Centrífuga de água

Tipos de centrífugas de água

Uma centrífuga de água é uma máquina que separa diferentes substâncias em uma mistura usando movimento giratório. Ela funciona girando a mistura em alta velocidade até que camadas distintas se formem. Partículas pesadas se depositam no fundo, enquanto as mais leves se misturam com a água no topo. Com base na natureza e aplicação da substância separadora, existem dois tipos principais de centrífugas:

• Centrífuga de Laboratório:

Uma centrífuga de laboratório é tipicamente usada em laboratórios científicos e vem em vários tamanhos. Ela separa misturas e soluções em pequena escala. A centrífuga gira tubos cheios de amostras. Seu rotor acionado por motor e movimento de alta velocidade, então, separam as partículas do líquido.

• Microcentrífuga:

  Uma microcentrífuga é um dispositivo de laboratório comum para separar líquidos e pequenas amostras sólidas. Ela pode variar em tamanho, com os modelos mais comuns sendo do tamanho de uma impressora padrão. As microcentrífugas usam tubos descartáveis que variam de 0,2 ml a 2 ml e são adequadas para cargas de amostra leves. É usada principalmente em laboratórios de biologia e medicina para tarefas como isolamento de DNA e RNA, purificação de proteínas e separação de células.

  As centrífugas Sebenar, por outro lado, são projetadas para lidar com volumes de amostra maiores em comparação com as microcentrífugas. As centrífugas de laboratório padrão podem acomodar tubos de ensaio de até 50 ml, e em vez de usar a gravidade para fechar firmemente as tampas dos tubos, velocidades mais altas são empregadas.

  As centrífugas de laboratório não se limitam apenas à separação de amostras à base de água; elas também podem ser usadas para separar todos os tipos de amostras líquidas, incluindo solventes orgânicos. Além disso, as centrífugas de laboratório também vêm com vários rotores, incluindo um rotor de ângulo fixo e um rotor de balanço. Eles também vêm com uma variedade de configurações de velocidade e força. Os fabricantes de centrífugas que permitem o fechamento de tubos e frascos permitem que a centrífuga seja usada com segurança para amostras líquidas contendo patógenos potencialmente perigosos.

  Uma centrífuga como esta geralmente terá um temporizador e um tacômetro para exibir a leitura de RPM. Essas são algumas das diferenças que distinguem as centrífugas de laboratório das outras. Uma centrífuga padrão funciona girando um recipiente cheio da mistura a ser separada em altas velocidades. Componentes de maior densidade então se depositam no fundo do recipiente, formando camadas, e os componentes de menor densidade flutuam para cima.

• Separador de Sedimentos de Centrífuga:

  Um separador de sedimentos de centrífuga é usado para extrair petróleo bruto da água e do gás natural. Ele filtra e separa os hidrocarbonetos, eliminando a necessidade de processos químicos ou manuseio manual. Isso reduz os custos operacionais e aumenta a segurança. Os separadores comuns podem processar até 300 galões de mistura por minuto. Ao optar por um separador de sedimentos de centrífuga, as empresas podem alcançar uma produção de petróleo bruto mais simplificada e econômica.

• Centrífuga Industrial:

  Uma centrífuga industrial é maior que outros tipos. Ela separa quantidades massivas de líquidos e materiais sólidos. Uma centrífuga industrial pode ser tão grande quanto uma máquina de lavar roupa. Indústrias como a indústria de alimentos e bebidas, farmacêuticas e químicas usam centrífugas industriais para separação. As centrífugas nesses setores facilitam processos como a clarificação de emulsões de óleo e gordura, a extração de componentes valiosos de processos de fermentação, a concentração de culturas de células, a separação de proteína do soro do leite, a desidratação de lodo, a remoção de impurezas sólidas de líquidos e muito mais. As centrífugas industriais também vêm em vários tipos, incluindo centrífugas de pilha de discos, centrífugas tubulares e centrífugas decantadoras. A centrífuga de pilha de discos e a centrífuga decantadora são provavelmente os dois tipos mais populares de centrífugas industriais. Os fabricantes de centrífugas decantadoras terão várias configurações de velocidade, força e separação para cada centrífuga. Dito isso, sejam fixas ou variáveis, as centrífugas industriais são projetadas para processar volumes massivos e separar misturas de forma eficiente. Algumas centrífugas industriais são até mesmo automatizadas e serão capazes de executar o processo de separação sem nenhuma intervenção humana. Isso as torna ideais para aplicações industriais onde a eficiência e a produção massiva são imprescindíveis. Quanto mais as centrífugas industriais separam e filtram, mais limpo o petróleo bruto, o gás natural e a água são.

