Separador tubular de alta velocidad

El separador tubular de alta velocidad pertenece a la categoría Centrífuga. Esta máquina cuenta con un recipiente tubular largo y estrecho que gira a velocidades muy altas. El diseño tubular crea un charco de líquido profundo con una distancia de sedimentación corta. Esto permite capturar incluso partículas submicrónicas de corrientes líquidas. El separador se utiliza ampliamente para clarificar líquidos que contienen sólidos muy finos. Maneja materiales que pasarían a través de filtros convencionales o centrífugas de pantalla. La alta velocidad de rotación genera fuerzas centrífugas miles de veces más fuertes que la gravedad. Estas fuerzas atraen partículas finas hacia la pared del recipiente mientras el líquido clarificado fluye hacia la descarga superior, logrando una separación eficiente de sólidos y líquidos sin necesidad de medios filtrantes. La máquina funciona continuamente durante el ciclo de alimentación. Los sólidos se acumulan en la pared del recipiente y se eliminan manualmente cuando se abre el recipiente. Este diseño se adapta a aplicaciones donde el volumen de sólidos es relativamente bajo por lote.

La construcción del separador tubular incluye un recipiente vertical suspendido de un eje flexible. El husillo se conecta a un sistema de accionamiento que lleva el recipiente a alta velocidad. El cuenco es estrecho en comparación con su longitud. Esta forma proporciona una distancia de sedimentación radial corta que reduce el tiempo necesario para que las partículas alcancen la pared. El líquido entra por el fondo del recipiente a través de una boquilla de alimentación. Acelera hasta alcanzar la velocidad del cuenco a medida que asciende a través del cuenco. El líquido clarificado se desborda por la parte superior a través de un embalse de descarga. Los sólidos se acumulan en la pared interior y se eliminan después de detener la máquina. El recipiente se abre quitando la tapa superior y sacando los sólidos o lavándolos. A diferencia de las máquinas que dependen de una bolsa o tela filtrante , este separador utiliza únicamente fuerza centrífuga y diferencia de densidad para la separación, lo que elimina los costos de consumibles.

El separador tubular consigue factores de separación mucho mayores que las centrífugas convencionales. Los factores de separación típicos oscilan entre 13.000 y 17.000, según el diámetro del recipiente y la velocidad. Esta alta fuerza G permite la separación de partículas tan pequeñas como 0,1 micras. La máquina maneja concentraciones de alimento desde muy diluidas hasta alrededor del 5 por ciento de sólidos por volumen. Las cargas sólidas más altas requieren una limpieza más frecuente. El volumen del recipiente es relativamente pequeño, lo que limita la cantidad de sólidos que pueden acumularse antes de la limpieza. Por esta razón, los separadores tubulares funcionan mejor para aplicaciones de pulido donde el contenido de sólidos es bajo. La calidad del líquido clarificado es excelente, con niveles de turbidez a menudo inferiores a los métodos de filtración estándar. El factor de separación se puede optimizar seleccionando combinaciones adecuadas de diámetro del recipiente y velocidad para los requisitos específicos del producto.

Las especificaciones técnicas de los separadores tubulares varían según el modelo. Los diámetros de los cuencos suelen oscilar entre 105 mm y 150 mm. La relación longitud-diámetro es de aproximadamente 5 a 1. Las velocidades del tazón varían desde 15000 rpm en diámetros más grandes hasta 20000 rpm en diámetros más pequeños. El factor de separación alcanza de 13000 a 20000 dependiendo del diámetro y la velocidad. La capacidad de rendimiento de líquido varía desde 500 litros por hora hasta 5000 litros por hora. La capacidad depende del tamaño de las partículas, la concentración de sólidos y la claridad requerida. La potencia del motor oscila entre 1,5 kW y 7,5 kW. El peso de la máquina oscila entre 300 kg y 800 kg. La altura total oscila entre 1200 mm y 2000 mm. El espacio que ocupa la máquina es pequeño, normalmente menos de un metro cuadrado.

El separador tubular está construido con todas las partes húmedas en acero inoxidable. El grado 304 o 316 es estándar según los requisitos de la aplicación. El cuenco está mecanizado con precisión para lograr equilibrio a altas velocidades. El eje es flexible para permitir que el recipiente se centre automáticamente durante el funcionamiento. Los rodamientos están especialmente diseñados para servicios de alta velocidad. La correa de transmisión conecta el motor al husillo. Un recinto rodea las piezas giratorias por seguridad. La boquilla de alimentación y el embalse de descarga son ajustables para optimizar el rendimiento para diferentes líquidos. La eliminación de sólidos requiere detener la máquina, desmontar el recipiente y limpiar manualmente el interior. Esto suele tardar entre 15 y 30 minutos, según el tamaño del recipiente y las características del sólido. A diferencia de las centrífugas con descarga automática , esta unidad utiliza la eliminación manual de sólidos, lo que es muy adecuado para aplicaciones con bajo volumen de sólidos por lote.

El funcionamiento del separador tubular comienza con el montaje del recipiente limpio. El cuenco se coloca sobre el eje y se fija. Las conexiones de alimentación y descarga están adjuntas. El motor arranca y lleva el recipiente a máxima velocidad. El líquido de alimentación entra por la parte inferior. El líquido clarificado se descarga por la parte superior. El operador controla la claridad de la descarga. Cuando los sólidos se acumulan hasta el punto en que la claridad se degrada, se detiene la alimentación. La máquina puede detenerse por inercia o utilizar el freno. El recipiente se retira y se abre para limpiarlo. Los sólidos eliminados se recogen para su eliminación o procesamiento posterior. El recipiente limpio se vuelve a montar para el siguiente ciclo. El tiempo total del ciclo depende de la concentración de sólidos de alimentación. Los bajos sólidos permiten tiempos de funcionamiento más prolongados entre limpiezas.

Las aplicaciones del separador tubular incluyen la industria farmacéutica para clarificar vacunas antibióticas y productos sanguíneos. En biotecnología separa restos celulares de caldos de fermentación. En la industria química elimina los finos del catalizador de los productos de reacción. La máquina clarifica resinas poliméricas y productos químicos especiales. En la industria alimentaria clarifica zumos de frutas, aceites vegetales y vinos. El separador tubular elimina las células de levadura de la cerveza y el vino. Clarifica los aceites comestibles antes del embotellado. En la producción de aceites esenciales, separa el agua y las partículas finas de la fase oleosa. En laboratorios y plantas piloto, el separador tubular procesa pequeños lotes de productos de alto valor. El alto factor de separación lo hace adecuado para aplicaciones de pulido donde los filtros convencionales no pueden lograr la claridad requerida.

El separador tubular ofrece varias ventajas para la separación de partículas finas. La alta fuerza G captura partículas que pasarían a través de papeles de filtro o membranas. No se requieren medios filtrantes, por lo que no hay costos de reemplazo ni problemas de eliminación. La máquina es fácil de limpiar entre lotes. El tamaño reducido cabe en espacios de producción reducidos. La construcción de acero inoxidable resiste la corrosión y cumple con las normas sanitarias. El diseño simple tiene pocas piezas móviles, lo que reduce los requisitos de mantenimiento. La máquina funciona con bajos niveles de ruido en comparación con otras centrífugas de alta velocidad. El separador tubular sigue siendo una opción estándar para la clarificación ultrafina en múltiples industrias.