Aula centrifugação

Prévia do material em texto

Operações Unitárias:
Centrifugação
Profª. Camila Ortiz Martinez
UTFPR Campo Mourão
CENTRIFUGAÇÃO
 Gravidade x força centrífuga ( rotação)
 Líquido x líquido, ou líquido x sólido por sed. é lenta:
 pesos específicos mto próximos
 forças de associações = emulsões
 Ex: leite e nata (1 dia)
 Força centrífuga + gravidade
 Meios fermentativos
 Ex: clarificação de bebidas; espessamento de suspensões de 
amido; filtração de cristais de açúcar ou de sal comum.
CENTRIFUGAÇÃO
 Força centrífuga depende do raio, da velocidade, e da massa 
da partícula (+ pesada = > força)
 Líquidos diferentes: espessura depende ≠a de densidade
 + denso nas paredes do recipiente e + leve na parte 
anelar mais interna
 Seja r o raio de giração da carga, N a rotação (rpm), K o fator de 
multiplicação do campo gravitacional 
 Apenas para fixar ordens de grandeza, diremos que uma centrífuga 
de meio metro de diâmetro girar a 2.000 rpm, resultará K = 2.240. 
Isto significa que atuará sobre as partículas uma força igual a 
2.240 vezes o seu próprio peso. Pode-se falar também numa 
aceleração igual a 2.240 g. Na indústria química trabalha-se:
 com K entre 300 e 3.500 a 19.000 nas centrífugas decantadoras
 e 45.000 a 300.000 nas ultracentrífugas
3 21,12 10   K r N
Tipos de Operação
 Descontínuas: carga e descarga cent. parada
 Semi-contínuas: batelada (< consumo de energia)
 Contínuas: regime permanente
Tipos de centrífugas
 Centrífugas decantadoras
 Um tambor horizontal, vertical ou inclinado gira em alta 
rotação em torno do eixo
 Partículas periferia
 Contínua ou semi-contínua (facas ou raspadores)
 Suspensões diluídas (1 a 2%)
 Comum: permite a saída dos sólidos por bocais
Tipos de centrífugas
 Centrífugas filtrantes
 Cesta que gira em alta velocidade em torno de um eixo vertical ou 
horizontal e cuja parede é feita de tela ou placa perfurada
 Às vezes há uma tela por dentro e uma placa de reforço por fora
 Periferia = torta (espessura) 
 O filtrado = tambor fixo com válvula que levanta para dar saída ao 
líquido. 
 Furos da cesta = 3 mm e 1,5 mm, dispostos em centros que variam de 
1,2 a 2 cm
 Descarga da torta: contínua ou descontínua
 Lâmina: rotação reduzida
(a) com cesta horizontal e acionamento pela parte superior
(b) acionamento inferior
(c) centrífuga contínua
 As centrífugas contínuas e semi-contínuas resolvem dois 
problemas das centrífugas descontínuas:
 Alto consumo de energia durante a aceleração
 Mão de obra para separar os sólidos
 No tipo padrão, o “Super-D-Hydratator” da Sharples:
 Torta com 5 a 7 cm de espessura é automaticamente 
descarregada 
 Alimentação é interrompida automaticamente
 A maior vantagem centrífugas filtrantes relativamente aos filtros 
comuns:
 Filtro comum = 7% do líquido ficam nos poros da torta
 Centrífuga = 3%
Centrifuga de cesto
 Mel e açúcar
 Cesto: 
 perfurado (coleta do líquido)
 2000 rpm 
 90.000 L/h
 Recuperar ptnas, separar extrato de café, cacau e chá, e na degomagem
de óleos
 Clarificador de tambor
 0,6 a 1 m de diâmetro
 Máximo 3% de sólidos
 Sólidos depositam-se nas paredes (a uma certa espessura: 
remoção pela base)
 > sólidos:
 Cent. de bico (sólidos saem por orifícios)
 Cent. com válvula de descarga (orifícios com válvulas). Vantagens: 
< desperdício do fluído, sólido + seco
 Óleos, amidos e leveduras
 Ambas: 3 frações: leve, densa e sólidos
 Uso: tratamento de óleos, sucos, amidos, leveduras
 300.000 L/h
 Centrifugador contínuo de remoção de lodo
Tambor transportador de tela:
Liquido x sólido: espessador (espessamento de suspensão de amidos)
 > quant. sólidos
 Tambor gira a 25 rpm
 50 ton/h
 Centrifugadores com vaso tubular
 Líquido x líquido
 Elevada velocidade:
15.000 a 50.000 rpm
 Diâmetro: 0,1 m
 Mas pequenas capacidades: 3 a 30L/min
 Não remove os sólidos de forma automática:
opera com  quant. de sólidos
Ex: creme de leite
 Centrifuga de discos
 Líquido x líquido mas: líquido x sólido: prod = liq.
 Tambor cilíndrico (1,2 m) com conjunto de cones de metal invertidos que 
possuem furos emparelhados
 +densa move-se p a parede do tambor ao longo da parte inferior dos discos, e 
a + leve move-se p o centro ao longo da parte superior dos discos
 > mas com < vel.: 2000 a 7000 rpm
 Até 150.000 L/h
(quantidade moderada de sólidos)
Ex: - Separar creme de leite
- Clarificar óleos, extratos de 
café e sucos, 
Referência Bibliográfica
 Fellow, P. J. Tecnologia do processamento de alimentos: 
princípios e prática. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2006.