Especificação e Manutenção

• Capacidade: A capacidade de uma centrífuga de água define a quantidade máxima da amostra que o rotor pode girar. Geralmente é medida em litros ou mililitros. A capacidade da centrífuga precisa estar de acordo com a produção de amostra esperada durante o procedimento.
• Velocidade: A velocidade da centrífuga de água descreve a rapidez com que o rotor gira. O RCF (Força Centrífuga Relativa) determina a força que é gerada durante o processo de rotação e também está relacionada ao tamanho do rotor. Um equívoco comum é determinar o poder de separação de uma centrífuga com base em sua velocidade. No entanto, o poder de separação é determinado com base no RCF.
• Controle de Temperatura: Esse recurso é encontrado em máquinas de centrífuga de última geração. Ele permite o resfriamento ou aquecimento da amostra durante o experimento para atingir a reação desejada. O mecanismo de controle de temperatura funciona usando um sistema de controle PID preciso, que também emprega uma camisa de água para permitir a troca de calor entre a centrífuga e a câmara de amostra. Outros métodos incluem o uso de sistemas refrigerados a ar e elementos Peltier (refrigeradores termoelétricos).
• Rotores: A máquina de centrífuga de água contém rotores que definem a direção em que as amostras são giradas. O material usado para o rotor é forte o suficiente e geralmente suporta até 50 tubos pequenos. Diferentes tipos de rotores são projetados para aplicações específicas, como sedimentação e separação de componentes de amostra com base em suas diferentes densidades.
• Recursos de Segurança: A segurança do operador que executa o experimento é uma prioridade máxima. Portanto, o fabricante da máquina de centrífuga projeta recursos de segurança para garantir a segurança do usuário. As travas de porta são um dos mecanismos de porta de segurança mais usados. Isso garante que a porta esteja trancada até que a centrífuga pare de girar. Outros mecanismos de segurança incluem paradas de emergência, proteção contra sobrecarga e alarmes sonoros.

Manutenção da Centrífuga

Para que a centrífuga de água funcione de forma ideal e produza resultados precisos, é necessário um cronograma de manutenção regular. Seguir as informações de manutenção adequadas pode aumentar a vida útil da máquina de centrífuga:

• Limpezas Diárias: Sempre limpe a centrífuga com um pano úmido e detergente neutro após o uso. Um balde e uma tampa do rotor limpos também devem ser obrigatórios após o uso. Isso evita o acúmulo de resíduos e garante que nenhuma fita ou borracha seja usada na amostra.
• Inspeções Periódicas: Todos os meses, inspecione o rotor quanto a desgaste, corrosão e resíduos acumulados, especialmente ao redor do balde e de seus orifícios. Verifique se os baldes estão bem presos. Substitua quaisquer peças danificadas ou soltas e nunca exceda a quantidade máxima fixa.
• Lubrificação: Lubrifique as correias de transmissão e a tensão ao longo do mês. Uma máquina de centrífuga possui muitos componentes, alguns dos quais precisam ser lubrificados, o que não apenas garante suavidade, mas também previne a perda de energia e atrito.

Aplicações de centrífugas de água

Uma centrífuga de água possui várias aplicações industriais em diferentes indústrias de fabricação e processamento.

• Indústria de alimentos e bebidas: Na indústria de alimentos e bebidas, as máquinas de centrífuga industrial separam resíduos fibrosos, solventes e polpa em plantas de extração de suco. Purês contendo suco ou fibra indesejáveis são submetidos à separação por centrífuga, produzindo suco claro e fibras secas. A centrífuga também pode recuperar extratos valiosos de infusões de ervas. Além disso, a centrífuga de água separa suspensões indesejáveis de líquidos claros durante a produção de cerveja, vinho e outras bebidas alcoólicas.
• Empresas farmacêuticas e químicas: As centrífugas de água são comumente usadas em indústrias químicas e farmacêuticas para separação de produtos. Algumas aplicações populares incluem isolamento de proteínas, colheita de células, extração, clarificação e separação, emulsões e suspensões. Os medicamentos, como os antibióticos, costumam conter matéria celular ou impurezas indesejáveis. Uma centrífuga pode separar esses elementos indesejáveis, produzindo um produto mais claro e puro.
• Recuperação de petróleo: Águas oleosas emulsionadas são tratadas em uma centrífuga de alta velocidade para recuperar óleos valiosos, que normalmente têm baixa concentração. O que separa óleos valiosos de águas oleosas é a capacidade da centrífuga de água industrial de separar fluidos imiscíveis com pesos específicos variados. Exemplos de óleos valiosos que podem ser recuperados incluem petróleo bruto, óleo vegetal do processamento de alimentos e óleos lubrificantes de processos industriais.
• Reciclagem e tratamento de águas residuais: No caso de instalações de tratamento de águas residuais, um separador de centrífuga pode extrair excesso de matéria orgânica e fertilizantes valiosos, como fertilizantes fosfóricos e nitrogenados, do lodo. Isso não apenas melhora a qualidade da água tratada, mas também permite a reciclagem de fertilizantes valiosos para serem usados nos setores agrícolas. As plantas de reciclagem de plástico também usam a centrífuga para separar contaminantes e umidade das resinas de plástico recuperadas, melhorando a qualidade dos materiais reciclados.

