Centrifugarea

Separarea amestecurilor eterogene sub influenţa forţei centrifuge care apare când în amestec se realizează viteze de rotaţie mari, poartă denumirea de separare centrifugală sau centrifugare.

Centrifugarea este o metodă foarte răspândită în aproape toate

subramurile industriei alimentare. Utilajele utilizate pentru separarea sub efectul forţei centrifuge poartă denumirea de centrifuge, acestea fiind caracterizate prin elemente în mişcare la turaţie mare.

Materialele din care se construiesc centrifugele trebuie să satisfacă cerinţele impus e de evitarea coroziunii, de păstrare a calităţilor lichidului şi de rezistenţă admisibilă. Sub aspectul separării eterogene, efectele forţei centrifuge şi a celei gravitaţionale sunt aceleaşi, deosebirea constă în faptul că, intensitatea câmpului centrifugal poate fi modificată prin modificarea turaţiei şi a distanţei faţă de axul de rotaţie.

4.1. Teoria centrifugării

Orice mobil care se mişcă pe o traiectorie curbă, este acţionat de o forţă centrifugă egală cu:

[ 64 ]

pentru mişcarea circulară [ 65 ]

unde.

c- forţa centrifugă; m- masa mobilului, v- viteza mobilului; R- raza de curbură a traiectoriei;w- viteza unghiulară; n- turaţia. Forţa centrifugă se aplică oricărui punct material.

Comparând ecuaţiile de mai sus cu ecuaţia care dă forţa gravitaţională în câmpul de gravitaţie , se poate considera că mărimile sau reprezintă acceleraţia câmpului de forţe centrifuge.

Raportul z dintre intensităţile celor două câmpuri este egal cu raportul dintre acceleraţiile lor, numindu-se factor de eficacitate:

[ 66 ]

Factorul de eficacitate utilizat pentru separarea unor amestecuri este limitat ca valoare maximă de natura materialului supus separării. Pentru centrifugele utilizate, factorul de eficacitate are valorile:

- la centrifugele de mică eficacitate z= 30

- la centrifugarea cristalelor z= 100 -150

- la centrifugarea zahărului z= 450-650

- la separarea componenţilor amestecurilor eterogene forţele sunt folosite pentru următoarele efecte:

- accelerarea sedimentării;

- accelerarea filtrării

- eliminarea mai înaintată a lichidului dintr-un material solid.

4.2. Separarea amestecurilor eterogene sub influenţa forţei centrifuge

Separarea amestecurilor eterogene sub influenţa forţei centrifuge, se realizează pe două principii:

1) Sedimentare, când separarea sub influenţa forţei centrifuge se realizează pe bază de diferenţă de sedimentare, prin stratificarea componenţilor. Se aplică amestecurilor eterogene lichid-lichid, solid-lichid, solid-solid, solid-gaz. Separarea centrifugală pe principiul sedimentării, poartă uneori denumiri speciale: limpezire) eliminarea impurităţilor solide dintr-un lichid), concentrare (concentrarea particulelor solide dintr-un amestec solid-lichid ), etc.

Sedimentarea sub influenţa forţei centrifuge se realizează în două faze:

- depunerea fazei cu viteza de sedimentare sau cu densitatea mai mare, care se supune legilor hidrodinamicii în cazul sedimentelor solide;

- tasarea sedimentului, care se supune legilor mecanicii solului. Sedimentarea sub influenţa forţei centrifuge se deosebeşte de sedimentarea sub influenţa forţei gravitaţionale prin faptul că se realizează sub influenţa acceleraţiei centrifugale. Centrifugarea se foloseşte pentru accelerarea sedimentării, pentru amplificarea vitezei de filtrare şi eliminarea fazei lichide dintr-un solid în stare de granule. Se pot realiza umidităţi minime de 3-10%.