Eficiência De Separação De Hidrociclones Para a Separação De Mistura Óleo-Água Com Alto Teor De Óleo: Comparação Entre Resultados Simulados E Experimentais

Abstract

A utilização de hidrociclones para promover separações baseadas no campo centrífugo iniciou-se há mais de um século. A primeira patente de hidrociclone foi depositada no final do século XIX e sua utilização era para misturas sólido-líquido. Sua utilização para separar misturas líquido-líquido, especialmente óleo-água, foi iniciada em 1970 com pesquisas lideradas pela universidade de Southampton na Inglaterra. A evolução em sua geometria para a separação água-óleo culminou em entradas duplas e duas seções cônicas para aumentar a eficiência de separação. As vantagens em sua utilização são devido ao fato de serem equipamentos compactos, com baixos custos operacionais e que aceleram a separação devido à ação centrífuga. Neste trabalho, empregou-se fluidodinâmica computacional (CFD) e um planejamento fatorial reduzido (2 7-3 ) para a otimização da geometria de um hidrociclone visando à separação de dispersões de elevados teores de óleo (40%) em água. O hidrociclone ótimo resultante deste planejamento foi construído e testado experimentalmente. Valores de eficiência de separação (ET) e razão de fluido (R F ) foram obtidos experimentalmente e comparados com os valores simulados (ANSYS Fluent 12.1). Experimentos também foram realizados para verificar a influência da razão de fluido total (R FT ) sobre a eficiência de separação. INTRODUÇÃOOs hidrociclones são equipamentos compactos empregados nas separações sólido/líquido, sólido/sólido, líquido/líquido e gás/líquido. Sua geometria é basicamente constituída por uma parte cilíndrica, que define o diâmetro do hidrociclone, acoplada a uma parte cônica, como mostra a Figura 1.Os trabalhos disponíveis na literatura empregando hidrociclones para a separação óleo-água tratam apenas de correntes com baixas composições da fase óleo. Suas aplicações se restringem basicamente ao tratamento de águas com quantidade residual de óleo, e que geralmente não ultrapassam o valor de 1%

Separação de levedura da indústria de cerveja utilizando mini-hidrociclone

“…Na maioria das indústrias, a separação da levedura do mosto fermentado é realizada com o uso de centrífugas que apresentam características como: dispendiosidade, alto consumo de energia e necessidade constante de manutenção (BICALHO, 2011). Devido a esses fatores, os hidrociclones apresentam-se como alternativa para separação de levedura, pois se destacam por serem compactos, não possuírem partes móveis, requererem baixa manutenção mecânica e baixo consumo de energia e, ainda, apresentarem baixos custos de confecção e instalação (ARAÚJO et al, 2015). O princípio de funcionamento dos hidrociclones deve-se à alimentação tangencial da suspensão sólido-líquido na região cilíndrica do equipamento, o que provoca a formação de vórtex, fazendo com que as partículas maiores e mais densas sejam projetadas contra a parede, sendo então arrastadas até a saída inferior (underflow).…”

“…A eficiência de separação de partículas em um hidrociclone depende da geometria do equipamento, das propriedades físicas do sólido, do fluido e das condições de operação. Diversos estudos sobre o efeito das proporções geométricas do equipamento na eficiência de separação em hidrociclones são encontrados na literatura (BICALHO, 2011;BICALHO et al, 2012;ARAÚJO et al, 2015;NI et al, 2018). Geralmente, essas proporções geométricas são caracterizadas pelas dimensões desses equipamentos em relação ao diâmetro da parte cilíndrica (Dc), que é definido em função do diâmetro das partículas que se pretende separar (SYED et al, 2017).…”