Como escolher centrífugas de água

Os compradores comerciais que procuram uma centrífuga de água devem primeiro identificar para que precisam usar o equipamento. Diferentes indústrias usam a centrífuga de água para diferentes propósitos. Os compradores também devem determinar quanto água a centrífuga deve processar. As estações de tratamento de água precisam processar um grande volume de água a cada hora. Portanto, eles precisariam de uma centrífuga de alta capacidade. Outras instalações industriais e comerciais menores só precisam processar um pequeno volume de água. Uma centrífuga de alta capacidade não seria ideal, pois incorreria em um custo operacional mais alto.

O próximo fator a considerar é o fator de separação ou a velocidade de rotação da centrífuga. O fator de separação indica a rapidez com que o tambor da centrífuga gira. Um fator de separação mais alto resulta em um melhor processo de separação. Os compradores também devem avaliar o tipo de centrífuga que atenderá à sua necessidade de tratamento de água. Uma centrífuga tubular será adequada para separar sólidos finos, enquanto uma centrífuga de pilha de discos é ideal para separar líquidos e óleo emulsionados.

O encaixe e o custo operacional também serão um fator crítico na escolha de uma centrífuga. Os compradores precisarão inspecionar o espaço alocado para o processo de tratamento de água para determinar qual tipo de centrífuga caberá. O custo de operação da centrífuga, incluindo a energia consumida e a manutenção, será crucial para determinar o custo geral de funcionamento da instalação de tratamento.

Perguntas e Respostas

P1: Como o material é alimentado em um dispositivo de centrífuga de água?

A1: O tipo de centrífuga determinará como o material entra nela. Algumas máquinas têm um tubo que traz o material em uma taxa constante. Outras têm um recipiente que os trabalhadores enchem, e o recipiente é então movido para a máquina.

P2: Existem perigos de segurança com uma centrífuga?

A2: A centrífuga de água possui alguns perigos de segurança que os usuários devem conhecer. A centrífuga pode girar em velocidades muito altas que podem causar estresse em suas peças mecânicas. Existe o risco de a tigela quebrar ou rachar. As altas velocidades de rotação também colocam a centrífuga em risco de superaquecimento. Use as diretrizes do fabricante para determinar os limites seguros de velocidade e temperatura da centrífuga. Alguns perigos de segurança incluem peças móveis. Também existem perigos de inundação. Os líquidos com baixo ponto de ebulição estão na centrífuga sob pressão e aquecidos. Válvulas, conexões e vedações devem estar seguras para evitar vazamentos.

P3: Quanto tempo leva a centrífuga para separar os fluidos?

A3: Não existe um tempo fixo para que um fluido seja separado pela centrífuga. O manual do fabricante fornecerá o tempo de rotação ideal para diferentes tipos de fluidos. O gás leva menos tempo para ser separado, seguido por líquidos menos densos. Os fluidos com alta viscosidade e densidade levarão mais tempo para serem separados. Em média, as centrífugas podem girar de 30 segundos a 60 minutos.

P4: Qual é a função de uma centrífuga em uma investigação de inundação?

A4: Uma centrífuga pode ser útil durante uma investigação de inundação. A centrífuga separa as partículas em uma amostra de água. A água pode conter matéria orgânica, minerais ou poluentes. A centrífuga girará a amostra em altas velocidades. A areia e outras partículas pesadas se depositarão no fundo, enquanto as mais leves, como minerais e matéria orgânica, ficarão mais próximas da superfície. O investigador pode então coletar as amostras de cada camada para análise e teste adicionais.