop - ,,Organe de masini", Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1981.

2.Constantin Raduti, Eugen Nicolescu - ,,Masini electrice rotative fabricate in Romania", Editura Tehnica, Bucuresti, 1981.

3.Institutul Roman de Standardizare - ,,Prescriptii generale de proiectare. Elemente de legatura si transmisie" (Colectie STAS), Editura Tehnica, Bucuresti, 1983.

4. V. V. Jinescu - ,,Elemente constructive pentru dispozitive de amestecare", Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1998.